2018年高考物理一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力教学案(含解析)

1、第1讲 重力 弹力教材知识梳理一、力1定义：力是 _的相互作用2作用效果：使物体发生形变或改变物体的 _( 即产生加速度 ) 3性质：力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征4基本相互作用(1) 四种基本相互作用： _相互作用、 _ 相互作用、强相互作用和弱相互作用(2) 重力属于引力相互作用，弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是 _相互作用的不同表现二、重力1定义：由于地球的 _ 而使物体受到的力2 .大小：与物体的质量成 _ ，即G= mg3方向： _4.重心：重力宏观作用效果的 _ 作用点.三、弹力1._定义：发生的物体由于要恢复原状而使物体受到的力.2._产生条件：两物体相

2、互接触且发生了.3._ 方向：沿恢复原状的方向.4._胡克定律：在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力大小与形变量成 _ ，即F=kx,其中k表示弹 簧的劲度系数，反映弹簧的性质.答案：一、 1. 物体和物体之间 2. 运动状态4. (1) 引力 电磁 (2) 电磁二、 1. 吸引 2. 正比 3. 竖直向下 4. 等效三、 1.弹性形变 2.弹性形变 3.施力物体 4.正比【思维辨析】(1) 重力的方向一定指向地心. ()(2) 弹力可以产生在不直接接触的物体之间. ()(3) 相互接触的物体间不一定有弹力. ()2F=kx中“x”表示弹簧伸长量.()3（5）形状规则的物体的重心一定在物体几何中心.

3、（）（6）劲度系数和弹簧长度没有关系.（）（7）挂在绳上静止的物体受到的重力就是绳对它的拉力.（）（8）硬度很大的物体如果受到的外力较小，则不会发生形变.（）答案：(1)(X)(2)(X)(3)(V)(4)(X)(5)(X)(6)(X)考点互动探究0 考点一重力的辨析、弹力有无的判定1.（多选）（重力的辨析）关于地球上的物体，下列说法中正确的是（）A. 在“天上”绕地球飞行的“天宫一号”飞船不受重力作用B. 地面上的物体受到的重力垂直于水平面C. 重心是物体受到重力的等效作用点，故重心一定在物体上D. 物体所受重力的大小与物体运动状态无关答案：BD2.（弹力有无的判断）如图 2-3-1 所示，

4、小车内有一固定的光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连,小车在水平面上做直线运动，细绳始终保持竖直.关于小球的受力情况，下列说法正确的是（）图 2-3-1A. 若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B. 若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C. 若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D. 若小车向右运动，小球一定受三个力的作用(7)(X)(8)(X)4答案：B 解析若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，小球不受摩擦力，如果受到斜面的 支持力，则无法达到平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重 力，故 A 错误，B 正确.若小车向右匀速运动，小球受重力和绳子拉力

5、两个力的作用；若小车向右做减速 运动，则一定受斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D 错误.5要点总结1 .重力方向与重心(1) 重力方向：总是竖直向下的.但不一定和接触面垂直，也不一定指向地心.(2) 重心：物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点即物体的重心.影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布.2 .弹力有无的判断(1) “条件法”：根据弹力产生的两个条件一一接触和形变直接判断.(2) “假设法”：在一些微小形变难以直接判断的情况下，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.(3) “状态法”：根据研究对象的

6、运动状态进行受力分析，判断物体保持现在的运动状态是否需要弹 力. 替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否维 持原来的运动状态.O 考点二 弹力的方向与计算1.弹力方向：可根据力的特点判断，也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力).2 弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外，一般也要结合运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定 律求解.1.(弹力方向判断)图 2-3-2 中各物体均处于静止状态图中画出了小球A 所受弹力的情况，其中正确的是()就町沿杆T砖面 Z 垂直鸟真接融面T点与世AX过点垂直于酊一*点与点卜*_季買于切面AFN杆6CD图

