高三新高考物理一轮人教版学案第二章第1课时重力弹力

第二章eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,)))相互作用[定标——核心素养]物理观念知道力的概念及重力、弹力、摩擦力，知道力的合成、分解和力的平衡。科学思维掌握受力分析，掌握整体法、隔离法，掌握平衡条件和动态平衡的分析。科学探究会探究弹力与弹簧伸长的关系和力的平行四边形定则。科学态度与责任认识力的平衡和生活、科技等方面的联系。[定位——主干知识]1.形变、弹性、胡克定律2．滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力3．矢量和标量4．力的合成和分解5．共点力的平衡6．实验：探究弹力和弹簧伸长的关系7．实验：探究两个互成角度的力的合成规律第1课时重力弹力eq\a\vs4\al(基础自修课)必备知识(一)重力1．[重心和重力的方向](多选)如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速直线运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B．重力的方向总是垂直向下的C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D．物体只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用[系统归纳]重心与物体形状、质量分布情况的关系2．[重心位置的判断](多选)在新教材鲁科版第一册教材中有以下四幅图片，在图片对应的情境中人或物体的重心位置将会下降的是()对重心的三点提醒(1)重心不是重力的真实作用点，重力作用在整个物体上，重心是重力的等效作用点。(2)重心不是物体上最重的一点，也不一定是物体的几何中心。(3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关，重心可以不在物体上。3．[重力的大小](多选)一个物体所受重力在下列哪些情况下会发生变化()A．把它从地面拿到山顶 B．把它送到火星上去C．把它放到水里 D．改变它的运动状态重力的大小重力的大小用G＝mg计算，重力与物体在地球上的位置有关，与环境和运动状态无关。[精解详析]1．选AC重力作用于物体的各部分，重心是物体所受重力的等效作用点，A正确，D错误；重力的方向总是竖直向下的，B错误；物体的形状和质量分布影响物体的重心位置，C正确。2．选AB向“上”滚的圆锥重心是向下移动的，所以圆锥才会滚动，选项A正确；我国古代的汲水瓶未装水时，重心较高，它会倾倒使水自动流进去，汲满水的汲水瓶重心将会下降，提绳时瓶会被直立着提上来，选项B正确；用一根手指顶稳盘子，盘子的重心相对地面不变，选项C错误；跳高运动员起跳过程中重心升高，选项D错误。3．选AB根据重力的计算公式G＝mg知，重力的大小不但与物体的质量有关，还与重力加速度的大小有关，而重力加速度的大小与在地球上的位置、离地面的高度有关，不同的天体对应的重力加速度也不同，所以正确选项是A、B。必备知识(二)弹力1．[弹力有无的判断](1)[条件法、假设法]在下列四个图中，物体a、b均处于静止状态，a、b间一定有弹力的是()(2)[状态法]小车上固定一根弹性直杆A，杆顶固定一个小球B(如图所示)，现让小车从固定的光滑斜面上自由下滑，在选项图所示的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是()[系统归纳]判断弹力有无的三法(1)条件法：看是否接触，有无弹性形变。(2)假设法：以下图为例说明。具体方法结果结论解除接触面去除接触面a球保持静止a对球无弹力假设有弹力a对球有弹力球向右滚动a对球无弹力b对球有弹力球仍保持静止b对球有弹力(3)状态法：看是否平衡、有无加速度、加速度的方向如何。2．[弹力方向的判断](1)接触方式(试画出各弹力的方向)面与面点与面点与曲面曲面与平面(2)轻绳、轻杆、轻弹簧(试画出各弹力的方向)绳的弹力一定沿绳杆的弹力不一定沿杆弹簧分拉伸、压缩,弹力方向的判断(1)接触方式①面与面——垂直于接触面②点与面——不看点只看面③点与曲面——垂直于过点的切面④曲面与平面——过切点垂直于平面⑤曲面与曲面——过切点垂直于公切面(2)绳和轻杆①细绳中的“活结”两侧实际是同一根细绳，“死结”两侧是两根不同的细绳。②轻杆模型中，杆顶端所受的各力中，除杆的弹力外，如果其他力的合力沿着杆的方向，则杆的弹力必然沿着杆；如果其他力的合力不沿着杆，则杆的弹力也不会沿着杆。(3)判断弹力方向的一般步骤①确定物体之间弹力作用的类型。②确定产生弹力的物体。③找出使物体发生形变的外力方向。④确定物体形变的方向。⑤确定物体产生的弹力方向。3．[弹力大小的计算](1)[弹簧——应用胡克定律]如图所示，一根弹簧其自由端不悬挂重物时，指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上1个80N的重物时，指针正对刻度45，若指针正对刻度35，应挂重物的重力是()A．40N B．50NC．60N D．