第１课时重力、弹力

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,恒谦教育教学资源库,教师备课、备考伴侣,专注中国基础教育资源建设,高考总复习,.,物理,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高考总复习,.,物理,第二章,物体间的相互作用,1,一、考试大纲、课标内容与考向预测,考纲与课标对照表,2011年考试大纲,课标内容,1.滑动摩擦、静摩擦、滑动摩擦因数,2.形变、弹性、胡克定律,3.矢量和标量,4力的合成和分解,5.实验:探究弹力和弹簧伸长的关系,6.实验:验证力的平行,四边形,定则,1.通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力.,2.知道常见的形变.通过实验了解物体的弹性.知道胡克定律,3.通过实验理解弹力与弹簧伸长的关系及合力与分力之间的关系知道共点力的平衡条件能区分矢量与标量能用力的合成与分解分析日常生活中的问题.,2,考向预测,1.有关弹力、摩擦力问题，其中对弹簧的弹力的分析应用在高考中出现的频率很高，静摩擦力大小和方向的分析计算在全国各省理综中极为普遍.,2.本章节涉及许多物理研究方法，本章高考所命的每一道题都涉及到这些研究方法，必须理解掌握.,3.实验“探究弹簧弹力与伸长的关系”和“验证力的平行四边形定则”这两个实验在近几年来广东的高考中没有出现，应给予高度关注.,3,二、复习策略、快捷记忆秘诀,复习策略：,力学要解决的核心问题之一是力的问题，本章研究首先从力这个力学乃至整个中学物理的概念入手，从而领会有关力的要领和运算；其次掌握诸多性质；再次要灵活运用隔离法与整体法求解多个物体相互作用的问题，在正交方向上应用平衡条件，运用多种数学方法处理问题等,快捷记忆秘诀：,重力弹力摩擦力，高一二三息相关平衡外力必共点，等效处理是一招受力分析要做好，列式一定要规范计算一点不马虎，结果注意多检验抽象理想实验法，整体隔离相结合,4,第课时 重力、弹力,第一单元 相互作用,5,考点精析,6,力的基本概念,基础回顾,1.力的概念：力是,2.力的性质：（1）力不能离开,而独立存在；,（2）力是物体之间的,作用；（3）力是,，既有,，又有,3.力的作用效果：（1）使物体发生,；（2）改变物体的,，使物体产生,4.力的三要素：（1）,；（2）,；（3）,5.力的表示方法：（1）力的,；（2）力的,7,要点深化,力的基本特性,（1）力的物质性：由于力是物体对物体的作用，所以力不能离开物体而独立存在，有受力物体必有施力物体,（2）相互性：力的作用总是相互的，若A物体施力于物体，则物体也会施力于物体且两个相互作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上,（3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向服从力的平行四边形法则，不能简单地进行代数相加,8,（4）瞬时性：力的作用效果与其力在同一瞬间产生，同一瞬间消灭,（5）独立性：某一个作用力产生的效果不会受其他作用力的影响，其他作用力只能各自产生对应的效果,力的分类,力的分类方法通常按力的性质分类或按力的作用效果等进行分类.,（1）按力的性质分：可分为万有引力（包括重力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等,9,（2）按力的效果分：可分为压力、支持力、推力、拉力、引力、斥力、浮力、向心力、回复力、动力、阻力,（3）按作用方式分：可分为接触力（包括弹力、摩擦力等）和场力（包括电场力、磁场力等）,（4）按研究对象分：可分为内力、外力 ,10,重力与重心,基础回顾,.重力的定义：由于,对物体的吸引而使物体受到的力,2.重力的大小：同一地点重力的大小与物体的,成正比；同一物体在不同地点重力的大小与,成正比即G=,3.重力的方向：总是,除了在赤道和极地附近，一般不通过地心,4.重心定义：重力的,叫做重心重心是重力的,作用点，通常可以认为重力就作用在这一点上,11,要点深化,重力与万有引力的联系和区别,（1）重力源于地球对物体的万有引力，故不能说重力就是地球的吸引力在地面上，重力仅是地球对物体万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力是提供物体随地球自转所需要的向心力,（2）物体随地球自转所需要的向心力随纬度的不同而不同，在赤道附近，这个力较大，则重力会较小；在极地附近，这个力较小，则重力会较大但由于自转时物体所需的向心力极小，故在要求不高时，可以近似认为mg=GmM/R,2,12,对重心的理解,（1）重心是引力对物体上各处作用的集中表现，是等效作用点,（2）重心可以在物体的几何中心上，也可以在物体之外要根据质量分布及几何形状而定,（3）检测重心位置的方法悬挂法（两力平衡原理）但也不是所有的物体重心都可用悬挂法，悬挂法一般只适用于薄板等,（4）通常受力分析时定在物体的几何中心上,13,基础回顾,形变与弹力,1.弹力的定义：发生弹性形变的物体在恢复原状时对,产生的力叫弹力,2.弹力产生的条件（1）两个物体,；,（2）同时发生,3.弹力的方向,（1）轻绳和细线的拉力沿着线,的方向；,（2）点与面、面与面接触处的弹力,（若是曲面则垂直于接触点的公切面）指向物体,的方向;,14,（3）弹簧的弹力方向总是沿着弹簧指向,的方向,4.