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1、第4讲PART4重力、弹力考点分阶突破高考模拟演练教师备用习题考纲解读第4讲掌握重力的大小、方向及重心的概念.掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法.掌握胡克定律.考点一关于重力、弹力的判定与方向考点分阶突破知能必备一、力1.定义:力是的相互作用.2.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.物体和物体之间运动状态考点分阶突破二、重力1.定义:由于地球而使物体受到的力.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:发生的物体由于要恢复原状而使物体受到的力.2
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考点分阶突破3.方向:沿恢复原状的方向.说明:杆的弹力方向可以沿杆的方向,也可以不沿杆的方向,要看具体的受力环境和安装固定方式.4.大小: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.施力物体正比考点分阶突破考向探究例1画出图4-1中物体A受力的示意图.图4-1考点分阶突破答案如图所示考点分阶突破变式1 (弹力有无的判定)如图4-2所示的各图中,所有接触面都是光滑的,所有物体都处于静止状态.P、Q两个物体之间不存在弹力的是()图4-2答案 D解析 假设将Q撤走,P将运动
3、起来的有A、B、C三图,说明这三个图中P、Q两个物体之间存在弹力,选项D正确.考点分阶突破变式2 (弹力的方向)图4-3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()图4-3 考点分阶突破答案 C考点分阶突破 方法技巧方法技巧1.判断弹力有无的“三法”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.此方法多用来判断形变较明显的情况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考点分阶突
4、破2.弹力方向的确定考点二弹力的分析与计算考点分阶突破知能必备1.对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算.2.对于难以观察的微小形变,可以根据物体的受力情况和运动情况,运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小.考点分阶突破考向探究例2(多选)某同学用一根弹簧和一把直尺来测量重物的重量,如图4-4所示.在未悬挂重物时,指针正对刻度5,在弹性限度内,当挂上80 N重物时,指针正对刻度45.下列说法正确的是()A.劲度系数k是一个有单位的物理量B.劲度系数k=200,没有单位,也与所挂重物无关,与弹簧本身有关C.若指针正对刻度20,则物体重为30 ND.若指针正对
5、刻度20,则物体重为40 N图4-4考点分阶突破答案 AC考点分阶突破答案 B考点分阶突破 规律规律总结弹力的方向与大小(1)弹力的方向除几种典型情况(压力、支持力、拉力等)外,一般应由其运动状态结合动力学规律确定.(2)弹力的大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般也要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.考点三轻绳、轻杆、轻弹簧模型考点分阶突破知能必备1.三种模型对比轻杆轻绳轻弹簧模型图示考点分阶突破模型特点形变特点只能发生微小形变柔软,只能发生微小形变,各处张力大小相等既可伸长,也可缩短,各处弹力大小相等方向特点不一定沿杆,可以是任意方向只能沿绳,指向绳收缩的方向沿弹簧轴线,与形变
6、方向相反作用效果特点可以提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推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考点分阶突破2.弹簧与橡皮筋的弹力特点(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx.(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.考点分阶突破答案 C考点分阶突破考向二轻杆模型例4如图4-7所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为,在斜杆的下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g.下列关于斜杆
7、对小球的作用力F的判断中正确的是 ()A.小车静止时,F=mgsin ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mgcos ,方向垂直于杆向上C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右匀加速运动时,一定有Fmg,方向一定沿杆向上图4-7考点分阶突破答案 C考点分阶突破变式如图4-8甲所示,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通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30角,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,重力加速度为g,求:(1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTE
8、G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4-8 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破 规律总结规律总结1.“死结与活结”和“死杆与活杆”对比项特点“死结”绳子出现结点、绳子中间某点固定在某处或几段绳子系在一起,结点或固定点两端绳子的拉力大小不一定相等“活结”整根绳子跨过光滑滑轮或挂钩等物体,没有打结,轻绳内各点的张力大小相等“死杆”轻质固定杆,即杆的一端固定,不能随意转动,它的弹力方向不一定沿杆的方向,作用力的方向需要结合平衡条件或牛顿第二定律求得“活杆”杆的一端有转轴,可以自由转动,轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向考点分阶突破2.四种材料的弹力比
9、较对比项弹力表现形式弹力方向能否突变轻绳拉力沿绳收缩方向能轻杆拉力、支持力不确定能轻弹簧拉力、支持力沿弹簧轴线否橡皮条拉力沿橡皮条收缩方向否高考模拟演练高考真题1.2017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高考模拟演练高考模拟演练精选模拟3.2017湖州期末 如图4-11所示,某人手拉弹簧,使其伸长了5
10、cm(在弹性限度内),若此时弹簧的两端受拉力各为10 N,则()A.弹簧所受的合力大小为10 NB.弹簧的劲度系数为200 N/mC.弹簧的劲度系数为400 N/mD.弹簧的劲度系数随弹簧拉力的增大而增大答案 B图4-11 高考模拟演练高考模拟演练5.实验室常用的弹簧测力计如图4-13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为()A.乙图读数为F0-G,丙图读数为
11、F0+GB.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0-GC.乙图读数为F0,丙图读数为F0-GD.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0图4-13 高考模拟演练教师备用习题1.下列说法中不正确的是 ()A.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于书发生了微小形变而产生的B.用细木棍拨动浮在水中的圆木,圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D.支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体答案 A解析 弹力是发生弹性形变的物体对对方施加的力,书放在水平桌面上受到的支持力,是由于桌面发生了微小形变而产生的,选项A错误,选项B正确;弹力的方向垂直于接触面而指向
12、受力物体,绳类柔软物体的弹力方向指向收缩的方向,选项C、D正确.教师备用习题2.如图所示为一矩形均匀薄板ABCD,已知AB=60 cm,BC=10 cm,在E点用细线悬挂后处于静止状态,AE=35 cm,则悬线和板边缘AB的夹角为()A.30B.45C.60D.90答案 B教师备用习题教师备用习题教师备用习题4.(多选)2017江西景德镇模拟 如图所示,一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c,被沿两直角边的细绳A、B悬吊在天花板上,且斜边c恰好平行于天花板,过直角的竖直线为MN,设A、B两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa和Fb,已知Fa和Fb以及薄板的重力为在同一平面的共点力,则下列判断正
13、确的是()A.薄板的重心不在MN线上B.薄板所受重力的反作用力的作用点在MN的延长线上C.两绳对薄板的拉力Fa和Fb是由于薄板发生形变而产生的D.两绳对薄板的拉力Fa和Fb之比为FaFb=ba教师备用习题教师备用习题5.如图所示,小方块代表一些相同质量的钩码,图中O为轻绳之间连接的结点,图中光滑的滑轮跨在轻绳上悬挂钩码,两装置处于静止状态,现将图中的B滑轮或图中的端点B沿虚线稍稍上移一些,则关于角变化情况的说法正确的是 ()A.图、图中角均增大B.图、图中角均不变C.图中增大、图中角不变化D.图中不变、图中角变大教师备用习题教师备用习题6.如图所示,一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成,其上放一球,球与水平面的接触点为a,与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时,下列结论正确的是()A.球在a、b两点处一定都受到支持力B.球在a点处一定受到支持力,在b点处一定不受支持力C.球在a点处一定受到支持力,在b点处不一定受到支持力D.球在a点处不一定受到支持力,在b点处也不一定受到支持力教师备用习题7.如图所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37,小球的重力为12 N,轻绳的拉力为10 N,水平轻弹簧的弹力为9 N,求轻杆对小球的作用力.
