2024年初升高物理无忧衔接衔接点13 重力与弹力（解析版）

衔接点13重力与弹力课程标准初中1.通过实例和实验，认识重力和弹力。2.会用测力计测力和力的示意图描述力。3.知道二力平衡高中1.理解重力及重心概念，会用二力平衡知识确定重心。2.知道形变的概念及产生弹力的条件。3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向。4.理解胡克定律，并能解决有关问题。初中物理高中物理异同点重力重力初高中物理对重力的产生、大小、方向和重心的认识，没有本质上的区别，但在高中物理中对于重力的方向重点强调了竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面，但垂直于水平面，这一点在初中物理中不会有太多强调；同时，对于质量分布不均形状不规则的物体重心也在高中物理中有了进一步说明。力的示意图力的图示力的示意图初中物理只是要求会画力的示意图，并不要求画力的图示，但高中物理要求会画力的图示。力的图示和力的示意图最主要的区别在于力的图示需要画图前先要选好多长的线段代表多大的力，也就是说需要先选择线段和力的“标度”。当然在高中物理实际的应用中主要画力的示意图。弹力弹力初高中物理对于弹力的定义和条件是一样的，但在高中物理中对于弹力方向的认识，所涉及的情况要比初中物理的多，主要涉及到面、绳、杆三大类，同时要求会判断弹力有无的问题和弹力大小的求解。弹簧弹力胡克定律初中物理只是涉及到了用弹簧测力计测弹力的大小，定性的说明了弹簧弹力大小和弹簧伸长量的关系，但高中物理中通过胡克定律明确了弹簧弹力大小和弹簧伸长量之间的定量关系，并且还通过F-x图像更加形象直观的反映了二者之间的关系。力的示意图1.力的三要素：力的大小、方向、作用点。2.力的示意图：画力的示意图方法：（1）确定受力物体；（2）在受力物体上找好作用点；（线段的起点或终点：表示力的作用点。）（3）沿力的方向画一条带箭头的线段；（线段的长短：表示力的大小；箭头：表示力的方向。）（4）标出力的大小和单位。重力1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小又叫重量。2.重力的公式：G=mg其中G表示重力（N），m表示质量（㎏），g是9.8N/㎏，粗略计算：g取10N/㎏3.重力的方向：竖直向下。应用：重垂线4.重心：重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀，外形规则物体的重心在物体的几何中心。重心不一定在物体上。三、弹力1.形变：物体的形状或体积的改变叫做形变。形变的原因是物体受到了外力。2.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力。3.弹力产生的条件：接触；发生形变。4.弹力的方向：轻绳（线）的弹力方向沿绳（线）收伸缩方向；面面接触（或点面接触）物体间的弹力垂直于切面并指向受力物体。弹力大小：用弹簧测力计测弹力大小。在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长。（弹簧伸长长度跟所受拉力成正比）可根据二力平衡来求弹力大小。知识点一重力1.重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。(2)大小：G＝mg(3)方向：竖直向下关键提醒：①竖直向下就是垂直于水平面向下。②竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面向下。(4)重心：①定义：一个物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。重心可以看作是物体所受重力的作用点。重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。②决定重心位置的因素：a.物体的形状；b.物体质量的分布。2.力的图示和力的示意图(1)力的图示：力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法，叫作力的图示。(2)力的示意图：只画出力的作用点和方向，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。知识点二弹力1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。2.弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。3.产生弹力必备的两个条件：(1)两物体间相互接触。(2)发生弹性形变。4.几种常见弹力的方向5.弹力有无的判断方法根据条件判断，首先看是否接触，其次看是否发生形变。(1)对形变明显的情况可以直接判断。(2)对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力。(3)根据物体的运动状态，利用力的平衡条件来进行判定。知识点三胡克定律1.弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状的形变。2.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。3.胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx。4.劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。5.F－x图像：为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数，在弹性限度内同一根弹簧的劲度系数是不变的。6.由F1＝kx1、F2＝kx2，得ΔF＝kΔx，即弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比关系。1.跳水运动员和蹦极运动员为什么总是向地面方向下落，而没有向上飞到空中？提示：受到重力作用2.发生形变的物体，会对使它发生形变的物体产生什么作用效果呢？它产生这样效果的原因是什么？提示：有力的作用效果，是因为受到弹力。【例1】关于重力的说法，下列说法正确的是（）A．重心是物体上最重的部分B．重力的方向总是垂直接触面向下的C．地面某处物体重力大小与其质量成正比D．重心一定在物体上【答案】C【详解】AD．重心不是物体上最重的部分，并且重心也不一定在物体上，例如质量分布均匀的圆环，重心在圆心上，不在圆环上，故AD错误；B．重力的方向总是竖直向下的，不一定总是垂直接触面向下的，故B错误；C．根据可知地面某处物体重力大小与其质量成正比，故C正确。故选C。【例2】如图所示的三个图中，所有的球都是相同的，且形状规则、质量分布均匀。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间，乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上，丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触。关于这三个球的受力情况，下列说法正确的是（

