高考物理一轮复习课件 第7课时　重力、弹力

第二章相互作用——力第7课时重力、弹力

命题特点情境命题常结合生产生活中的物理情境，如生活中常见的弹力、摩擦力的应用，索桥、千斤顶、刀、木楔的工作原理等，实现对力的合成与分解、共点力的平衡等知识的考查。考查方向考查的物理方法主要是整体法和隔离法、正交分解法等。考查的问题多为共点力的平衡问题。高考通过本章可以考查学生提取信息进行物理情境建构的能力，应用基本规律分析、推理和计算的能力。【复习定位】

1.掌握重力的大小、方向及重心的概念。2.掌握弹力的有无、方向的判断及弹力大小的计算方法，理解并掌握胡克定律。CONTENTS目录页1必备知识自主学习2关键能力阶梯突破3课时作业必备知识自主学习返回目录

4．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，这一点叫作物体的重心。

1．判断正误。(1)重力的方向一定指向地心。(

×

)(2)形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心。(

×

)(3)只要物体发生形变就会产生弹力作用。(

×

)(4)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳的方向。(

√

)(5)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。(

×

)2．(2022·上海卷)麦克风静止在水平桌面上，下列能表示支架对话筒作用力的方向的是(

A

)解析麦克风静止在水平桌面上，话筒处于静止状态，受力平衡，根据共点力平衡条件，可知支架对话筒的作用力与重力等大反向，支架对话筒的作用力方向竖直向上，选项A正确。A关键能力阶梯突破返回目录考点一重力1．并不是只有重心处才受到重力的作用。2．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对形状不规则的薄物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心。【例1】(2022·浙江1月选考)如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是(

D

)A．水桶自身重力的大小B．水管每秒出水量的大小C．水流对桶冲击力的大小D．水桶与水整体的重心高低解析

水管口持续有水流出，而过一段时间桶会翻转一次，主要原因是流入的水导致水桶与水整体的重心往上移动，桶中的水到一定量之后水桶不能保持平衡，发生翻转，故选D。D【例2】小明在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的底端，就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动，下列说法正确的是(

C

)A．双圆锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上B．在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动C．双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的D．当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处；当双锥体在轨道最高处时，它的重心在最高处C解析

锥体上滚的原理是重心运动，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的，B错误，C正确。锥体的重心在锥体的内部几何中心上，不在锥体外部，重心的具体位置在锥体的中心轴的中间，A错误。双圆锥体放在轨道的低处时，放手后它会向轨道高处滚动，这是因为当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最高处；当双圆锥体在轨道最高处时，它的重心却在最低处，D错误。考点二弹力的分析和判断1．弹力有无的判断条件法根据弹力产生的两个条件直接判断假设法假设有(或无)弹力存在，推断是否与研究对象所处状态的实际情况符合状态法对研究对象受力分析，根据物体的运动状态，判断是否需要弹力2.弹力方向的判断(1)接触面上的弹力方向(2)绳的弹力沿绳子被拉伸的反方向。杆的弹力可能沿着杆也可能不沿着杆。【例3】

如图所示，固定斜面上有一小球，由一竖直轻弹簧P与一平行于斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则下列说法正确的是(

B

)A．若小球光滑，轻弹簧P一定有弹力B．若小球光滑，小球可能受到4个力C．若斜面和小球都不光滑，轻弹簧Q不可能处于压缩状态D．若斜面和小球都不光滑，小球与斜面之间一定有弹力B解析

小球光滑时，若轻弹簧P无拉力，则轻弹簧Q一定有拉力，斜面对小球有支持力，小球可以平衡，A错误；小球光滑时，若轻弹簧P和Q都有拉力，斜面对小球一定有支持力，否则不会平衡，小球受4个力的作用，B正确；斜面和小球都不光滑时，若轻弹簧P无拉力且小球处于平衡状态，对小球受力分析，受到竖直向下的重力，斜面的支持力，受到的摩擦力可能沿斜面向下也可能沿斜面向上，还可能为零，轻弹簧Q可能伸长也可能压缩，还可能处于原长状态，C错误；斜面和小球都不光滑时，对小球受力分析，受到竖直向下的重力，若轻弹簧Q无拉力，小球受到轻弹簧P的拉力与重力平衡时，不受斜面的支持力，即小球与斜面间有可能无弹力，D错误。【例4】下列图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球M所受弹力的情况，其中正确的是(

C

)C解析

A项中小球M的重力与杆对小球M的弹力平衡，可知杆对小球M的弹力方向竖直向上，选项A错误；B项中小球M只受竖直向上的弹力，选项B错误；C项中小球M受竖直墙壁的水平向左的弹力和下面的球对小球M沿圆心连线斜向上的弹力，选项C正确；D项中小球M受绳的拉力和球面对小球M通过圆心斜向上的弹力，选项D错误。A．甲图中，静止在水平草地上的足球受到的支持力就是它所受的重力B．乙图中，静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会受到相互作用的弹力C．丙图中，踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用D．丁图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变解析

题图甲中，静止在水平草地上的足球受到的支持力，与重力平衡，但支持力不是重力，故A错误；题图乙中，若静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会受到相互作用的弹力，则足球在水平方向上只受到这个弹力，不会静止，故B错误；题图丙中，踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到重力、支持力和人脚的压力3个力的作用，故C正确；题图丁中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，故D错误。2．底面光滑的物块ABC静止在光滑的水平地面上，俯视图如图所示，图中MN垂直于物块的AB面。一小球沿PO方向投射到AB面上的O点，之后沿OQ方向反弹，则物块运动方向为(

