2020高考物理大一轮复习 第3讲 重力、弹力课件 新人教版.ppt

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 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 F1B F2C F3D 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 FN3B FN1FN2 FN3D FN1 FN3 FN2 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 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 FN1 FN2 FN3B T1 T2 T3 FN1 FN2 FN3C T1 T2 T3 FN1 FN2 FN3D T1 T2 T3 FN1 FN2 FN3 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FN1 FN2 FN3 故选项A正确 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FN1 FN2 FN3 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80cm的两点上 弹性绳的原长也为80cm 将一钩码挂在弹性绳的中点 平衡时弹性绳的总长度为100cm 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 86cmB 92cmC 98cmD 104cm 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 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 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 L2L1 L3 L4C L1 L2 L3 L4D L1 L2 L3 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 mgB F1 mg F2 0C F1 0 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F1 0 但不一定等于mg 选项A B错误 把磁铁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 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 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Fa Fb b a 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 两绳对三角板的拉力Fa和Fb是由于绳发生形变而产生的 选项C错误 对三角板受力分析如图所示 则Fa mgcos Fb mgsin 所以Fa Fb cot b a 选项D正确