）

A．甲球受到两个弹力的作用B．乙球受到两个弹力的作用C．丙球受到两个弹力的作用D．甲、乙、丙三球都只受到一个力的作用【答案】C【详解】A．甲图中，假设斜面不存在，甲球仍然保持静止，因此斜面与甲球之间无弹力，若水平面不存在，甲球不能静止，所以甲球受到一个弹力的作用；故A错误；B．乙图中，假设右边小球不存在，乙球仍然保持静止，因此右边小球与乙小球之间无弹力，若水平面不存在，两小球都不能静止，所以乙球受到一个弹力的作用；故B错误；CD．丙图中，假设右边小球不存在，丙球不能保持静止，因此右边小球与丙小球之间有弹力，若下面的曲面不存在，两小球都不能静止，所以丙球受到两个弹力的作用，故C正确，D错误。故选C。【例2】如图所示，轻弹簧一端固定，另一端在F＝5N的拉力作用下，弹簧伸长了2cm（在弹性限度内），则该弹簧的劲度系数k等于（）A．250N/m B．10N/m C．250N D．10N【答案】A【详解】根据题意可知，弹簧伸长量为由胡克定律解得故选A。1．歼战机是中国的第五代隐身重型歼击机，如图所示，它以高隐身性、高机动性以及先进的航电系统震惊世界。关于歼战机受到的重力，下列说法正确的是（）A．战机受到的重力一定指向地心 B．战机受到的重力只作用在战机的重心C．战机受到的重力的施力物体是地球 D．战机匀速飞行时，它将不受重力作用【答案】C【详解】A．重力的方向竖直向下，不一定指向地心，A错误；B．一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为受到的重力作用集中于一点（重心），B错误；C．任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，C正确；D．地球附近的任何物体都受重力作用，选项D错误。故选C。2．如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”，下面有关瓶（包括瓶中的水）的说法正确的是（）A．瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力B．瓶所受重力的方向一定可以与两条绳子的方向交于同一点C．重力只作用在瓶的重心上D．装入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高【答案】B【详解】A．瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力的一个分力，A错误；B．根据三力汇交原理，瓶所受重力的方向一定可以与两条绳子的方向交于同一点，B正确；C．重心是重力的等效作用点，重力作用在瓶的各个部分，C错误；D．瓶本身的重心位置不变，将水装入瓶中，随着水量的增加，瓶整体的重心可能先降低后逐渐升高，D错误。故选B。3．如图，《荀子·宥坐》记录孔子曰“虚则欹、中则正、满则覆”的尖底瓶,它是古人们对重心知识的巧妙应用。由虚到满过程中，关于瓶与液体共同重心（

