高考物理总复习 第2章 第1课时 力、重力、弹力课件.ppt

第1课时力 重力 弹力 导学目标 1 掌握力的基本概念 2 掌握重力的大小 方向及重心的概念 3 掌握弹力方向判断及大小计算的基本方法 一 力的认识 基础导引 1 举出具体的实例来说明 1 力能够改变物体的运动状态或使物体产生形变 2 每一个力 都有一个施力物体和一个受力物体 答案 1 玻璃杯从桌子上掉下 在重力作用下 运动得越来越快 被掷出去的铅球 在重力作用下沿曲线落回地面 蹦蹦床在人的压力作用下 向下凹 橡皮筋在拉力作用下变得细长 2 人坐在凳子上 人对凳子有一个压力 该力的施力物体是人 受力物体是凳子 2 请你用一个点代表受力物体 作出以下几个力的图示 并指明施力物体和受力物体 1 水平桌面对放在桌面上的书产生5n竖直向上的支持力 2 某人用800n的力沿与水平线成30 角斜向右上方拉一辆小车 3 静止于倾角为30 斜面上的物体对斜面产生1000n的压力 答案 知识梳理 1 力的作用效果 1 改变物体的 2 使物体发生 2 力的性质 1 物质性 力不能脱离 而存在 没有 施力物体 或 受力物体 的力是 的 2 相互性 力的作用是 的 施力 受力 物体同时也是受力 施力 物体 3 矢量性 力是矢量 既有 又有 力的运算遵循 定则或 定则 运动状态 形变 物体 不存在 相互 大小 方向 平行四边形 三角形 3 力的图示及示意图 1 力的图示 从力的作用点沿力的方向画出的 包括力的三要素 2 力的示意图 受力分析时作出的表示物体受到某一力的 思考 力的图示与受力示意图有什么区别 答案 力的图示要求精确画出力的大小 方向和作用点 在相同标度下用线段的长短表示力的大小 指向表示力的方向 箭尾 或箭头 表示力的作用点 受力示意图着重于力的方向 不要求作出标度 有刻度的有向线段 有向线段 二 重力 基础导引 把一条放在水平地面上 长为l的匀质链条竖直向上刚好拉直时 它的重心位置升高多少 把一个放在水平地面上 棱长为a的均匀正方体 绕其一条棱翻转时 其重心位置升高的最大高度是多少 知识梳理 1 产生 由于地球对物体的 而使物体受到的力 2 大小 g 3 g的特点 1 在地球上同一地点 g值是一个不变的常数 2 g值随着 的增大而增大 3 g值随着高度的增大而减小 4 方向 向下 吸引 mg 纬度 竖直 5 重心 1 相关因素 物体的 物体的 2 位置确定 质量分布均匀的规则物体 重心在其 对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板 重心可用 确定 思考 重力就是地球对物体的万有引力 这种说法对吗 为什么 几何形状 质量分布 几何中心 悬挂法 答案 不对 理由是 1 重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力 但不能认为重力就是地球对物体的吸引力 2 地球对物体的引力除产生重力外 还要提供物体随地球自转所需的向心力 三 弹力 基础导引 1 质量均匀的钢管 一端放在水平地面上 另一端被竖直绳悬吊着 如图1所示 钢管受到几个力的作用 各是什么物体对它的作用 画出钢管受力的示意图 2 如图2所示 一根筷子放在光滑的碗内 筷子与碗壁 碗边都没有摩擦 作示意图表示筷子受到的力 3 某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码 做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系 下表是他的实验数据 实验时弹力始终未超过弹性限度 弹簧很轻 自身质量可以忽略不计 重力加速度g取10m s2 1 根据实验数据在坐标系中作出弹力f跟弹簧伸长量x关系的图象 2 根据图象计算弹簧的劲度系数 答案 1 如图所示 2 弹簧的劲度系数为k 26n m 知识梳理 1 弹力发生 的物体 由于要恢复原状 对与它接触的物体产生力的作用 这种力叫作弹力 1 产生的两个必要条件 物体直接 发生 2 弹力的方向弹力的方向总是与物体形变的方向 弹性形变 接触 弹性形变 相反 2 胡克定律 1 内容 在弹性限度内 弹簧弹力f的大小与弹簧的伸长 或缩短 量x成 2 表达式 f k是弹簧的 单位为n m k的大小由弹簧 决定 x是弹簧长度的 不是弹簧形变以后的长度 思考 弹力的方向与受力物体 施力物体的形变方向存在何种关系 答案 弹力的方向与施力物体的形变方向相反 与受力物体的形变方向相同 正比 kx 劲度系数 自身 变化量 考点解读 