7、2-3-2答案：C 解析选项 A 中杆对小球的力应竖直向上，选项B 中F2应为零，该绳没有发生形变，选项D 中半圆形容器挤压了小球，有指向圆心的弹力，只有选项C 正确.2.（由状态分析弹力方向）如图 2-3-3 所示，一重为 10 N 的小球固定在支杆 AB 的上端，今用一段绳 子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N， 则 AB 杆对球的作用力（）图 2-3-3A. 大小为 7.5 NB. 大小为 10 NC. 方向与水平方向成 53角斜向右下方D. 方向与水平方向成 53角斜向左上方答案：D 解析对小球进行受力分析如图所示，AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球的重力G4G等大

8、反向，设AB杆对小球的作用力FN与水平方向夹角为a，可得 tana= =，则a= 53 ,FN=F拉3Sina=12.5 N，选项 D 正确.3.（由状态分析弹力方向）如图 2-3-4 所示，质量为 m 的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住.现用 一个力 F 拉斜面体，使斜面体在水平面上做加速度为 a 的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正7确的是（）8A. 若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B. 若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD. 挡板对球的弹力不仅存在，而且是一个定值答案：D 解析球在重力、斜面的支持力和挡板的弹力作用下做加速运动，

9、则球受到的合力水平向右，为ma如图所示设斜面倾角为0,挡板对球的弹力为Fi,由正交分解法得FiFNSin0=ma FNCOS0=G解得Fi=m时Gan0，可见，弹力为一定值，选项D 正确.要点总结(1)任何弹力都是由于形变引起的，与弹力大小和形变大小无关.从状态出发，利用“假设法”、平衡条件和牛顿第二定律等方法确定弹力是否存在及弹力的大小和方向.(3)胡克定律适用于能发生明显形变的弹簧、橡皮筋等物体.0 考点三 轻绳、轻杆、轻弹簧模型 期 擀洱沖嗨考向一轻绳轻绳忽略质量、形变，轻绳上的弹力一定沿着绳的方向，轻绳上的力处处大小相等轻绳上的力可以 突变.测 1 如图 2-3-5 所示，弹簧测力计和

10、细绳重力不计，不计一切摩擦，物体的重力为定时弹簧测力计 A 和 B 的读数分别为()A.5 N、0 B . 5 N、10 N(2)对于难以观察的微小形变，通常G= 5 N,当装置稳a图 2-3-4图 2-3-59C. 5 N、5 N D . 10 N、5 N答案：C解析弹簧测力计的示数为弹簧测力计所承受的力的大小，图中无论弹簧测力计的右端是固定在支架上还是挂上重物，其作用效果是相同的，所以弹簧测力计受到的拉力都等于物体的重力，选项C 正确.歪式题 1 如图 2-3-6 所示，一个物体由绕过定滑轮的绳子拉着，分别用图中所示的三种情况拉住物体静止不动.在这三种情况下，若绳子的张力分别为Ti、T2、

11、T3,定滑轮对轴心的作用力分别为FN1、 FN2FN3,滑轮的摩擦、质量均不计，则（）V1图 2-3-6A. Tl= T2= T3,FN1 FN2 FN3B. TiT2T3,FNI= FN2= FN3CTi= T2= T3,FN1=FN2= FN3D. T1T2T3,FN1FN2FN2民，故选项 A 正确.方法二：用理论法确定FN1、FN2FN3的大小关系.已知两个分力的大小，两分力的夹角0越小，合力越大，所以FN1FN2FN3,故选项 A 正确.匕式题 2 2016 湖北八校联考如图 2-3-7 所示，两竖直木桩 ab、cd 固定，一不可伸长的轻绳两端 固定在 a、c 端，绳长为 L, 一质

12、量为 m 的物体 A 通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时两段轻绳的夹角为 120 .现把轻绳换成自然长度为L 的橡皮筋，物体 A 悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内.若重力加速度大小为g,关于上述两种情况，下列说法正确的是（）图 2-3-710A. 轻绳的弹力大小为 2mgB. 轻绳的弹力大小为 mgC. 橡皮筋的弹力大于 mgD.橡皮筋的弹力大小可能为mg答案：B 解析设两杆间的距离为S,静止时两段轻绳的夹角为 120，由于重物的拉力的方向竖 直向下，所以三个力之间的夹角都是 120 .根据矢量的合成可知，这三个力的大小是相等的，故轻绳的弹力大小为mg选项 A 错误，选项 B 正确

