《2020高考物理精优大一轮复习人教通用版课件：第2单元 相互作用 物体平衡 第3讲 重力、弹力 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理精优大一轮复习人教通用版课件：第2单元 相互作用 物体平衡 第3讲 重力、弹力 （54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、教材知识梳理考点互动探究教师备用习题,一、力 1.定义:力是 的相互作用. 2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的 (即产生加速度). 3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征. 4.基本相互作用 (1)四种基本相互作用: 相互作用、 相互作用、强相互作用和弱相互作用. (2)重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是 相互作用的不同表现.,物体和物体之间,运动状态,引力,电磁,电磁,二、重力 1.定义:由于地球的 而使物体受到的力. 2.大小:与物体的质量成 ,即G=mg. 3.方向: . 4.重心:重力宏观作用效果的 作用点. 三、弹力 1.定义:发
2、生 的物体由于要恢复原状而使物体受到的力. 2.产生条件:两物体相互接触且发生了 .,吸引,正比,竖直向下,等效,弹性形变,弹性形变,3.方向:沿 恢复原状的方向. 4.胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力大小与形变量成 ,即F=kx,其中k表示弹簧的劲度系数,反映弹簧的性质.,施力物体,正比,【辨别明理】 (1)重力的方向一定指向地心. ( ) (2)弹力可以产生在不直接接触的物体之间. ( ) (3)相互接触的物体间不一定有弹力. ( ) (4)F=kx中的x表示弹簧伸长量. ( ) (5)形状规则的物体的重心一定在物体几何中心. ( ) (6)劲度系数和弹簧长度没有关系. ( ) (
3、7)挂在绳上静止的物体受到的重力就是绳对它的拉力. ( ) (8)有弹力就一定有形变,但有形变不一定有弹力. ( ),答案 (1)() (2)() (3)() (4)() (5)() (6)() (7)() (8)(),考点一 关于重力、弹力有无的判断,1.(多选)鲁科版必修1改编 在对重力的本质还未认清之前,我国古代劳动人民就对其有了比较复杂的应用.我国西安半坡出土了一件距今约五千年的尖底陶瓶,如图3-1所示,这种陶瓶口小、腹大、底尖,有两耳在瓶腹偏下的地方.若用两根绳子系住两耳吊起瓶子,就能从井中取水,下列说法正确的是( ) A.陶瓶的重心在装水前后始终不变 B.陶瓶的重心随装水的多少发生
4、变化 C.陶瓶未装水时,其重心在两吊耳的下方 D.陶瓶装满水时,其重心在两吊耳的上方,图3-1,答案 BD,2.(力的示意图)画出图3-2中物体A受力的示意图.,图3-2,答案如图所示,3.(弹力有无的判断)(多选)如图3-3所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于拉直状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的( ) A.F1 B.F2 C.F3 D.F4,图3-3,答案 BC, 要点总结,1.重力方向与重心 (1)重力方向:总是竖直向下的,但不一定和接触面垂直,也不一定
5、指向地心. (2)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即物体的重心. 影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.,2.弹力有无的判断 (1)条件法:根据弹力产生的两个条件接触和形变直接判断. (2)假设法:在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合. (3)状态法:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力. (4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.,考点二 弹力的分析与计算,(1)弹力方向:可根据力的
6、特点判断,也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力). (2)弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.,1.(弹力的方向)有三个重力、形状都相同的光滑圆柱体,它们的重心位置不同,放在同一方形槽上.为了方便,将它们画在同一图上,如图3-4所示,其重心分别用C1、C2、C3表示,FN1、FN2、FN3分别表示三个圆柱体对槽的压力,则 ( ) A.FN1=FN2=FN3 B.FN1FN2FN3 D.FN1=FN3FN2,图3-4,答案 A,2.(由状态分析弹力方向)(多选)如图3-5所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,杆的另一端固定一
7、个质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是(重力加速度为g) ( ) A.小车静止时,F=mg,方向竖直向上 B.小车静止时,F=mgcos ,方向垂直于杆向上 C.小车向右以加速度a运动时,F的方向沿杆向上 D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上 方,可能不沿杆,图3-5,答案 AD,图3-6,答案 B, 要点总结,考点三 轻绳、轻杆、轻弹簧模型,四种材料的弹力比较,考向一 轻绳,忽略轻绳质量、形变,轻绳上的弹力一定沿着绳的方向,轻绳上的力处处大小相等.轻绳上的力可以突变.,例1 如图3-7所示,一个物体由绕过定滑轮的绳子拉着,分别按图中所示的三种情况拉住物体静止不动.
