高三物理重力、弹力复习

重力、弹力重力、弹力高三第一轮复习高三第一轮复习学习目标定位学习目标定位第二章第二章 相互作用相互作用1.滑动摩擦力、动摩擦因数、滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力静摩擦力()2形变、弹性、胡克定律形变、弹性、胡克定律()3矢量和标量矢量和标量()4力的合成和分解力的合成和分解()5共点力的平衡共点力的平衡()实验二：探究弹力和弹簧伸长实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系的关系实验三：验证力的平行四边形实验三：验证力的平行四边形定则定则高考高考地位地位考点考点布设布设 高考对本章中知识点考查频率高考对本章中知识点考查频率最高的是摩擦力及物体的平衡，最高的是摩擦力及物体的平衡，题目常以选择题的形式出现，对题目常以选择题的形式出现，对理解能力要求较高。理解能力要求较高。1.弹力、摩擦力的产生条件、方弹力、摩擦力的产生条件、方向判断及大小计算。向判断及大小计算。2力的合成与分解的方法及平行力的合成与分解的方法及平行四边形定则的应用。四边形定则的应用。3物体的平衡条件及其应用。物体的平衡条件及其应用。考考 纲纲 下下 载载考考 情情 在在 线线一、力的概念一、力的概念1.1.力是的作用，有受力物体必力是的作用，有受力物体必有施力物体，反之亦然有施力物体，反之亦然.力的作用是的力的作用是的.2.2.力是矢量，既有大小，又有方向力是矢量，既有大小，又有方向.力的三个要力的三个要素是，可用一根带箭头的线素是，可用一根带箭头的线段表示力段表示力 ，这种方法叫做力的图示，这种方法叫做力的图示.3.3.力的作用效果是使力的作用效果是使_或或_物体对物体物体对物体相互相互大小、方向、作用点大小、方向、作用点物体发生形变物体发生形变改变物体的运动状态改变物体的运动状态.力的相互性：同时存在、同种性质、同样大小力的相互性：同时存在、同种性质、同样大小4.4.力的分类：力的分类：根据性质命名，如根据性质命名，如_根据效果命名，如根据效果命名，如_._.力也可以按相互作用分类，如场力力也可以按相互作用分类，如场力(重力、电场力、磁场力等重力、电场力、磁场力等)；接触力；接触力(弹弹力、摩擦力力、摩擦力)；力还可以按研究对象的范；力还可以按研究对象的范围来分类，如内力、外力围来分类，如内力、外力.重力、弹力、摩擦力、分子力、磁场力等；重力、弹力、摩擦力、分子力、磁场力等；拉力、压力、支持力、动力、阻力、拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等向心力、回复力等二、重力二、重力1.1.产生：重力是由于地球吸引而使物产生：重力是由于地球吸引而使物体受到的力体受到的力.2.2.大小：大小：G=mgG=mg，某个物体所受重力的大小只由其本身质量的某个物体所受重力的大小只由其本身质量的大小及物体所在的位置有关。与物体所处的大小及物体所在的位置有关。与物体所处的运动状态及支持物或悬挂物的情况无关。运动状态及支持物或悬挂物的情况无关。3.3.方向：竖直向下方向：竖直向下.4.4.重心：重力的等效作用点重心：重力的等效作用点.在不考虑地球自转在不考虑地球自转影响的条件下影响的条件下,可以认可以认为是地球对物体万有引为是地球对物体万有引力。力。21221RGMgmgFRGMmFF关于重力的大小关于重力的大小mg=GMm/rmg=GMm/r2 2决定因素？决定因素？关于重心关于重心A、物体的重心与物体的、物体的重心与物体的质量分布质量分布及及物体的物体的几何形状几何形状有关。有关。B、质量分布、质量分布均匀均匀几何形状几何形状规则规则的物的物体的重心在物体的几何中心。体的重心在物体的几何中心。C、物体的重心可在物体上，也可在、物体的重心可在物体上，也可在物体外。如跳高。物体外。如跳高。D、质量分布不均匀、形状不规则的、质量分布不均匀、形状不规则的物体的重心，可用物体的重心，可用悬挂法悬挂法测定。测定。例例1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是:A.A.物体受到的重力就是地球对它的吸引力物体受到的重力就是地球对它的吸引力B.B.重力的大小可以用弹簧秤测出重力的大小可以用弹簧秤测出,物体对弹簧物体对弹簧秤的的拉力秤的的拉力(或压力或压力)就是物体的重力就是物体的重力C.C.重心一定在受力物体上重心一定在受力物体上D.D.具有规则几何形状的物体的重心具有规则几何形状的物体的重心,不一定在不一定在其几何中心上其几何中心上如图所示，将一均匀棒的如图所示，将一均匀棒的/4/4折断后叠在右端，折断后叠在右端，则物体重心位置将：则物体重心位置将：A A在在C C；B B在在C C的右边的右边C C在在C C的左边；的左边；D D无法确定无法确定三、弹力三、弹力1.1.