高考物理一轮复习 热学 基础课时3 热力学第一定律与能量守恒定律课件（选修3-3） (6)

1、高考导航考点内容考点内容要求要求说明说明高考命题实况高考命题实况命题热点命题热点2014江苏卷江苏卷2015江苏卷江苏卷形变和弹力、胡克定律形变和弹力、胡克定律(1)对弹力和摩擦力大对弹力和摩擦力大小、方向的考查；小、方向的考查；(2)受力分析及力的运受力分析及力的运算作为一种分析物理算作为一种分析物理问题的工具问题的工具,贯穿高考贯穿高考考查的大部分内容和考查的大部分内容和考题；考题；(3)力的合成与分解；力的合成与分解；(4)共点力作用下物体共点力作用下物体的平衡的平衡,如动态平衡、如动态平衡、极值求解等极值求解等静摩擦、滑动摩擦、摩静摩擦、滑动摩擦、摩擦力、动摩擦因数擦力、动摩擦因数力的

2、合成和分解力的合成和分解力的合成和分解的计算力的合成和分解的计算,只限于用作图法或直角三只限于用作图法或直角三角形知识解决角形知识解决共点力的平衡共点力的平衡只要求解决在一个平面内只要求解决在一个平面内的共点力平衡问题的共点力平衡问题T1416分分实验二：验证力的平行实验二：验证力的平行四边形定则四边形定则T1110分分基础课时基础课时3重力弹力重力弹力知识梳理知识梳理知识点一、重力知识点一、重力1.产生：由于产生：由于_的吸引而使物体受到的力。的吸引而使物体受到的力。2.大小：与物体的质量成大小：与物体的质量成_,即即G_。可用。可用_测测量重力。量重力。3.方向：总是方向：总是_的。的。4

3、.重心：其位置与物体的重心：其位置与物体的_分布和分布和_有关。有关。5.重心位置的确定重心位置的确定质量分布均匀的规则物体质量分布均匀的规则物体,重心在其重心在其_；对于形状不规；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用重心可用_确定。确定。正比正比mg弹簧测力计弹簧测力计竖直向下竖直向下质量质量形状形状几何中心几何中心悬挂法悬挂法地球地球特别提醒特别提醒重力是由于地球的吸引而产生的力重力是由于地球的吸引而产生的力,但它并不等于地球对物体的但它并不等于地球对物体的引力。重力是地球对物体的万有引力的一个分力。引力。重力是地球对物体的万有引力的一个分力。知识点二

4、、形变知识点二、形变和弹力和弹力、胡克定律、胡克定律1.形变形变物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。2.弹性弹性(1)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够_的形变。的形变。(2)弹性限度：当形变超过一定限度时弹性限度：当形变超过一定限度时,撤去作用力后撤去作用力后,物体不能完物体不能完全恢复原来的全恢复原来的_,这个限度叫弹性限度。这个限度叫弹性限度。3.弹力弹力(1)定义：发生弹性形变的物体定义：发生弹性形变的物体,由于要由于要_,对与它接触的对与它接触的物体会产生力的作用物体会产生力的作用,这种力叫

5、做弹力。这种力叫做弹力。恢复原状恢复原状形状形状恢复原状恢复原状(2)产生条件产生条件物体相互物体相互_且发生且发生_。(3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向方向_。4.胡克定律胡克定律(1)内容：弹簧发生内容：弹簧发生_时时,弹力的大小弹力的大小F跟弹簧伸长跟弹簧伸长(或缩短或缩短)的长度的长度x成成_。(2)表达式：表达式：F_。k是弹簧的是弹簧的_,单位为单位为N/m；k的大小由弹簧的大小由弹簧_决决定。定。x是是_,但不是弹簧形变以后的长度。但不是弹簧形变以后的长度。接触接触弹性形变弹性形变相反相反弹性形变