70N(2)[平衡体——应用平衡条件]如图甲所示，为某公园的一座七孔桥，如图乙是七孔桥正中央一孔，位于中央的楔形石块1，左侧面与竖直方向的夹角为θ，右侧面竖直。若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块1左、右两侧面所受弹力的比值为()A.eq\f(1,tanθ) B．sinθC.eq\f(1,cosθ) D.eq\f(1,2cosθ)(3)[非平衡体——应用牛顿第二定律](多选)如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球。现使小车以加速度a向右做匀加速运动，下列说法正确的是()A．杆对小球的弹力竖直向上B．杆对小球的弹力沿杆向上C．杆对小球的弹力大小可能为eq\f(mg,cosθ)D．杆对小球的弹力大小为F＝eq\r(mg2＋ma2)弹力大小的计算(1)弹簧弹力的计算①明确弹簧的原长、弹簧的总长和弹簧的伸长。②看清弹簧是被拉伸还是被压缩，拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反。(2)平衡法的应用①明确是二力平衡还是多力平衡。②物体有加速度时不能应用平衡法，需要根据牛顿第二定律计算。(3)应用牛顿第二定律计算弹力①对物体受力分析，画出受力图。②应用牛顿第二定律，沿加速度的方向和垂直于加速度方向列方程。③求解弹力的大小和方向，并判断结果的合理性。[精解详析]1．(1)B(2)选C小车在光滑斜面上自由下滑，则加速度a＝gsinθ(θ为斜面的倾角)，由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsinθ，则杆的弹力方向垂直于斜面向上，杆不会发生弯曲，C正确。3．(1)选C由胡克定律F＝kx得：G1＝k(45－5)，G2＝k(35－5)，解以上两式得G2＝60N，C正确。(2)选C对石块1受力分析如图，则石块1左、右两侧面所受弹力的比值eq\f(F1,F2)＝eq\f(1,cosθ)，故C正确。(3)选CD设杆对小球的弹力F在竖直方向的合力为Fy，水平方向的分力为Fx，由牛顿第二定律可知，Fy＝mg，Fx＝ma，F＝eq\r(mg2＋ma2)，当eq\f(ma,mg)＝tanθ时，即a＝gtanθ时，杆对球的弹力沿杆向上，此时F＝eq\f(mg,cosθ)，综上所述，选项A、B均错误，选项C、D均正确。eq\a\vs4\al([本课小结与自主评价])[课堂巩固落实]1．学习完圆周运动和万有引力内容后再看“重力是由于地球的吸引而使物体受到的力”这句话，从中体会物理语言的严谨与美妙。2．胡克定律对轻弹簧、橡皮筋均适用，前提是形变量在弹性限度内。3．一根绳上的张力各处大小都相等，但要理解好什么样的绳叫“一根绳”。4．物体对支持面的压力的大小不一定等于物体重力的大小。1．下列画出的弹力FN的示意图，合理的是()解析：选DA图中弹力FN的方向应指向球心，B图中弹力FN的方向应竖直向上，C图中弹力FN的方向应竖直向上，D图中FN的方向应垂直于杆斜向上，故选项D正确。2．(多选)如图所示是锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40cm，某人用600N的力把它们拉长至1.6m，则()A．人的每只手受到拉力器的拉力为300NB．每根弹簧的弹力为150NC．每根弹簧的劲度系数为125N/mD．每根弹簧的劲度系数为500N/m解析：选BC每只手的拉力均为600N，故选项A错误；每根弹簧的弹力为F＝eq\f(600,4)N＝150N，故选项B正确；每根弹簧的劲度系数k＝eq\f(F,x)＝eq\f(150,1.6－0.4)N/m＝125N/m，故选项C正确，D错误。3.如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()A．若小车匀速运动，细绳对小球一定有拉力B．若小车匀速运动，弹簧对小球不一定有弹力C．若小车加速运动，细绳对小球不一定有拉力D．若小车加速运动，弹簧对小球不一定有弹力解析：选D若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力，弹簧对小球一定有弹力；若小球与小车加速运动，则细绳一定有拉力；若小球与小车有向右的加速度a＝gtanα，则轻弹簧对小球无弹力，故D项正确。4.(多选)如图所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3N，GB＝4N。A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F＝2N，则细线中的张力T及B对地面的压力N的可能值分别是()A．5N和6N B．5N和2NC．1N和6N D．1N和2N解析：选BC如果弹簧处于被拉伸的状态，会向下拉A，向上提B，则对物体A、B，有T＝GA＋F＝5N，N＝GB－F＝2N，选项B正确；如果弹簧处于被压缩的状态，会向上推A，向下压B，则T′＝GA－F＝1N，N′＝GB＋F＝6N，选项C正确。5.(2021·衡水中学月考)(多选)如图所示为缓慢关门时(关门方向为图中箭头方向)门锁的示意图，若弹簧始终处于压缩状态，则下列说法正确的是()A．关门时锁壳对