高考物理一轮复习 2.1力、重力、弹力课件.ppt

第二章相互作用 1 对比新旧考试大纲 新考纲对重力 滑动摩擦力 动摩擦因数 形变 弹性 胡克定律的要求已由原来的 级要求降为 级要求 其余基本没变 2 本章内容的重点是受力分析 力的合成和分解 共点力的平衡 1 受力分析 力的合成与分解是解决力学问题的两个基本技能 也是电磁学的基础 平衡状态是物体常见的一种运动状态 处理力的平衡问题的方法常渗透到其他章节或综合应用中 因此本章的内容是历年高考的必考内容 其中命题的热点有 1 摩擦力的分析及计算问题 2 弹簧弹力的分析及计算问题 3 共点力作用下物体的平衡问题 2 对本章的各个知识点的考查 在各种题型中作为某一环节涉及或以选择题 计算题的题型出现 3 近几年的高考中 既有对本章知识的单独考查 例如 2011安徽第1题 2011海南第4题 2011广东第16题 2011海南第5题 2011山东第19题 2012江苏第11题 第14题 全国新课标第16题 第24题 山东第17题 广东第16题 浙江第14题等 也有与牛顿运动定律 2011江苏第9题 2011北京理综第18题 2012重庆第25题等 动能定理和能量守恒相结合 有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结合 题目难度较大 综合性较强 还经常以现实生活中的现象为背景 或以高科技为背景考查一些综合问题 这类问题是今后高考出题的方向 第1节力重力弹力 1 力的概念 力是的作用 2 力的基本特征 1 物质性 力不能而独立存在 2 相互性 力的作用是相互的 3 矢量性 既有大小 又有方向 其运算法则为 物体对物体 脱离物体 平行四边形定则 一 力的概念 4 独立性 一个力作用在某一物体上产生的效果与这个物体是否同时受到其他力的作用 5 同时性 物体间的相互作用总是产生 变化 消失 3 力的效果使物体发生或使物体的运动状态发生改变 即产生 4 力的分类 1 按分 重力 弹力 摩擦力 分子力 电磁力 核力等 无关 同时 同时 同时 形变 加速度 性质 2 按分 动力 阻力 压力 支持力 向心力 回复力等 3 按研究对象分 内力 外力 二 重力1 重力的产生 由于对物体的吸引而使物体受到的力 2 方向 总是 3 大小 g 效果 地球 竖直向下的 mg 4 重心 物体各个部分受到重力的合力的作用点 重心可能在物体上也可能不在物体上 1 质量分布均匀的物体 重心位置只跟形状有关 2 质量分布不均匀的物体 重心位置跟物体形状有关 跟物体内质量的分布有关 3 用悬挂法测重心 只适合薄片状均匀物体 5 重力的反作用力是物体对地球的引力 作用在上 地球 1 定义 发生弹性形变的物体 对跟它接触的物体产生力的作用 这种力叫弹力 2 产生条件 1 两物体 2 发生 两者缺一不可 并且弹力和形变同时 同时 3 方向 与的方向相反 弹力的受力物体是引起形变的物体 施力物体是发生形变的物体 直接接触 弹性形变 产生 消失 物体形变 三 弹力 4 大小 弹簧类物体在内遵循胡克定律 f 非弹簧类弹力大小应由或求解 弹性限度 kx 平衡条件 动力学规律 题型一 对力和重力的理解 例1广州亚运会的火炬从北京传递到广州的过程中 关于火炬 潮流 的重力 不考虑燃料燃烧对火炬质量的影响 下列说法中正确的是 a 火炬 潮流 的重力大小恒定b 火炬 潮流 的重力方向总是指向地心c 运动员举着火炬加速冲上某一高台时火炬 潮流 受到的重力大于运动员举着火炬在平直道路上奔跑时火炬 潮流 受到的重力d 传递过程中 火炬 潮流 始终对地球也有吸引力 思路点拨 正确理解力的相互性和重力与万有引力的关系是解答本题的关键所在 解析 地球表面不同位置的重力加速度不同 故a错误 重力只是地球对物体的万有引力的一个分力 除赤道和两极外 其方向并不指向地心 故b错误 在同一地点 重力与其运动状态无关 故c错误 力的作用是相互的 故d正确 答案 d 题型二 弹力有无及方向的判断 思路点拨 先找接触点 再判断是否有弹力 再确定弹力的方向 例2画出下图所示各物体受到的弹力示意图 解析 方法与知识感悟 1 弹力有无的分析和判断 1 直接判定法 对于形变较明显的情况 由形变情况直接判断 2 假设法 先假设物体间的弹力不存在 即将与研究对象接触的物体去掉 再判断所研究物体的运动状态是否改变 若不变则说明无弹力 若改变则说明有弹力 3 状态分析法 分析除弹力以外其他力的合力 看该合力是否满足给定的运动状态 若不满足 则存在弹力 若满足则不存在弹力 并可以依据物体所受的合外力和物体的运动状态 由力的平衡或牛顿第二定律求解物体间弹力的大小 如上题中第4 5个图中若已知小球的质量为m 小车向右匀速运动和以加速度a匀加速运动时所受弹力的大小分别是多少 2 几种常见模型中弹力方向的确定 题型三 弹簧弹力大小的计算 例3如图所示 一重为12n的物块上下两端分别与两根完全相同的竖直轻弹簧a b相接 弹簧a的上端固定在天花板上 弹簧b的下端固定在桌面上 当物块静止时 两弹簧的弹力大小相等 此时两弹簧的长度分别为la 18cm lb 12cm 求 1 每根弹簧的自然长度l0及每根弹簧的劲度系数k 2 若撤去弹簧b 则物块静止时物块下端离桌面的距离h 方法与知识感悟 解答此类题型时 