B

)A．PO方向

B．MN方向C．OQ的反方向

D．BC方向解析

物块对小球的作用力垂直于斜面向上，则小球对物块的作用力垂直于斜面向下，即沿MN方向，因地面光滑无摩擦，所以物块运动方向沿MN方向，故选B。B考点三弹力的计算1．应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力时，注意x表示弹簧的形变量。2．物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡条件来计算弹力。3．物体不处于平衡状态时，可应用牛顿第二定律计算弹力。【例5】(2025·湖南长沙高三诊断)如图所示，某创新实验小组制作了一个半径为8

cm的圆环，将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点，另外一端连接于同一点，结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了6

cm。已知轻弹簧的原长为8

cm，矿泉水的重力为6

N，则弹簧的劲度系数为(

B

)B

【例6】如图所示为位于水平地面上的小车，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，重力加速度为g。现使小车以加速度a(a≠0)向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是(

D

)D

3．(2023·浙江6月选考)如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin

37°＝0.6，cos

37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为(

D

)A．Fa＝0.6G，Fb＝0.4GB．Fa＝0.4G，Fb＝0.6GC．Fa＝0.8G，Fb＝0.6GD．Fa＝0.6G，Fb＝0.8GD解析

对光滑圆柱体受力分析如图，由题意有Fa＝G

sin

37°＝0.6G，Fb＝G

cos

37°＝0.8G，故选D。4．(2023·山东卷)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300

g，相邻两盘间距为1.0

cm，重力加速度大小取10

m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(

B

)A．10

N/m

B．100

N/mC．200

N/m

D．300

N/m解析由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘的距离，则有mg＝3·kx，解得k＝100

N/m，故选B。B课时作业返回目录[基础过关]1．(2024·江苏苏州期末)关于重力及重心，下列说法正确的是(

D

)A．一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B．根据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大C．物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D．物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变解析由于物体放在水中时，受到向上的浮力，因此弹簧的拉伸形变减小，弹簧测力计的示数减小，但物体的重力并不改变，故A错误；当两物体所处的地理位置不同时，g值不同，质量大的物体的重力不一定大，故B错误；重力的方向是竖直向下的，故C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变，故D正确。D2．如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的轻质细绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静止，一起在水平面上运动，下列说法正确的是(

D

)A．细绳一定对小球有拉力B．轻弹簧一定对小球有弹力C．细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力D．细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力解析当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此时细绳的拉力FT＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，细绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确，A、B、C错误。D3．如图所示，一个空杯子静止在水平桌面上，现往空杯中缓慢加水，直至水加满，则此过程中，杯连同杯中水的共同重心将(

D

)A．一直下降

B．一直上升C．先上升后降低

D．先降低后上升解析

空杯子的重心在杯子中心偏下，往空杯中缓慢加水的过程中，重心位置先下降，随着水的不断增加，重心又上升，故共同重心的位置先降低后上升，A、B、C错误，D正确。D4．如图所示的装置中，各小球的质量均相等，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3，其大小关系是(

A

)A．F1＝F2＝F3

B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2

D．F3＞F1＞F2解析题图甲中，以弹簧下方的小球为研究对象，小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力，二力平衡，F1＝mg；在题图乙、丙中，小球受竖直向下的重力和细线的拉力，二力平衡，弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小，则F2＝F3＝mg，故三图中平衡时弹簧的弹力大小相等，故A正确。A5．如图所示，光滑小球A左边靠着竖直墙壁B，右边靠着桌沿处于静止状态，则关于小球A的受力，下列说法正确的是(

C

)A．墙对A的作用力一定过A的重心B．桌沿C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球的重心一定在球心解析墙对A的作用力和桌沿C对A的作用力都过球心，但重心不一定在球心，故A、B、D错误；重心是重力的等效作用点，所以重力一定过A的重心，故C正确。C6．(多选)如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端放一个质量为2m的物块A，物块A静止时弹簧长度为l1；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止时弹簧长度为l2，如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度范围内，重力加速度为g，则(

BC

)BC

7．(2024·天津和平期末)如图所示，一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻弹簧，小球处于静止状态，图中虚线画出了杆对小球的作用力方向的可能情况，下列分析正确的是(

B

)A．F1和F2均可能正确，且F1一定大于F2B．F2和F3均可能正确，且F2一定大于F3C．F3和F4均可能正确，且F3一定大于F4D．只有F2是可能正确的，其余均不可能正确B解析

小球处于静止状态，所受合力为零，杆对小球的作用力方向不可能是F1，故A错误；当弹簧的弹力为零时，杆对小球的作用力方向是F3，由平衡条件知F3＝mg，故D错误；当弹簧处于伸长状态时，杆对小球的作用力方向可能是F2，则F2大小等于重力和弹力的合力，所以F2＞mg＝F3，故B正确；当弹簧处于压缩状态时，杆对小球的作用力方向可能是F4，但F4一定大于F3，故C错误。[能力提升]8．(多选)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以确定(

ABD

)A．弹簧的原长为10

cmB．弹簧的劲度系数为200

N/mC．弹簧伸长15

cm时，弹力大小为10

ND．弹簧伸长15

cm时，弹力大小为30

NABD

9．如图所示为一种倾斜放置的装取台球的装置，圆筒底部有一轻质弹簧，每个台球的质量均为m，半径均为R，圆筒的内径略大于台球的