8、在这三种情况下,若绳子的张力大小分别为T1、T2、T3,定滑轮对轴心的作用力大小分别为FN1、FN2、FN3,滑轮的摩擦、质量均不计,则 ( ) A.T1=T2=T3,FN1FN2FN3 B.T1T2T3,FN1=FN2=FN3 C.T1=T2=T3,FN1=FN2=FN3 D.T1T2T3,FN1FN2FN3,图3-7,答案 A,解析 物体静止时绳子的张力大小等于物体的重力,所以T1=T2=T3=mg. 方法一:用图解法确定FN1、FN2、FN3的大小关系.与物体连接的这一端,绳子对定滑轮的作用力T的大小也为mg,作出三种情况下的受力示意图,如图所示,可知FN1FN2FN3,故选项A正确.
9、方法二:用理论法确定FN1、FN2、FN3的大小关系.已知两个分力的大小,两分力的夹角越小,合力越大,所以FN1FN2FN3,故选项A正确.,图3-8,答案 C,考向二 轻弹簧,“轻弹簧”“橡皮绳”是理想化模型,具有如下特性: (1)在弹性限度内,弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量. (2)轻弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零. (3)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(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.轻弹簧(或橡皮绳)上的力不能突变.,例2 (多选)如图3-9所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧a、b一端与质量为m的物体相连接,另一端分别固定,当
10、物体平衡时,如果( ) A.a被拉长,则b一定被拉长 B.a被压缩,则b一定被压缩 C.b被拉长,则a一定被拉长 D.b被压缩,则a一定被拉长,图3-9,答案 BC,变式题 2017全国卷 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内) ( ) A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm,答案 B,考向三 轻杆,忽略轻杆质量、形变,杆上的弹力不一定沿着杆.,例3 如图3
11、-10甲所示,轻细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为M1的物体,ACB=30;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过轻细绳EG拉住,EG与水平方向也成30角,在轻杆的G点用轻细绳GK拉住一个质量为M2的物体,求: (1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的 张力FTEG之比; (2)轻杆BC对C端的支持力; (3)轻杆HG对G端的支持力.,图3-10,图3-11, 建模点拨,“死结与活结”和“死杆与活杆”,1.在天花板上用相同的两根轻质细线1和2悬挂一块薄板,细线1和2与竖直方向分别成45、60角,薄板处于静止状态,如图所示,则下列说法正确的是 ( ) A
12、.细线2对薄板的拉力大于细线1对薄板的拉力 B.设法保持重心位置不变,缓慢增大薄板的 质量,则细线1先断 C.细线1和2延长线的交点一定是薄板的重心 位置 D.单独用细线1或2 悬挂,两细线的延长线交点与重心可能不重合,答案 B,答案 D,3.如图所示,四个完全相同的轻弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小均为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:中弹簧的左端固定在墙上;中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;中弹簧的左端拴一小物块,物块在粗糙的桌面上滑动.若以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有 ( ) A.L1=L2L1L3L4 C
13、.L1=L2=L3=L4 D.L1=L2L3=L4,答案 C,4.如图所示,两块同样的条形磁铁A、B的质量均为m,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧测力计通过一根轻质细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧测力计的读数为mg(g为重力加速度),则B对A的弹力F1及桌面对B的弹力F2的大小分别 为 ( ) A.F1=0,F2=mg B.F1=mg,F2=0 C.F10,F20,F2=mg,答案 D,解析 磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A向下的引力和B对A向上的支持力,这四个力平衡,因为拉力和重力大小相等,故B对A向下的引力和B对A向上的支持力大小相等,所以F10,但不一定等于mg,选项A、B错误;把
14、磁铁A和B当成一个整体,这个整体的重力等于2mg,向上的拉力为mg,还有桌面向上的支持力,根据这三个力平衡可知,水平桌面对B的支持力F2的大小等于mg,选项C错误,选项D正确.,5.实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,连接有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳一端O上,外壳上固定一个圆环.可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重力为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计.现将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力F0竖直向上拉弹 簧测力计,静止时弹簧测力计的读数分别为( ) A.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0+G B.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0-G C.乙图读数为
15、F0,丙图读数为F0-G D.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0,答案 D,6.(多选)2017天津卷 如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是 ( ) A.绳的右端上移到b,绳子拉力不变 B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大 C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小 D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移,答案 AB,7.(多选)如图所示,一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c,被沿两直角边的轻质细绳A、B悬吊在天花板上,且斜边恰好平行于天花板,过直角顶
16、点的竖直线为MN.设A、B两绳对三角板的拉力分别为Fa和Fb,已知Fa和Fb以及三角板的重力为在同一平面的共点力,则下列判断正确的是 ( ) A.三角板的重心不在MN线上 B.三角板所受重力的反作用力的作用点在MN线上 C.两绳对三角板的拉力Fa和Fb是由于三角板发生 形变而产生的 D.两绳对三角板的拉力Fa和Fb之比为FaFb=ba,答案 BD,解析 三角板受重力、两个拉力而处于平衡状态,三个力虽然不是作用在同一点,但三个力的延长线一定交于一点,由几何关系知,三个力一定交于三角形下面的顶点,所以重心一定在MN线上,根据牛顿第三定律知, 重力的反作用力的作用点在MN线上,选项A错误,选项 B正确;两绳对