往往选择弹簧的一个端点所连接的物体来进行研究 由这个物体的运动状态来计算弹力的大小变化 f 再由胡克定律 f k x求出弹簧的长度变化量 x 1 如图所示 为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系 根据图象判断 正确的结论是 a 弹簧的劲度系数为1n mb 弹簧的劲度系数为100n mc 弹簧的原长为6cmd 弹簧伸长0 2m时 弹力的大小为4n bc 2 如图 a 所示 轻绳ad跨过固定的水平横梁bc右端的定滑轮挂住一个质量为m1的物体 acb 30 图 b 中轻杆hg一端用铰链固定在竖直墙上 另一端g通过细绳eg拉住 eg与水平方向也成30 轻杆的g点用细绳gf拉住一个质量为m2的物体 求 1 轻绳ac段的张力ftac与细绳eg的张力fteg之比 2 轻杆bc对c端的支持力 3 轻杆hg对g端的支持力 解析 题图 a 和 b 中的两个物体m1 m2都处于平衡状态 根据平衡的条件 首先判断与物体相连的细绳 其拉力大小等于物体的重力 分别取c点和g点为研究对象 进行受力分析如下图 a 和 b 所示 根据平衡规律可求解 1 下列关于物体重力的说法中正确的是 a 地球上的物体只有运动时才受到重力b 同一物体在某处向上抛出后所受重力较小 向下抛出后所受重力较大c 某物体在同一位置时 所受重力与静止还是运动无关 重力大小是相同的d 物体所受重力大小与其质量有关 cd 巩固基础 解析 地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用 故运动或静止的物体均受重力 a错误 某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定 与此物体的运动状态无关 b错误 c正确 物体所受重力g mg 在g一定时 g由m决定 d正确 2 2010 2011赛季斯诺克球员巡回赛第五站赛事在谢菲尔德结束 中国选手丁俊晖一路过关斩将 决赛中4 1横扫琼斯成功夺得本站赛事冠军 设在比赛中当台球以速度v0与球桌边框成 角撞击o点 反弹后速度为v1 方向与球桌边框夹角仍为 如图所示 ob垂直于桌边 则下列关于桌边框对小球的弹力方向的判断中正确的是 a 可能沿oa方向b 一定沿ob方向c 可能沿oc方向d 可能沿od方向 b 解析 台球与球桌边框碰撞时 受到边框的弹力作用 弹力的方向应与边框垂直 即沿ob方向 故b项正确 3 如图所示 轻质弹簧的劲度系数为k 小球重力为g 平衡时小球在a处 今用力f压小球至b处 使弹簧缩短x 则此时弹簧的弹力为 a kxb kx gc g kxd 以上都不对 b 解析 设球在a处时弹簧已压缩了 x 球平衡时弹力fa g k x 球在b处时 弹簧又压缩x 球再次达到平衡时弹力fb k x x g kx 故选项b正确 4 如图所示 小车沿水平面向右做匀加速直线运动 车上固定的硬杆和水平面的夹角为 杆的顶端固定着一个质量为m的小球 当小车运动的加速度逐渐增大时 杆对小球的作用力 f1至f4变化 的变化图示可能是 c 解析 小球只受重力和杆的弹力作用 杆的弹力f的竖直分量与重力平衡 水平分量产生加速度 即f竖直 mg f水平 ma 所以选项c正确 提升能力 5 如下图所示 四个完全相同的弹簧都处于水平位置 它们的右端受到大小皆为f的拉力作用 而左端的情况各不相同 中弹簧的左端固定在墙上 中弹簧的左端受大小也为f的拉力作用 中弹簧的左端拴一小物块 物块在光滑的桌面上滑动 中弹簧的左端拴一小物块 物块在有摩擦的桌面上滑动 若认为弹簧的质量都为零 以l1 l2 l3 l4依次表示四个弹簧的伸长量 则有 a l2 l1b l4 l3c l1 l3d l2 l4 d 解析 因为认为弹簧的质量都为零 即通常所说的 轻弹簧 无论弹簧处于什么样的运动状态 以上各图中弹簧各处的弹力都一样大 即各个弹簧的受力情况都完全相同 都等于右端受到的拉力 由公式f kx可知 弹簧伸长的长度都是相等的 选d 6 缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型 图中a b为原长相等 劲度系数分别为k1 k2 k1 k2 的两个不同的轻质弹簧 下列表述正确的是 a 装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关b 垫片向右移动稳定后 两弹簧产生的弹力之比f1 f2 k1 k2c 垫片向右移动稳定后 两弹簧的长度之比l1 l2 k2 k1d 垫片向右移动稳定后 两弹簧的压缩量之比x1 x2 k2 k1 d 解析 不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关 a错误 在垫片向右运动的过程中 由于两个弹簧相连 则它们之间的作用力等大 b错误 由于两弹簧的劲度系数不同 由胡克定律f k x可知 两弹簧的压缩量 x1 x2 所以c错误 d正确 7 如图所示 两木块的质量分别为m1和m2 两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2 上面的木块压在上面的弹簧上 但不拴接 整个系统处于平衡状态 现缓慢上提上面的木块