6、弹性形变正比正比kx自身性质自身性质形变量形变量劲度系数劲度系数思考思考试分析图试分析图1中半圆柱体上中半圆柱体上A、B、C三点所受的弹力方向。三点所受的弹力方向。图图1诊断自测诊断自测1.下列关于重力和重心的说法正确的是下列关于重力和重心的说法正确的是()A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B.重力的方向总是指向地心重力的方向总是指向地心C.用细线将重物悬挂起来用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上直线上D.重心就是物体所受重力的等效作用点重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上

7、故重心一定在物体上解析重力是由于地球的吸引而产生的解析重力是由于地球的吸引而产生的,但不是地球的吸引力但不是地球的吸引力,选项选项A错误；重力的方向竖直向下错误；重力的方向竖直向下,选项选项B错误；由平衡条件可错误；由平衡条件可知知,细线拉力和重力平衡细线拉力和重力平衡,重心在重力作用线上重心在重力作用线上,选项选项C正确；重正确；重心位置跟物体的形状、质量分布有关心位置跟物体的形状、质量分布有关,是重力的等效作用点是重力的等效作用点,但但不一定在物体上不一定在物体上,如球壳如球壳,其重心就不在球壳上其重心就不在球壳上,选项选项D错误。错误。C2.把一木块放在水平桌面上保持静止把一木块放在水平

8、桌面上保持静止,下面说法正确的是下面说法正确的是()A.木块对桌面的压力就是木块受到的重力木块对桌面的压力就是木块受到的重力,施力物体是地球施力物体是地球B.木块对桌面的压力是弹力木块对桌面的压力是弹力,是由于桌面发生形变而产生的是由于桌面发生形变而产生的C.木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力保持平衡持力保持平衡D.木块对桌面的压力与木块所受的重力大小相等木块对桌面的压力与木块所受的重力大小相等解析木块放在水平桌面上保持静止解析木块放在水平桌面上保持静止,木块对桌面的压力大小等木块对桌面的压力大小等于木块重力的大小于木块重力

9、的大小,但不能说木块对桌面的压力就是木块的重力但不能说木块对桌面的压力就是木块的重力,因为两者产生的原因、施力物体和受力物体等都不同因为两者产生的原因、施力物体和受力物体等都不同,压力的施压力的施力物体是木块力物体是木块,故选项故选项A错误；木块对桌面的压力是弹力错误；木块对桌面的压力是弹力,是由于是由于木块发生形变而产生的木块发生形变而产生的,故选项故选项B错误；木块保持静止是由于桌错误；木块保持静止是由于桌面对木块的支持力与木块受到的重力二力平衡面对木块的支持力与木块受到的重力二力平衡,故选项故选项C错误；错误；木块放在水平桌面上保持静止木块放在水平桌面上保持静止,由平衡条件和牛顿第三定律

10、分析由平衡条件和牛顿第三定律分析得知得知,木块对桌面的压力在数值上等于木块重力的大小木块对桌面的压力在数值上等于木块重力的大小,故选项故选项D正确。正确。参考答案参考答案D3.如图如图2球球A在斜面上在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球关于球A所所受的弹力受的弹力,以下说法正确的是以下说法正确的是()图图2A.A物体仅受一个弹力作用物体仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面向上弹力的方向垂直斜面向上B.A物体受两个弹力作用物体受两个弹力作用,一个水平向左一个水平向左,一个垂直斜面向下一个垂直斜面向下C.A物体受两个弹力作用物体受两个弹力作用,一个水平向右一个

11、水平向右,一个垂直斜面向上一个垂直斜面向上D.A物体受三个弹力作用物体受三个弹力作用,一个水平向右一个水平向右,一个垂直斜面向上一个垂直斜面向上,一个竖一个竖直向下直向下解析球解析球A受重力竖直向下受重力竖直向下,与竖直挡板和斜面都有挤压与竖直挡板和斜面都有挤压,斜面给斜面给它一个支持力它一个支持力,垂直斜面向上；挡板给它一个弹力垂直斜面向上；挡板给它一个弹力,水平向右水平向右,故故选项选项C正确。正确。参考答案参考答案C4.(多选多选)弹簧的原长为弹簧的原长为10cm,当挂上一个当挂上一个50g的钩码时的钩码时,弹簧的长度弹簧的长度变为变为12cm,当在原钩码下再挂一个同样的钩码时当在原钩码

