2027届新高考物理热点精准复习重力、弹力

2027届新高考物理热点精准复习重力、弹力第3讲重力、弹力必备知识•全方位凝练一、力1.定义:物体与物体之间的相互作用。2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。3.性质:力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征。二、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,可用弹簧测力计测量。同一物体重力的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。3.方向:总是竖直向下。4.重心:物体的各部分都受重力作用,可认为重力作用集中于一点,即物体的重心。(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状,物体的质量分布。(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法。注意:重心的位置不一定在物体上。三、弹力1.定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力的作用。2.产生条件:(1)物体间直接接触;(2)接触处发生形变。3.方向:总是与物体形变的方向相反。四、弹力有无的判断方法

五、弹力方向的判断

[练一练]判断下列说法对错(1)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。(

)(2)物体所受重力大小一定等于支撑面对其弹力的大小。(

)(3)杆的弹力不一定沿着杆的方向,绳子的弹力一定沿着绳子收缩的方向。(

)××√关键能力•多维度提升考向1

重心典例1

(2025浙江温州模拟)市场上有一种“平衡鸟”,利用嘴巴可以停留在任意物体上,如图甲所示,小王同学很好奇,拆开后发现两翅膀处各有一小块铁,依照这个原理,小王同学用橡皮块和牙签,也做成了如图乙所示的“平衡鸟”。下列说法正确的是(

)A.“平衡鸟”对手指的压力就是“平衡鸟”的重力B.“平衡鸟”对手指的压力是手指形变产生的C.“平衡鸟”的重心一定在“平衡鸟”的“嘴巴”处D.“平衡鸟”的重心一定在“嘴巴”的竖直线上D解析

“平衡鸟”对手指的压力作用在手指上,“平衡鸟”的重力作用在“平衡鸟”上,且压力和重力的性质不同,故A错误;“平衡鸟”对手指的压力是“平衡鸟”形变产生的,故B错误;根据二力平衡可知,“平衡鸟”的重心一定在“嘴巴”的竖直线上,但不一定在“平衡鸟”的“嘴巴”处,故C错误,D正确。考向2

弹力的方向典例2

如图所示,光滑小球A左边靠着竖直墙壁B,右边靠着桌沿C处于静止状态,关于小球A的受力,下列说法正确的是(

)A.墙壁对A的作用力一定过A的重心B.桌沿对A的作用力一定过A的重心C.A的重力一定过A的重心D.A的重心一定在球心C解析

墙壁对A的作用力和桌沿对A的作用力都过球心,重心不一定在球心,故A、B、D错误;重心是重力的等效作用点,所以A的重力一定过A的重心,故C正确。考向3

弹力的判断典例3

下列图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(

)C解析

A中小球A只受重力和杆的弹力的作用,且处于静止状态,由二力平衡可得小球A受到的弹力方向应竖直向上,故A错误;在B中,因为右边的绳竖直向上,如果左边的绳有弹力,则右边的绳就会发生倾斜,所以左边的绳没有弹力,故B错误;球与面接触处的弹力方向,过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上),即D中大半圆对小球A的支持力FN2的方向应是沿着过小球A与圆弧接触点的半径,且指向圆心,故D错误;球与球接触处的弹力方向垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上),且指向受力物体,故C正确。变式练(2025浙江杭州模拟)关于下列四幅图中的弹力说法正确的是(

)A.图甲中,由于书的形变,对桌面产生向下的弹力F1B.图乙中,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的长度成正比C.图丙中,碗对筷子的弹力沿筷子斜向上,如图中箭头所示D.图丁中,绳的拉力不一定沿着绳收缩的方向A解析

F1为桌面受到的压力,是由书的形变对桌面产生的向下的弹力,A正确;根据胡克定律可知,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的形变量成正比,B错误;图中碗对筷子的弹力应垂直于该处碗的切面斜向上,即沿接触点与碗心的连线向上,C错误;绳的拉力一定沿着绳指向绳收缩的方向,D错误。考点二弹力的分析与计算

