三年高考两年模拟高考物理新课标一轮复习课件第2章第1讲重力弹力

1、课标版 物理,第1讲重力 弹力,一、力 1.定义:力是物体间的相互作用。 2.作用效果:改变物体的 或使物体发生 。 3.力的三要素: 、 、 。 4.基本特征 (1)物质性:力不能脱离物体而独立存在。 (2)相互性:物体间力的作用是 的,只要有作用力,就一定有对应的 。 (3)独立性:一个力作用于某个物体上产生的效果,与这个物体是否受到其他力的作用无关。,运动状态,形变,大小,方向,作用点,相互,反作用力,(4)矢量性:力既有大小,又有方向,力的运算遵循平行四边形定则或三角形定则。 自测1下列说法正确的是() A.施力物体同时也是受力物体 B.只有直接接触的物体间才有力的作用 C.用脚踢出去

2、的足球,在向前飞行的过程中,始终受到向前的力来维持它向前运动 D.甲用力把乙推倒,说明甲对乙的作用力在先,乙对甲的作用力在后 答案A力的作用不一定要直接接触,例如地球与物体之间的万有引力,选项B错误;力的作用离不开物体,用脚踢出去的足球,在向前飞行的过程中,球没有受到向前的力来维持它向前运动,球是因为具有惯性,所以才向前运动,选项C错误;两个物体之间的相互作用力是同时产生的,选项D错误。,二、重力 1.产生:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。 2.大小:G=mg。 3.g的变化:重力加速度g会随着纬度的增大而增大,随着高度的增大而减小。 4.方向: 向下。 5.重心 (1)定义:为了研究方

3、便而人为认定的重力的作用点。 (2)位置确定 a.质量分布均匀的规则物体,重心在其 。,竖直,几何中心,b.对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用 确定。 注意(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直,不同地方水平面不同,其 垂直水平面向下的方向也就不同。 (2)重力的方向不一定指向地心。 自测2关于物体受到的重力,下列说法中正确的是() A.空气不受重力作用 B.物体只有落向地面时才受到重力作用 C.将物体竖直向上抛出,物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小 D.物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关,悬挂法,答案D物体受到的重力是由于地球对物体的吸引而产生

4、的,不管物体 是静止还是运动,也不管物体是上升还是下降,无论物体是固态、液态还是气态,地球表面附近一切物体都受重力作用,选项A、B错误;重力大小与物体的质量有关,与运动状态无关,选项C错误、D正确。,三、弹力 1.弹力,kx,2.胡克定律 a.内容:实验表明,弹簧发生 时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx。 k称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号用N/m表示。一般来说,k越大,弹簧越“硬”;k越小,弹簧越“软”。k的大小与弹簧的 、 、 、 等因素有关。 b.弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图像表示,如图所示。,弹性形变,粗细,长度,材料,匝数,自测3(辨析题) (

5、1)物体所受弹力的方向与其形变方向相同。() (2)绳对物体的拉力方向总是竖直向上。() (3)杆的弹力不一定沿杆。() (4)弹簧弹力与其长度成正比() 答案(1)(2)(3)(4),自测4(2015广东珠海六校第二次联考)在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图所示的情况就是一个实例。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是() A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变 B.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的 C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大 D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员对跳板的压力,答案B发生相互作用的物体均要发生形变,选项

6、A错误;发生弹性形变 的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,选项B正确;在最低点,跳板对运动员的支持力等于运动员对跳板的压力,不等于运动员的重力,选项C、D错误。,自测5一根很轻的弹簧,在弹性限度内,当它的伸长量为4.0 cm时,弹簧的弹力大小为8.0 N;当它的压缩量为1.0 cm时,该弹簧的弹力大小为() A.2.0 NB.4.0 NC.6.0 ND.8.0 N 答案A由胡克定律有F1=kx1,F2=kx2,代入x1=4.0 cm,F1=8.0 N,x2=1.0 cm, 可解得F2=2.0 N,选项A正确。,考点一力的基本概念、重力 1.注意力的矢量性、相互性、物质性等特

7、征; 2.对于重力的方向不能说指向地球球心,只能说竖直向下,要清楚重力和万有引力的关系; 3.重心是一个理想模型,是为研究重力对物体的宏观作用效果而引入的等效作用点。,典例1(2015福建质检)(多选)关于力的概念,下列说法中正确的是() A.一个力一定能同时找到受力物体和施力物体 B.给出一个受力物体,可以同时找到几个施力物体 C.放在桌面上的书本受到桌面对它向上的弹力,这是由于书本发生微小形变而产生的 D.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力,等弹簧被压缩一段距离后才反过来给手一个弹力 答案AB根据力的定义可知选项A正确;一个物体同时受到多个力的 作用时,该物体受到的每一个力对应一个施力物体,选

8、项B正确;弹力是施力物体发生弹性形变而对受力物体的作用力,选项C中书本受到的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的,选项C错误;压缩弹簧时,手给弹簧的压力与弹簧给手的弹力是一对作用力和反作用力,它们同时产生,选项D错误。,1-1孔明灯又叫天灯,相传是由三国时的诸葛孔明(即诸葛亮)所发明。当年,诸葛孔明被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后果然脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。现有一孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速上升,则此时孔明灯所受空气作用力的大小和方向是() A.0 B.mg,东北偏上方向 C.mg,竖直向上D.mg东北偏上方向,答案C因

9、孔明灯匀速运动,则其受力平衡,根据二力平衡条件可知,孔 明灯所受空气的作用力与重力大小相等、方向相反,与孔明灯运动方向无关,选项C正确。,考点二弹力的分析和计算 1.弹力有无的判定 (1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。 (2)假设法: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运动状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力。 (3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。 (4)撤物法:将与研究对象接触的物体撤掉,看研究对象能否维持原来的运动状态。 2.弹力的方向的判断方