12、下再挂一个同样的钩码时,弹簧仍处于弹弹簧仍处于弹性限度内性限度内,下列说法中正确的是下列说法中正确的是(取取g10m/s2)()A.弹簧的长度变为弹簧的长度变为24cmB.弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为25N/mC.弹簧共伸长了弹簧共伸长了4cmD.弹簧共伸长了弹簧共伸长了2cm参考答案参考答案BC考点一弹力的有无及方向的判断考点一弹力的有无及方向的判断【例【例1】如图】如图3所示所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为为,在斜杆下端固定有质量为在斜杆下端固定有质量为m的小球的小球,下列关于杆对球的作用下列关于杆对球的作用力力F的判断中的判断中,正

13、确的是正确的是()图图3思路点拨：思路点拨：参考答案参考答案D【拓展延伸】【拓展延伸】在【例在【例1】中】中,若小车以加速度若小车以加速度a向左加速运动向左加速运动,求杆对球的作用力求杆对球的作用力F的大小及方向？的大小及方向？方法提炼方法提炼1.弹力有无的判断弹力有无的判断“三法三法”(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。(2)假设法：对形变不明显的情况假设法：对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在可假设两个物体间弹力不存在,

14、看物体能否保持原有的状态看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变若运动状态不变,则此处不存在弹力；则此处不存在弹力；若运动状态改变若运动状态改变,则此处一定有弹力。则此处一定有弹力。(3)状态法：根据物体的运动状态状态法：根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或利用牛顿第二定律或共点力平共点力平衡条件判断弹力是否存在。衡条件判断弹力是否存在。2.弹力方向的判断方法弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。【变式

15、训练】【变式训练】1.如图如图4所示所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾盒子沿倾角为角为的固定斜面滑动的固定斜面滑动,不计一切摩擦不计一切摩擦,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()图图4A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时盒子沿斜面下滑时,球对盒

16、子的下底面和左侧面有压力球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力球对盒子的下底面和左侧面有压力解析先以盒子和小球组成的系统为研究对象解析先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为agsin,方向沿斜方向沿斜面向下面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小所以小球的加速度大小也是也是agsin,方向沿斜面向下方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰小球沿斜面向下的重力分力大小恰好

17、等于所需的合外力好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力。故选项因此不需要左、右侧面提供弹力。故选项A正确。正确。参考答案参考答案A考点二弹力的计算考点二弹力的计算【例【例2】如图】如图5所示所示,两个弹簧的质量不计两个弹簧的质量不计,劲度系数分别劲度系数分别为为k1、k2,它们一端固定在质量为它们一端固定在质量为m的物体上的物体上,另一端分另一端分别固定在别固定在Q、P上上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长当物体平衡时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为若把固定的物体换为质量为2m的物体的物体(弹簧的长度不变弹簧的长度不变,且弹簧均在弹性限度内且弹簧均在弹性限度内),当物体再次

18、平衡时当物体再次平衡时,物体比第物体比第一次平衡时的位置下降了一次平衡时的位置下降了x,则则x为为()图图5参考答案参考答案A方法提炼方法提炼弹力大小计算的三种方法：弹力大小计算的三种方法：(1)根据力的平衡条件进行求解；根据力的平衡条件进行求解；(2)根据牛顿第二定律进行求解；根据牛顿第二定律进行求解；(3)根据胡克定律进行求解。根据胡克定律进行求解。【变式训练】【变式训练】2.根据胡克定律求弹力根据胡克定律求弹力(2016江苏盐城江苏盐城调研调研)如图如图6所示所示,将一轻质将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖然后将最小刻度是毫米的刻度尺