关键能力•多维度提升D

考向2

胡克定律的应用典例2

(2024浙江台州书生中学高三月考)如图所示,轻质弹簧P上端固定在天花板上,下端的挂钩钩住轻弹簧Q的环,P、Q的劲度系数分别为100N/m和200N/m,现用大小为20N的拉力F竖直向下拉弹簧Q,两弹簧形变量之和为Δx,两弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是(

)A.Q拉P的力大于P拉Q的力B.Δx=0.3mC.若将拉力F增加一倍,稳定后两弹簧的总长度之和也增加一倍D.上述两弹簧形变的效果与一只劲度系数为150N/m的弹簧等效B

规律总结弹力大小的计算(1)应用胡克定律F=kx计算弹簧的弹力。注意:拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反。(2)静止或做匀速直线运动时应用平衡法计算弹力。(3)有加速度时应用牛顿第二定律计算弹力。考点三轻绳、轻杆、轻弹簧模型必备知识•全方位凝练三种模型

模型轻绳轻杆轻弹簧图示

形变特点柔软,只能发生微小形变,各处弹力大小相等只能发生微小形变既可伸长,也可压缩,各处弹力大小相等模型轻绳轻杆轻弹簧方向特点只能沿绳,指向绳收缩的方向不一定沿杆,可以是任意方向沿弹簧轴线,与形变方向相反作用效果特点只能提供拉力可以提供拉力、支持力可以提供拉力、支持力大小突变特点可以发生突变可以发生突变一般不能发生突变关键能力•多维度提升

D

归纳总结弹簧与橡皮筋的弹力特点比较项弹簧橡皮筋不同点弹簧既能受拉力(发生拉伸形变),也能受压力(发生压缩形变),弹簧形变方向不同,弹力的方向也不同,但都沿弹簧轴线橡皮筋只能受拉力作用,方向沿橡皮筋相同点(1)产生的弹力都遵循胡克定律F=kx;(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等;(3)弹力均不能突变;(4)当弹簧或橡皮筋被剪断时,其弹力立即消失考向2

轻绳(活结与死结)典例2

(2024浙江长兴中学高三模拟)如图所示,接在天花板上的橡皮筋连接在滑轮上,与竖直方向夹角为θ;悬挂物块的轻绳跨过滑轮施加水平力F,物块保持静止,使F在竖直面内沿逆时针方向缓慢转60°。不计滑轮质量及一切摩擦,橡皮筋始终在弹性限度内,此过程下列说法正确的是(

)A.θ变小,橡皮筋长度变短B.θ变小,橡皮筋长度变长C.θ变大,橡皮筋长度变短D.θ变大,橡皮筋长度变长C解析

F转动过程中,滑轮两边轻绳间的夹角变大,两边轻绳上拉力大小恒等于物块重力大小,则合力减小;根据力的平衡条件可知,橡皮筋的弹力变小,长度变短,橡皮筋与竖直方向的夹角等于滑轮两边轻绳夹角的一半,因此θ变大。故选C。易错提醒“活结”与“死结”问题(1)活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,因此绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向不改变力的大小。(2)死结:若结点不是滑轮,是固定点时,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力不一定相等。考向3

轻杆(“动杆”与“定杆”)典例3

在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链相连接。下列说法正确的是(

)A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁B解析

轻质杆与轻绳的区别在于轻质杆不但能被压,还能被拉,而轻绳只能被拉,根据这一点再取B点为研究对象并进行受力分析可得图乙中AB杆不能用轻绳代替,图甲、乙、丁中BC杆不能用轻绳代替,故选B。易错提醒“动杆”与“定杆”问题1.动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当轻杆平衡时,轻杆所受到的弹力方向一定沿着轻杆,否则会引起轻杆的转动。如图甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿轻杆的方向。2.定杆:若轻杆被固定不发生转动,