10、法 (1)弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上。具体情况有以下几种:,(2)由物体的运动状态判断弹力的方向,物体的受力必须与物体的运动状态相符合。可根据物体的运动状态,先假设一个弹力的方向,由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程,求出弹力。若所得结果为正值,其方向与假设方向相同;如果为负值,其方向与假设方向相反。,注意(1)绳对物体只能产生拉力,不能产生推力,且绳子弹力的方向一定 沿着绳子并指向绳子收缩的方向,这是由绳子本身的特点决定的。 (2)杆既可以产生拉力,也可以产生推力,弹力的方向可以沿杆,也可以不沿杆,这是杆和绳两种模型的最大区别。 3.弹力大小计算的三

11、种方法: (1)根据力的平衡条件进行求解。 (2)根据牛顿第二定律进行求解。 (3)根据胡克定律进行求解。,典例2(2015湖北武汉一模)如图所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,杆的另一端固定着一质量为m的小球。试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向: (1)小车静止; (2)小车以加速度a水平向右加速运动。,答案(1)FN=mg方向竖直向上 (2)FN=m方向与竖直方向的夹角满足 tan =且斜向右上方 解析以小球为研究对象,其受力情况为:重力和杆对它的弹力。 (1)当小车静止时,小球处于平衡状态,由平衡条件可知:G与FN必为一对平衡力,即大小相等,方向相反,故弹力FN的大小等于mg,方向

12、竖直向上,如图甲所示。,(2)当小车以加速度a水平向右运动时,设弹力方向与竖直方向夹角为,如图乙所示,根据牛顿第二定律有: FN sin =ma,FN cos =mg 解得FN=m tan =,可见,弹力FN的大小为m,方向与竖直方向的夹角满足 tan =且 斜向右上方。,解答本题时应注意以下三点: (1)杆对小球的弹力方向不一定沿杆; (2)小车静止时,由平衡条件可以求解弹力的大小和方向; (3)小车加速运动时,可由牛顿第二定律求解弹力的大小和方向。,2-1如图所示,已知小球静止,甲中的细线竖直,乙中的细线倾斜,试判断图中小球所受弹力的方向。,答案甲图中小球受细线向上的弹力;乙图中小球受细线

13、斜向上的弹力 和斜面对其垂直于斜面向上的弹力。,解析小球除受重力外,还受其他力的作用,甲、乙两图中均可采用“假设法”分析:在两图中,若去掉细线,则小球将下滑,故两细线中均有沿细线方向的拉力;在甲图中若去掉斜面体,小球仍能在原位置保持静止状态,则斜面与小球间无弹力;在乙图中若去掉斜面体,则小球不会在原位置静止,则斜面对小球有垂直斜面向上的弹力。,考点三活结与死结问题 1.跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳的两端张力的大小相等。 2.死结模型:如几个绳端有“结点”,即几段绳子系在一起,谓之“死结”,那么这几段绳中的张力不一定相等。 3.同样要注意轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向,弹力的方向需要结

14、合平衡方程或牛顿第二定律求得,而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向。,典例3如图所示,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,g取10 m/s2,求: (1)轻绳AC段的张力FAC的大小; (2)横梁BC对C端的支持力大小及方向。,答案(1)100 N (2)100 N方向与水平方向成30角斜向右上方 解析物体M处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的轻绳的 拉力大小等于物体的重力大小,取C点为研究对象,进行受力分析,如图所示。,(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体,物体处于平衡状态,绳AC段的拉力大小为: FAC=FCD=Mg

15、=1010 N=100 N (2)由几何关系得:FC=FAC=Mg=100 N 方向与水平方向成30 角斜向右上方,(1)一般情况下,插入墙中的杆属于固定杆,弹力方向不一定沿杆,而用铰链相连的杆属于活动杆,弹力方向一定沿杆。 (2)力学中的几个理想模型,3-1若将上面例题中的横梁BC换为水平轻杆,且B端用铰链固定在竖直墙上,如图所示,轻绳AD拴接在C端,求: (1)轻绳AC段的张力FAC的大小; (2)轻杆BC对C端的支持力。,答案(1)200 N(2)173 N,方向水平向右 解析物体M处于平衡状态,与物体相连的轻绳的拉力大小等于物体的 重力,取C点为研究对象,进行受力分析,如图所示。 (1

16、)由FAC sin 30=FCD=Mg得: FAC=2Mg=21010 N=200 N (2)由FAC cos 30-FC=0 解得FC=2Mg cos 30=Mg173 N 方向水平向右,考点四胡克定律的应用 在中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”都是理想模型,在其弹性限度内遵从胡克定律,解答相关问题时要注意以下几点: (1)弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量。 (2)胡克定律推论式F=kx,其中F是弹簧的弹力的变化量,x是弹簧的形变量的变化量。,(3)没有特别说明时,弹簧(或橡皮绳)的质量不计,此种情况下弹簧两端对外的弹力等大、反向。 (4)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(

17、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。 (5)由于弹簧和橡皮绳受到力的作用时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变,但当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们产生的弹力则立即消失。,典例4如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数 分别为k1和k2,上面木块压在下面弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡 状态。现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧。在此过程 中下面木块移动的距离为() A.B.C.D. 答案D根据胡克定律,在没有施加外力向上提时,下面的弹簧被压缩 的长度为:x2=。在用力缓慢向上提m1直至m1刚离开上面弹簧时, 下面的弹簧仍被压缩,压缩量为x2=。所以在此过程中,下面木块移动的 距离为:x2-x2=,选项C正确。,