产生条件：产生条件：两物体两物体:(1)直接接触直接接触(2)有弹性形变。有弹性形变。发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。2 2、弹力有无的判断、弹力有无的判断A A、依弹力产生的条件判断。、依弹力产生的条件判断。B B、依物体的运动状态判断。、依物体的运动状态判断。（假设法）（假设法）GFF？斜面与物体间相互作用的弹力是怎样产生的？斜面与物体间相互作用的弹力是怎样产生的？FF假设法判断弹力的有无假设法判断弹力的有无例例2.A2.A、B B物体间有弹力作用吗物体间有弹力作用吗?BA AABaa=00agtanBA A水平面和斜面均光滑水平面和斜面均光滑BA ABA ABA A斜面光滑斜面光滑BA假设解假设解除接触除接触运动状态不变运动状态不变运动状态改变运动状态改变无弹力无弹力有弹力有弹力假设无假设无弹力弹力运动状态不变运动状态不变运动状态改变运动状态改变无弹力无弹力有弹力有弹力vA A、B B两物体用一轻质木棒两物体用一轻质木棒C C连接在一起放在固定斜面连接在一起放在固定斜面上，由静止释放后沿斜面下滑，如图所示。若上，由静止释放后沿斜面下滑，如图所示。若A A、B B与斜面间的动摩擦因数分别为与斜面间的动摩擦因数分别为1 1、2 2,则下列说法则下列说法正确的是：正确的是：vA.A.1 12 2 ，则，则C C不受力；不受力；vB.B.1 12 2 ，则，则C C对对A A的作用力大于对的作用力大于对B B的作用力；的作用力；vC.C.1 12 2 ，则，则C C对对A A的作用力大于对的作用力大于对B B的作用力；的作用力；vD.D.1 12 2 ，则，则C C对对A A的作用力等于对的作用力等于对B B的作用力；的作用力；AD2.2.方向：方向：(1)(1)绳子的拉力（绳子的拉力（绳对物体的拉力）绳对物体的拉力）的方向沿的方向沿绳指向绳子收缩的方向绳指向绳子收缩的方向.绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力叫做叫做“张力张力”轻绳任何一个横截面上的张力大小轻绳任何一个横截面上的张力大小都等于绳的任意一端所受拉的大小都等于绳的任意一端所受拉的大小 (2)(2)接触面的压力或支持力方向接触面的压力或支持力方向垂直于接触面垂直于接触面，指向被压或被支持的物体指向被压或被支持的物体.三、弹力三、弹力 (3)(3)弹簧对物体的弹力方向总是沿着弹簧的轴弹簧对物体的弹力方向总是沿着弹簧的轴线指向弹簧恢复原长的方向线指向弹簧恢复原长的方向【例例3 3】下图中的球和杆均光滑，试分析它们下图中的球和杆均光滑，试分析它们受到的弹力的方向受到的弹力的方向.轻杆v (1)(1)如果轻杆只有杆上的两个端点如果轻杆只有杆上的两个端点受力，则该轻杆在这两点对物体的弹受力，则该轻杆在这两点对物体的弹力方向一定沿杆的方向力方向一定沿杆的方向v（2 2）压力和支持力方向的判断中要找压力和支持力方向的判断中要找准准“接触面接触面”：温馨提示温馨提示3.3.大小：大小：(1)(1)弹簧的弹力：在弹性限度内，可由胡弹簧的弹力：在弹性限度内，可由胡克定律求出，也可以用动力学求解。克定律求出，也可以用动力学求解。胡克定律表达式：胡克定律表达式：F=kx (2)(2)非弹簧的弹力，一般可由平衡条件或非弹簧的弹力，一般可由平衡条件或牛顿运动定律求出牛顿运动定律求出.三、弹力三、弹力 例例4.4.如图所示，三个重量、形状都相同的光滑圆体，如图所示，三个重量、形状都相同的光滑圆体，它们的重心位置不同，放在同一方形槽上，为了方便，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，其重心分别用将它们画在同一图上，其重心分别用1 1、2 2、3 3表示，表示，1 1、2 2、3 3分别表示三个圆柱体对墙的压力，则分别表示三个圆柱体对墙的压力，则有有:():()1 12 23 3 1 12 23 31 12 23 3 1 12 23 3A A 例例5.5.如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为，在斜杆下端固定有质量为m m的小球，下的小球，下列关于杆对球的作用力列关于杆对球的作用力F F的判断中，正确的是的判断中，正确的是:():()A.A.小车静止时，小车静止时，F=mgsin,F=mgsin,方向沿杆向上方向沿杆向上B.B.小车静止时，小车静止时，F=mgcos,F=mgcos,方向垂直杆向上方向垂直杆向上C.C.小车向右以加速度小车向右以加速度a a运动时，一定有运动时，一定有F=ma/sinF=ma/sinD.D.