2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第3講 重力、彈力學(xué)案新人教版.docx

第3講重力、彈力一、力1.定義:力是的相互作用.2.作用效果:使物體發(fā)生形變或改變物體的(即產(chǎn)生加速度).3.性質(zhì):力具有物質(zhì)性、相互性、共存性、矢量性、獨立性等特征.4.基本相互作用(1)四種基本相互作用:相互作用、相互作用、強相互作用和弱相互作用.(2)重力屬于引力相互作用,彈力、摩擦力、電場力、磁場力等本質(zhì)上是相互作用的不同表現(xiàn).二、重力1.定義:由于地球的而使物體受到的力.2.大小:與物體的質(zhì)量成,即G=mg.3.方向:.4.重心:重力宏觀作用效果的作用點.三、彈力1.定義:發(fā)生的物體由于要恢復(fù)原狀而使物體受到的力.2.產(chǎn)生條件:兩物體相互接觸且發(fā)生了.3.方向:沿恢復(fù)原狀的方向.4.胡克定律:在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的彈力大小與形變量成,即F=kx,其中k表示彈簧的勁度系數(shù),反映彈簧的性質(zhì).【辨別明理】(1)重力的方向一定指向地心.()(2)彈力可以產(chǎn)生在不直接接觸的物體之間.()(3)相互接觸的物體間不一定有彈力.()(4)F=kx中的x表示彈簧伸長量.()(5)形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體幾何中心.()(6)勁度系數(shù)和彈簧長度沒有關(guān)系.() (7)掛在繩上靜止的物體受到的重力就是繩對它的拉力.()(8)有彈力就一定有形變,但有形變不一定有彈力.()考點一關(guān)于重力、彈力有無的判斷1.(多選)魯科版必修1改編在對重力圖3-1的本質(zhì)還未認(rèn)清之前,我國古代勞動人民就對其有了比較復(fù)雜的應(yīng)用.我國西安半坡出土了一件距今約五千年的尖底陶瓶,如圖3-1所示,這種陶瓶口小、腹大、底尖,有兩耳在瓶腹偏下的地方.若用兩根繩子系住兩耳吊起瓶子,就能從井中取水,下列說法正確的是()A.陶瓶的重心在裝水前后始終不變B.陶瓶的重心隨裝水的多少發(fā)生變化C.陶瓶未裝水時,其重心在兩吊耳的下方D.陶瓶裝滿水時,其重心在兩吊耳的上方2.(力的示意圖)畫出圖3-2中物體A受力的示意圖.圖3-2圖3-33.(彈力有無的判斷)(多選)如圖3-3所示,用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點O,并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球,然后用某個力F作用在小球A上,使三根細(xì)線均處于拉直狀態(tài),且OB細(xì)線恰好沿豎直方向,兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則該力可能為圖中的()A.F1B.F2C.F3D.F4要點總結(jié)1.重力方向與重心(1)重力方向:總是豎直向下的,但不一定和接觸面垂直,也不一定指向地心.(2)重心:物體的每一部分都受重力作用,可認(rèn)為重力集中作用于一點即物體的重心.影響重心位置的因素:物體的幾何形狀;物體的質(zhì)量分布.2.彈力有無的判斷(1)條件法:根據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個條件接觸和形變直接判斷.(2)假設(shè)法:在一些微小形變難以直接判斷的情況下,可以先假設(shè)有彈力存在,然后判斷是否與研究對象所處狀態(tài)的實際情況相符合.(3)狀態(tài)法:根據(jù)研究對象的運動狀態(tài)進(jìn)行受力分析,判斷物體保持現(xiàn)在的運動狀態(tài)是否需要彈力.(4)替換法:可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換,看能否維持原來的運動狀態(tài).考點二彈力的分析與計算(1)彈力方向:可根據(jù)力的特點判斷,也可根據(jù)運動狀態(tài)、平衡條件或牛頓運動定律確定(如桿的彈力).(2)彈力大小除彈簧類彈力由胡克定律計算外,一般要結(jié)合運動狀態(tài),根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解.圖3-41.(彈力的方向)有三個重力、形狀都相同的光滑圓柱體,它們的重心位置不同,放在同一方形槽上.為了方便,將它們畫在同一圖上,如圖3-4所示,其重心分別用C1、C2、C3表示,FN1、FN2、FN3分別表示三個圓柱體對槽的壓力,則()A.FN1=FN2=FN3B.FN1<FN2<FN3C.FN1>FN2>FN3D.FN1=FN3>FN2圖3-52.(由狀態(tài)分析彈力方向)(多選)如圖3-5所示,小車上固定著一根彎成角的曲桿,桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球.下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷正確的是(重力加速度為g)()A.小車靜止時,F=mg,方向豎直向上B.小車靜止時,F=mgcos,方向垂直于桿向上C.小車向右以加速度a運動時,F的方向沿桿向上D.