弹力的大小,（1）对于弹性形变的弹簧产生的弹力遵循胡克定律：,，其中,叫劲度系数，其大小由本身的,、,和,共同决定，弹簧越硬、长度越短、横截面积越大，其劲度系数越大；,是相对于弹簧原长时的压缩量或伸长量；,（2）形变不明显的弹力则要根据,或,借用其他力（多为,）的大小与三角函数值来计算确定,15,要点深化,几种典型物体模型的弹力特点,项目,轻绳,轻杆,弹簧,形变情况,伸长忽略不计,认为长度不变,可伸长可缩短,施力与,受力情况,只能受拉力或施出拉力,能受拉或受压，可施出拉力或压力，也可与杆成一定角度的力,能受拉或受压，可施出拉力或压力,力的方向,始终沿绳,不一定沿杆,沿弹簧轴向,力的变化,可发生突变,可发生突变,只能发生渐变,16,弹力有无的判断方法,弹力产生于接触的物体之间，但相互接触的物体不一定有弹力，只有在物体形变时才会有弹力一般地，“支持面”的形变有时较难觉察，有时要通过假设法和反证法判断,假设法：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力,反证法：假设接触处研究对象受到弹力作用，并假定此处弹力的方向，再观察研究对象能否与题设状态（平衡或加速运动）相符若相符，则假设的弹力存在，若不符，则假设的弹力不存在,17,题型探究,18,对弹力有无的判断,如右图所示，一质量为m的球静止于水平板和斜板的夹角之间，求斜板B对球的弹力.,解析,：如右图所示，假设有弹力,存在，则,在水平方向存在一个分量，必使球做匀加速运动，与题给静止状态有矛盾说明球与斜面间虽接触，但并不挤压，故不存在弹力,2,，斜板B对球的弹力为零,19,题型训练,下面各图接触面均为光滑的，请你分别画出物体所受的弹力,20,根据运动状态分析弹力,对于杆的弹力，有时无法直接确定它对物体的弹力方向，可根据物体所处的运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定律来分析确定 ,如右图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力方向.,(1)小车处于静止状态；,(2)小车以加速度a水平向右运动.,21,解析：,(1)由力的平衡条件可知：杆对小球的力与小球的重力是一对平衡力，故弹力的方向竖直向上，且大小等于球的重力mg.,(2)如右图所示选小球为研究对象，小车以加速度a向右运动时，小球所受重力和杆的弹力的合力一定水平向右，此时，弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速度,22,假设小球所受的弹力与竖直方向的夹角为根据牛顿第二定律有Fsin=ma，Fcos=mg,解得：F=m(g,2,+a,2,),1/2,tan=a/g（与无关）.,即=arctan a/g,答案,：（1）竖直向上（2）与竖直方向的夹角为arctan a/g,总结,：本题所确定的杆对小球的弹力的大小和方向都和小车的加速度有关，加速度越大，弹力越大，角也越大由此经典题我们得到启示为：弹力不是一成不变的，它与物体的运动状态有关,23,题型训练,2. 根据上题情况，请你再探究小车以加速度a水平向左运动时杆对球的弹力的情况,24,胡克定律的应用,有关弹簧的受力分析往往较难，因为弹簧的弹力随弹簧的形变（空间位置变化）而变化，是一种动态模型，或者说是一种准静态平衡，需要把空间位置的变化与力的大小结合起来考虑,如右图所示，两木块的质量分别为m,1,和m,2,，两轻质弹簧的劲度系数分别为k,1,和k,2,，上面木块压在上面的弹簧上（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，直到它刚好离开上面弹簧在这一过程中，下面木块移动的距离为（ ）,25,.m,1,g/k,1,M,2,g/k,1,.m,1,g/k,2, .m,2,g/k,2,解析,：整个系统处于平衡状态时，k,2,弹簧的弹力为k,2,x,1,=(m,1,+m,2,)g；当上面的木块被提离弹簧k,1,时，k,2,弹簧的弹力为k,2,x,2,=m,2,g，故下面木块移动的距离为：x,1,x,2,m,1,g/k,2,答案,：,26,题型训练,如右图甲，一根轻弹簧竖直放在桌面上，下端固定，上端放一重物2m，稳定后弹簧长为.现将弹簧截成等长的两段，将重物等分成两块，连接如图乙，稳定后两段弹簧的总长为则 （ ）,.,.,.因不知弹簧原长，故无法比较,27,错解警示,28,误认为弹簧的示数与物体的运动有关,如右图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为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做匀加速运动；中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上做匀速运动.,29,若认为弹簧的重力可忽略不计，以L,1,、L,2,、L,3,、L,4,依次表示四个弹簧的伸长量，则有 ( ),AL,2,L,1,B.L,4,L,3,CL,1,=L,2,D.L,3,L,4,错解,：中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动，弹簧会受力而伸长；中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，弹簧不会受力而不伸长，所以有 L,4,L,3,，即B选项正确,30,分析纠错,：本题实际上是判断四种情景下弹簧所受弹力的大小由于弹簧的重力不计，弹簧的一端（如左端）所受的力对弹簧的伸长起控制作用，另一端（如右端）起拉长的作用，所以不论弹簧做何种运动，四条弹簧所受的弹力（看右端的）都相等，伸长量相等.而后弹力又作用于物体上，因物体所处的环境条件不同而做不同的运动,答案,：,31,