13、；若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，杆之间的距离不变， 所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定小于120 ，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的弹力小于mg选项 C、D 错误.考向二轻弹簧“轻弹簧”“橡皮绳”是理想化模型，具有如下特性：（1）在弹性限度内，弹力遵循胡克定律F= kx ,其中 x 是弹簧的形变量.（2）轻弹簧（或橡皮绳）的质量可视为零.（3）弹簧既能受到拉力作用，也能受到压 力作用（沿着弹簧的轴线），橡皮绳只能受到拉力作用，不能受到压力作用轻弹簧上的力不能突变.劉.2 如图 2-3-8 所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它

14、们的右端受到大小均为 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（）图 2-3-8A.L1=L2vL3VL4B.L2L1L3L4C. L1= L2= L3= L4D . L1= L2 L3= L4答案：C 解析无论弹簧的左端情况怎样，轻弹簧的两端拉力总相等设两端拉力分别为F、F,则F-F=ma轻弹簧的质量为 0，因此m= 0，即F=F,且此拉力等于弹簧的弹力，所

15、以L4=L3=L2=L1.口式题 如图 2-3-9 所示，小球 a 的质量为小球 b 的质量的一半，分别与轻弹簧A B 和轻绳相连接并处于平衡状态轻弹簧 A 与竖直方向的夹角为 60,轻弹簧 A、B 的伸长量刚好相同，则下列说法正确的11A. 轻弹黄 A、B 的劲度系数之比为 1 : 3B. 轻弹簧 A、B 的劲度系数之比为 2 : 1C. 轻绳上拉力与轻弹簧 A 上拉力的大小之比为 2 : 1D.轻绳上拉力与轻弹簧 A 上拉力的大小之比为3 : 2答案：D 解析设轻弹簧A B的伸长量都为x,小球A的质量为m则小球B的质量为 2m对小球b,由平衡条件知，弹簧B中弹力为kBX= 2mg对小球a,

16、由平衡条件知，竖直方向上，有kBX+mg= kAxcos60 ,联立解得kA= 3kB,选项 A、B 错误；水平方向上，轻绳上拉力F=kAxsin 60。，选项 C 错误，D 正确.考向三轻杆（活杆与死杆）轻杆忽略质量、形变，杆上的弹力不一定沿着杆.所示，小车上固定着一根弯成0角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为 m 的小球.A. 小车静止时，F= mgcos0，方向沿杆向上B. 小车静止时，F= mgcos0，方向垂直杆向上C小车向右以加速度a运动时，一定有F=寸D.小车向右以加速度 a 运动时，F= . （ma2+（mg）2,方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为a =arcta ng答案：D

17、解析小车静止时，由物体的平衡条件知，杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg故 A、B 错误.小车向右以加速度a运动时，弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上受力平衡，在水平方向上具有向右的加速度.假设小球所受弹力方向与竖直方向的醐 3 如图 2-3-10列关于杆对球的作用力F 的判断正确的是12a夹角为a，如图所示，据牛顿第二定律得Fsina=ma Feosa=mg解得F=m/g +a, tana=-.可gma见，只有当球的加速度a=gtan0时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有F=，故 C 错误，sin0D 正确.二式题 1 如图 2-3-11 所示，

18、与竖直墙壁成 53角的轻杆一端斜插入墙中并固定，另一端固定一个质小为（）答案：D 解析小球处于静止状态，其合力为零，小球受力如图所示，由图中几何关系可得(mg2+3m(g=5mg选项 D 正确.LJ 式题 2 如图 2-3-12 甲所示，轻绳 AD 跨过固定在水平横梁 BC 右端的定滑轮挂住一个质量为 10 kg 的物体，/ACB= 30;图乙中轻杆 HP端用铰链固定在竖直墙上，另一端 P 通过细绳 EP 拉住，EP 与水 平方向也成 30,轻杆的 P 点用细绳 PQ 拉住一个质量也为 10 kg 的物体.g 取 10 N/kg，求轻绳 AC 段的 张力大小FAC与细绳 EP 的张力大量为 m 的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为孑 mg（g 表示重力加速度），则轻杆对小球的弹力大5A. mg B.345&mg C. mg D.严图 2-3-1113小FEP之比.1 01答案：2解析题图甲和乙中的两个物体都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力