19、竖直放在弹簧一侧直放在弹簧一侧,刻度尺的刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐刻线与弹簧上端对齐,使弹簧下端的使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧下端挂一个指针恰好落在刻度尺上。当弹簧下端挂一个50g的砝码时的砝码时,指针指针示数为示数为L13.40cm,当弹簧下端挂两个当弹簧下端挂两个50g的砝码时的砝码时,指针示数为指针示数为L25.10cm。g取取9.8m/s2。由此可知。由此可知()图图6A.弹簧的原长是弹簧的原长是1.70cmB.仅由题给数据无法获得弹簧的原长仅由题给数据无法获得弹簧的原长C.弹簧的劲度系数是弹簧的劲度系数是25N/mD.由于弹簧的原长未知由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的

20、劲度系数无法算出弹簧的劲度系数解析设弹簧原长为解析设弹簧原长为L0,由胡克定律得由胡克定律得k(L1L0)mg,k(L2L0)2mg,解得解得L01.70cm,k29N/m,A正确。正确。参考答案参考答案A3.利用平衡条件求弹力利用平衡条件求弹力如图如图7所示所示,轻弹簧两端分别固定质量为轻弹簧两端分别固定质量为ma、mb的小球的小球a、b,通过两根细线将小球吊在水平天花板上通过两根细线将小球吊在水平天花板上,已知两球已知两球均处于静止状态均处于静止状态,两细线与水平方向的夹角均为两细线与水平方向的夹角均为,弹簧轴线沿水弹簧轴线沿水平方向平方向,以下说法正确的是以下说法正确的是()图图7A.a

21、球所受细线的拉力大小为球所受细线的拉力大小为magsinB.a、b两球所受细线的拉力大小不一定相等两球所受细线的拉力大小不一定相等C.b球所受弹簧弹力的大小为球所受弹簧弹力的大小为mbgtanD.a、b球的质量大小关系一定满足球的质量大小关系一定满足mamb参考答案参考答案D1.(多选多选)(2016上海普陀区期中上海普陀区期中)关于物体所受的重力关于物体所受的重力,以下说法以下说法中正确的是中正确的是()A.重力就是地球对物体的吸引力重力就是地球对物体的吸引力,作用点就是重心作用点就是重心,且重心一定且重心一定在物体上在物体上B.重力的方向就是物体自由下落的方向重力的方向就是物体自由下落的方

22、向C.重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出D.在不同地点在不同地点,质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力小小解析重力是由于地球对物体的吸引产生的解析重力是由于地球对物体的吸引产生的,但由于地球自转的但由于地球自转的影响影响,通常情况下重力只是地球对物体引力的一部分通常情况下重力只是地球对物体引力的一部分,重心是重力重心是重力的作用点的作用点,对空心物体而言对空心物体而言,重心可能就不在物体上重心可能就不在物体上,选项选项A错误；错误；将物体由静止释放将物体由静止释放,只在重力作用下时自由下落只在重力作用下时

23、自由下落,故重力的方向就故重力的方向就是物体自由下落的方向是物体自由下落的方向,选项选项B正确；天平称量的是物体的质量正确；天平称量的是物体的质量而非重力而非重力,选项选项C错误；由公式错误；由公式Gmg可知可知,重力重力G的大小由质量的大小由质量m和重力加速度和重力加速度g配合决定配合决定,由于不同地点由于不同地点g值可能不同值可能不同,因此选项因此选项D正确。正确。参考答案参考答案BD2. (2016江苏淮安调研江苏淮安调研)体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球,如如图图8所示。试分析篮球与水平地面作用时所示。试分析篮球与水平地面作用时,地面对篮球的弹力方向地面对篮球的弹力方向()图图8A.斜左上斜左上 B.斜右上斜右上C.竖直向上竖直向上 D.竖直向下竖直向下解析地面对物体弹力方向一直