）A．一直下降B．一直上升C．先下降后上升D．先上升后下降【答案】C【详解】瓶本身的重心位置不变，水比较少时随着水的增加，整体的重心位置先降低然后再随着水的增加逐渐升高，C正确。故选C。4．一个重20N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，下列图中描绘正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【详解】AD．重力方向竖直向下，作用点在重心，观察选项可知AD错误；BC．图中所选的标度都为5N，那么20N的线段应该是四个标度长，故C正确，B错误。故选C。5．如图所示，在杂技“顶花坛”表演中，演员头顶受到的压力产生的直接原因是（）A．坛子发生形变 B．头顶发生形变C．坛子受到支持力 D．坛子受到重力【答案】A【详解】根据题意，由弹力产生的条件可知，演员头顶受到的压力的施力物体是坛子，是由于坛子发生形变产生的。故选A。6．2021年8月，来自中国广东省14岁天才跳水运动员全红婵以466.20历史最高分夺得2020东京奥运会跳水女子单人10米跳台金牌。如图所示当她静止站在跳台边缘准备起跳时，下列说法正确的是（）A．跳台较硬没发生形变，只有运动员的脚发生形变B．跳台受到向下的压力，是因为跳台发生形变而产生的C．跳台受到向下的压力，就是运动员的重力D．运动员受到的支持力，是因为跳台发生形变而产生的【答案】D【详解】A．跳台、运动员的脚均发生形变，故A错误；B．跳台受到向下的压力，是因为运动员发生形变而产生的，故B错误；C．跳台受到向下的压力受力物体是跳台，运动员的重力受力物体是运动员，故跳台受到向下的压力，不是运动员的重力，故C错误；D．运动员受到的支持力，是因为跳台发生形变而产生的，故D正确。故选D。7．图中的A、B、C和D球均为光滑球，E球是一足球，一学生将足球踢向斜台，下列说法正确的是（

）

A．A球和斜面之间可能有弹力作用B．B球和与C球间一定有弹力作用C．倾斜的细绳对D球可能有拉力作用D．E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹方向先沿的方向后沿的方向【答案】B【详解】A．假设A与斜面有弹力，则水平方向合力不为0，则小球不平衡，假设错误，因此A球和斜面之间没有弹力作用，A错误；B．由平衡条件可知，B球和与C球间有弹力作用，B正确；C．假设倾斜的细绳有拉力，则水平方向合力不为0，不平衡，因此假设错误，故倾斜细绳对D球没有拉力作用，C错误；D．E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向总是垂直于接触面，故E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向垂直斜台向左上方方向，D错误。8．如图甲所示，一架直梯斜靠光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。从侧面观察时，可画成如图乙所示的图形。从图乙的角度观察，下列说法中正确的是（）A．地面对梯子的弹力是由于梯子发生形变而产生的B．地面对梯子的弹力方向沿梯子指向左上方C．地面对梯子的作用力方向竖直向上D．梯子对地面的摩擦力方向水平向右【答案】D【详解】A．地面对梯子的弹力是由于地面发生形变而产生的，故A错误；B．地面对梯子的弹力方向竖直向上，故B错误；C．根据受力平衡可知，地面对梯子的支持力方向竖直向上，对梯子的摩擦力方向水平向左，则地面对梯子的作用力方向斜向上偏左，故C错误；D．由于地面对梯子的摩擦力方向水平向左，则梯子对地面的摩擦力方向水平向右，故D正确。故选D。9．如图所示，物体A和B的重力分别为10N和3N，不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦，则弹簧秤的读数为（）A．3N B．6N C．10N D．13N【答案】A【详解】物体B处于静止状态，所以B受力是平衡的，即：弹簧右端受到的力大小为3N；又因为弹簧秤处于静止状态，所以弹簧秤受力是平衡的，弹簧右端受到的拉力是3N，虽然A的重力是10N，但因弹簧受力平衡，A端绳受的力是3N，而弹簧秤的合力为零。弹簧秤的示数是钩上的拉力或是一端受到的力，所以示数为3N。故选A。10．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（）A．大小为2N，方向平行于斜面向上 B．大小为2N，方向垂直于斜面向上C．大小为2N，方向竖直向上 D．大小为1N，方向沿杆的切线方向【答案】C【详解】要注意活动杆的弹力一定沿着杆，而固定杆的弹力可以沿任意方向。对小球受力分析，小球受到重力G和弹性杆对小球的弹力F，由于小球处于静止状态，弹力与