小車向右以加速度a運動時,F的方向斜向右上方,可能不沿桿圖3-63.(由狀態(tài)分析彈力大小)如圖3-6所示,某鋼制工件上開有一個楔形凹槽,凹槽的截面是一個直角三角形ABC,CAB=30,ABC=90,在凹槽中放有一個光滑的金屬球,當(dāng)金屬球靜止時,金屬球?qū)Π疾鄣腁B邊的壓力大小為F1,對BC邊的壓力大小為F2,則F1F2的值為()A.12B.3C.33D.233要點總結(jié)(1)任何彈力都是由于形變引起的.(2)對于難以觀察到的微小形變,通常從狀態(tài)出發(fā),利用“假設(shè)法”、平衡條件和牛頓第二定律等確定彈力是否存在及彈力的大小和方向.(3)胡克定律適用于能發(fā)生明顯形變的彈簧、橡皮筋等物體.考點三輕繩、輕桿、輕彈簧模型四種材料的彈力比較對比項彈力表現(xiàn)形式彈力方向能否突變輕繩拉力沿繩收縮方向能輕桿拉力、支持力不確定能輕彈簧拉力、支持力沿彈簧軸線否橡皮條拉力沿橡皮條收縮方向否考向一輕繩忽略輕繩質(zhì)量、形變,輕繩上的彈力一定沿著繩的方向,輕繩上的力處處大小相等.輕繩上的力可以突變.例1如圖3-7所示,一個物體由繞過定滑輪的繩子拉著,分別按圖中所示的三種情況拉住物體靜止不動.在這三種情況下,若繩子的張力大小分別為T1、T2、T3,定滑輪對軸心的作用力大小分別為FN1、FN2、FN3,滑輪的摩擦、質(zhì)量均圖3-7不計,則()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圖3-8變式題如圖3-8所示,一輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于豎直墻壁上的O點,另一端跨過大小可忽略、不計摩擦的定滑輪P懸掛物塊B,OP段的繩子水平,長度為L.現(xiàn)將一帶掛鉤的物塊A掛到OP段的繩子上,A、B物塊最終靜止.已知A(包括掛鉤)、B的質(zhì)量之比mAmB=85,則此過程中物塊B上升的高度為()A.LB.L3C.2L3D.4L5考向二輕彈簧“輕彈簧”“橡皮繩”是理想化模型,具有如下特性:(1)在彈性限度內(nèi),彈力遵循胡克定律F=kx,其中x是彈簧的形變量.(2)輕彈簧(或橡皮繩)的質(zhì)量可視為零.(3)彈簧既能受到拉力作用,也能受到壓力作用(沿著彈簧的軸線),橡皮繩只能受到拉力作用,不能受到壓力作用.輕彈簧(或橡皮繩)上的力不能突變.圖3-9例2(多選)如圖3-9所示,在豎直方向上,兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧a、b一端與質(zhì)量為m的物體相連接,另一端分別固定,當(dāng)物體平衡時,如果()A.a被拉長,則b一定被拉長B.a被壓縮,則b一定被壓縮C.b被拉長,則a一定被拉長D.b被壓縮,則a一定被拉長變式題2017全國卷一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點上,彈性繩的原長也為80cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點,平衡時彈性繩的總長度為100cm;再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點,則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi))()A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm考向三輕桿忽略輕桿質(zhì)量、形變,桿上的彈力不一定沿著桿.例3如圖3-10甲所示,輕細(xì)繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的光滑定滑輪掛住一個質(zhì)量為M1的物體,ACB=30;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端G通過輕細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向也成30角,在輕桿的G點用輕細(xì)繩GK拉住一個質(zhì)量為M2的物體,求:(1)細(xì)繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對C端的支持力;(3)輕桿HG對G端的支持力.圖3-10圖3-11變式題如圖3-11所示,輕桿與豎直墻壁成53角,斜插入墻中并固定,另一端固定一個質(zhì)量為m的小球,水平輕質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài),彈力大小為34mg(g為重力加速度),則輕桿對小球的彈力大小為()A.53mgB.35mgC.45mgD.54mg建模點撥“死結(jié)與活結(jié)”和“死桿與活桿”對比項特點“死結(jié)”繩子出現(xiàn)結(jié)點、繩子中間某點固定在某處或幾段繩子系在一起,結(jié)點或固定點兩端繩子的拉力大小不一定相等“活結(jié)”整根繩子跨過光滑滑輪或掛鉤等物體,沒有打結(jié),輕繩內(nèi)各點的張力大小相等“死桿”桿的一端固定,不能隨意轉(zhuǎn)動,輕質(zhì)固定桿中的彈力方向不一定沿桿的方向,需要結(jié)合平衡條件或牛頓第二定律求得.“活桿”桿的一端有轉(zhuǎn)軸,可以自由轉(zhuǎn)動,輕質(zhì)活動桿中的彈力方向一定沿桿的方向.