1 根据物体产生形变的方向判断物体所受弹力的方向与施力物体形变的方向相反 与自身形变的方向相同 2 根据物体的运动状态判断物体的受力必须与物体的运动状态符合 依据物体的运动状态 由共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向 考点一弹力方向的判断 3 几种接触弹力的方向 4 绳和杆的弹力的区别 1 绳只能产生拉力 不能产生支持力 且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向 2 杆既可以产生拉力 也可以产生支持力 弹力的方向可能沿着杆 也可能不沿杆 典例剖析 例1画出下列物体a受力的示意图 答案 方法提炼判断弹力方向时需特别关注的是 1 绳与杆的区别 绳的拉力一定沿绳 杆的弹力可沿任意方向 2 有形变才有弹力 只接触无形变时不产生弹力 如题中的图 3 3 利用牛顿定律 根据物体运动状态确定弹力的方向 跟踪训练1画出下图中物体a所受弹力的示意图 所有接触面均光滑 答案 考点解读 1 分析判断弹力的方向是计算弹力大小的基础 2 处于平衡状态的物体所受弹力大小根据平衡方程计算 3 有加速度的物体所受弹力大小根据牛顿第二定律计算 考点二弹力大小的计算 典例剖析 例2如图3所示 用轻质细杆连接的a b两物体正沿着倾角为 的斜面匀速下滑 已知斜面的粗糙程度是均匀的 a b两物体与斜面的接触情况相同 试判断a和b之间的细杆上是否有弹力 若有弹力 求出该弹力的大小 若无弹力 请说明理由 答案无弹力 理由见解析 方法提炼本例是一道通过计算判断弹力有无的题目 涉及三种重要的物理思维方法 一种是假设法 另一种是整体法和隔离法 本例中先用整体法求出动摩擦因数 再用隔离法计算弹力大小 还有一种是正交分解法 在垂直斜面和沿斜面两个方向上列方程 从而解出杆的拉力 跟踪训练2两个完全相同的小球a和b 质量均为m 用长度相同的两根细线悬挂在水平天花板上的同一点o 再用长度相同的细线连接a b两小球 如图4所示 然后用一水平向右的力f拉小球a 使三线均处于直线状态 此时ob线恰好位于竖直方向 且两小球都静止 小球可视为质点 则拉力f的大小为 答案 b 考点解读 中学物理中的 弹簧 和 橡皮绳 也是理想化模型 具有如下几个特性 1 弹簧产生的弹力遵循胡克定律f kx 其中x是弹簧的形变量 2 轻 即弹簧 或橡皮绳 的重力可视为零 由此特点可知 同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等 考点三弹簧模型 3 弹簧既能受拉力 也能受压力 沿着弹簧的轴线 橡皮绳只能受拉力 不能受压力 分析含弹簧问题时要特别注意 4 由于弹簧和橡皮绳受力时 其形变较大 发生形变需要一段时间 所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变 但是 当弹簧和橡皮绳被剪断时 它们所受的弹力立即消失 典例剖析 例3 2015 广州模拟 如图5所示 在竖直方向上 两根完全相同的轻质弹簧a b 一端与质量为m的物体相连接 另一端分别固定 当物体平衡时 如果 a a被拉长 则b一定被拉长b a被压缩 则b一定被压缩c b被拉长 则a一定被拉长d b被压缩 则a一定被拉长 图5 解析对物体受力分析结合平衡条件可知 当a对物体有拉力ta时 若ta mg则b被拉长 若ta mg 则b被压缩 若ta mg 则b处于自然状态 a错c对 若a被压缩则b对物体施加的一定是向上的支持力 即b一定被压缩 故b对 综上所述d错 答案bc方法提炼分析施力前后两弹簧的受力状况以及相应的压缩量和伸长量 从而确定物块1和物块2的位置变化 例4如图6所示 用两根细线把a b两小球悬挂在天花板上的同一点o 并用第三根细线连接a b两小球 然后用某个力f作用在小球a上 使三根细线均处于直线状态 且ob细线恰好沿竖直方向 两小球均处于静止状态 则该力可能为图中的 a f1b f2c f3d f4 3 假设法 判断弹力的有无 答案bc 方法提炼 假设法 或 撤离法 可以先假设有弹力存在 然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合 还可以设想将与研究对象接触的物体 撤离 看研究对象能否保持原来的状态 若能 则与接触物体间无弹力 若不能 则与接触物体间有弹力 跟踪训练3如图8所示 小车内放有一物体 物体刚好可放入车厢中 小车在水平面上向右运动 下列说法正确的有 a 若小车做匀速运动 则物