小车向右以加速度小车向右以加速度a a运动时，运动时，方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为 =arctan(a/g).=arctan(a/g).22)()(mgmaFD D【解析解析】(1)(1)因整个系统处于静止状态，球只受重力和杆对它因整个系统处于静止状态，球只受重力和杆对它的弹力两个力作用，根据物体平衡条件可知，杆对球的弹力的弹力两个力作用，根据物体平衡条件可知，杆对球的弹力大小为大小为mgmg，方向坚直向上，方向坚直向上.(2)(2)当系统处于加速运动状态时，小球只受重力和杆对其弹力当系统处于加速运动状态时，小球只受重力和杆对其弹力作用，但其合外力不再为作用，但其合外力不再为0 0，而是使球随车一起向右做加速运，而是使球随车一起向右做加速运动动.设小球受弹力方向与竖直方向成设小球受弹力方向与竖直方向成角，受力如图所示角，受力如图所示.根根据牛顿第二定律，球受重力和弹力的合力就是水平向右，如据牛顿第二定律，球受重力和弹力的合力就是水平向右，如图图1-1-91-1-9所示所示.由图可知，水平方向上：由图可知，水平方向上：Fsin Fsin =ma；竖直方向上：竖直方向上：Fcos Fcos =mg，得得F=F=tan tan =a/g./g.=arctan(a/g)./g).2222)()(gammgmaa思考题思考题轻绳轻绳、轻弹簧和轻杆的弹力有何特点（方向和突变性）？轻弹簧和轻杆的弹力有何特点（方向和突变性）？1.1.轻绳轻绳:只施加拉力只施加拉力,大小可突变大小可突变2.2.轻弹簧轻弹簧:拉力或压力拉力或压力,大小不能突变大小不能突变(橡皮绳同橡皮绳同).).注注:若弹簧一端无接触物若弹簧一端无接触物,则弹力一定为零则弹力一定为零.3.3.轻杆轻杆:拉力压力或挑力（方向不沿杆），大小可拉力压力或挑力（方向不沿杆），大小可以突变。以突变。注：接触面的弹力大小也可以突变。注：接触面的弹力大小也可以突变。轻物特点：若轻物只受两力作用，则不论运动状态轻物特点：若轻物只受两力作用，则不论运动状态如何，这两力大小总是大小相等，方向相反，在同如何，这两力大小总是大小相等，方向相反，在同一条直线上。一条直线上。例例6.6.如图所示，两木块的质量分别为如图所示，两木块的质量分别为m m1 1、m m2 2，两轻质弹簧的劲度系数分别，两轻质弹簧的劲度系数分别为为k k1 1、k k2 2，上面的木块压在上面弹簧，上面的木块压在上面弹簧上上(但不拴住但不拴住)，整个系统处于平衡状，整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，刚离开上面的弹簧，在这个过程中，下面木块移动的距离为下面木块移动的距离为()()A.mA.m1 1g/kg/k1 1 B.mB.m2 2g/kg/k1 1C.mC.m1 1g/kg/k2 2 D.m D.m2 2g/kg/k2 2C C上面木块移动的距离是多少上面木块移动的距离是多少?m m1 1g/kg/k2 2+m+m1 1g/kg/k1 1求涉及弹簧的物体的位移求涉及弹簧的物体的位移1.1.要判断弹簧的形变类型要判断弹簧的形变类型;2.2.位移与弹簧的形变有关位移与弹簧的形变有关 S S上上=x x1 1 x x2 23.3.若只给出弹力大小若只给出弹力大小,要讨论拉力和压力两种要讨论拉力和压力两种情形情形.温馨提示温馨提示例例7.7.弹簧秤不测力时弹簧长弹簧秤不测力时弹簧长4cm4cm，当它两侧如图各挂，当它两侧如图各挂一个一个100g100g的砝码时，弹簧长的砝码时，弹簧长8cm8cm，要使弹簧秤的弹簧，要使弹簧秤的弹簧伸长为伸长为12cm12cm，则应该，则应该()()A.A.在右侧再加挂一个在右侧再加挂一个100g100g的砝码的砝码B.B.在右侧再加挂一个在右侧再加挂一个200g200g的砝码的砝码C.C.在左右两侧各挂一个在左右两侧各挂一个100g100g的砝码的砝码D.D.在左右两侧各挂一个在左右两侧各挂一个200g200g的砝码的砝码D D【解题回顾解题回顾】本题除考查胡克定律应用之本题除考查胡克定律应用之外，还要求能理解弹簧秤的原理，弹簧秤外，还要求能理解弹簧秤的原理，弹簧秤的读数等于弹簧的弹力，这一点有许多学的读数等于弹簧的弹力，这一点有许多学生会错误地认为当两侧各挂生会错误地认为当两侧各挂100g100g砝码时弹砝码时弹簧秤读数为簧秤读数为2N.2N.竖直弹簧秤下挂竖直弹簧秤下挂100g100g砝码砝码静止时，弹簧的受力中的弹力小为静止时，弹簧的受力中的弹力小为2N2N，这，这是导致本题错误的主要原因，实际上此时是导致本题错误的主要原因，实际上此时弹力的大小为弹力的大小为1N.1N.