高考物理 第2章 相互作用 基礎課時3 重力 彈力

高考導航考點內(nèi)容考點內(nèi)容要求要求說明說明高考命題實況高考命題實況命題熱點命題熱點2014江蘇卷江蘇卷2015江蘇卷江蘇卷形變和彈力、胡克定律形變和彈力、胡克定律(1)對彈力和摩擦力大對彈力和摩擦力大小、方向的考查；小、方向的考查；(2)受力分析及力的運受力分析及力的運算作為一種分析物理算作為一種分析物理問題的工具，貫穿高問題的工具，貫穿高考考查的大部分內(nèi)容考考查的大部分內(nèi)容和考題；和考題；(3)力的合成與分解；力的合成與分解；(4)共點力作用下物體共點力作用下物體的平衡，如動態(tài)平衡、的平衡，如動態(tài)平衡、極值求解等極值求解等靜摩擦、滑動摩擦、摩靜摩擦、滑動摩擦、摩擦力、動摩擦因數(shù)擦力、動摩擦因數(shù)力的合成和分解力的合成和分解力的合成和分解的計算，力的合成和分解的計算，只限于用作圖法或直角三只限于用作圖法或直角三角形知識解決角形知識解決共點力的平衡共點力的平衡只要求解決在一個平面內(nèi)只要求解決在一個平面內(nèi)的共點力平衡問題的共點力平衡問題T1416分分實驗二：驗證力的平行實驗二：驗證力的平行四邊形定則四邊形定則T1110分分基礎課時基礎課時3重力彈力重力彈力知識梳理知識梳理知識點一、重力知識點一、重力1.產(chǎn)生產(chǎn)生：由于：由于_的吸引而使物體受到的力。的吸引而使物體受到的力。2.大小大?。号c物體的質(zhì)量成：與物體的質(zhì)量成_，即，即G_?？捎??？捎胈測量重力。測量重力。3.方向方向：總是：總是_的。的。4.重心重心：其位置與物體的：其位置與物體的_分布和分布和_有關。有關。5.重心位置的確定重心位置的確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體，重心在其質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體，重心在其_；對于形狀不；對于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板，重心可用規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板，重心可用_確定。確定。正比正比mg彈簧測力計彈簧測力計豎直向下豎直向下質(zhì)量質(zhì)量形狀形狀幾何中心幾何中心懸掛法懸掛法地球地球特別提醒特別提醒重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，但它并不等于地球?qū)ξ矬w重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，但它并不等于地球?qū)ξ矬w的引力。重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個分力。的引力。重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個分力。知識點二、形變知識點二、形變和彈力和彈力、胡克定律、胡克定律1.形變形變物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變。物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變。2.彈性彈性(1)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力時能夠彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力時能夠_的形變。的形變。(2)彈性限度：當形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不彈性限度：當形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不能完全恢復原來的能完全恢復原來的_，這個限度叫彈性限度。，這個限度叫彈性限度。3.彈力彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要_，對與它接，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。恢復原狀恢復原狀形狀形狀恢復原狀恢復原狀(2)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件物體相互物體相互_且發(fā)生且發(fā)生_。(3)方向：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向方向_。4.胡克定律胡克定律(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生內(nèi)容：彈簧發(fā)生_時，彈力的大小時，彈力的大小F跟彈簧伸長跟彈簧伸長(或縮或縮短短)的長度的長度x成成_。(2)表達式：表達式：F_。k是彈簧的是彈簧的_，單位為，單位為N/m；k的大小由彈簧的大小由彈簧_決定。決定。x是是_，但不是彈簧形變以后的長度。，但不是彈簧形變以后的長度。接觸接觸彈性形變彈性形變相反相反彈性形變彈性形變正比正比kx自身性質(zhì)自身性質(zhì)形變量形變量勁度系數(shù)勁度系數(shù)思考思考試分析圖試分析圖1中半圓柱體上中半圓柱體上A、B、C三點所受的彈力方向。三點所受的彈力方向。圖圖1診斷自測診斷自測1.下列關于重力和重心的說法正確的是下列關于重力和重心的說法正確的是()A.物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力B.重力的方向總是指向地心重力的方向總是指向地心C.用細線將重物懸掛起來，靜止時物體的重心一定在懸線所在用細線將重物懸掛起來，靜止時物體的重心一定在懸線所在的直線上的直線上D.重心就是物體所受重力的等效作用點，故重心一定在物體上重心就是物體所受重力的等效作用點，故重心一定在物體上解析解析重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但不是地球的吸引力，重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但不是地球的吸引力，選項選項A錯誤；重力的方向豎直向下，選項錯誤；重力的方向豎直向下，選項B錯誤；由平衡條件錯誤；由平衡條件可知，細線拉力和重力平衡，重心在重力作用線上，選項可知，細線拉力和重力平衡，重心在重力作用線上，選項C正正確；重心位置跟物體的形狀、質(zhì)量分布有關，是重力的等效作確；重心位置跟物體的形狀、質(zhì)量分布有關，是重力的等效作用點，但不一定在物體上，如球殼，其重心就不在球殼上，選用點，但不一定在物體上，如球殼，其重心就不在球殼上，選項項D錯誤。錯誤。C2.把一木塊放在水平桌面上保持靜止，下面說法正確的是把一木塊放在水平桌面上保持靜止，下面說法正確的是()A.木塊對桌面的壓力就是木塊受到的重力，施力物體是地球木塊對桌面的壓力就是木塊受到的重力，施力物體是地球B.木塊對桌面的壓力是彈力，是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的木塊對桌面的壓力是彈力，是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的C.木塊保持靜止是由于木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支木塊保持靜止是由于木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支持力保持平衡持力保持平衡D.木塊對桌面的壓力與木塊所受的重力大小相等木塊對桌面的壓力與木塊所受的重力大小相等解析解析木塊放在水平桌面上保持靜止，木塊對桌面的壓力大小木塊放在水平桌面上保持靜止，木塊對桌面的壓力大小等于木塊重力的大小，但不能說木塊對桌面的壓力就是木塊的等于木塊重力的大小，但不能說木塊對桌面的壓力就是木塊的重力，因為兩者產(chǎn)生的原因、施力物體和受力物體等都不同，重力，因為兩者產(chǎn)生的原因、施力物體和受力物體等都不同，壓力的施力物體是木塊，故選項壓力的施力物體是木塊，故選項A錯誤；木塊對桌面的壓力是錯誤；木塊對桌面的壓力是彈力，是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的，故選項彈力，是由于木塊發(fā)生形變而產(chǎn)生的，故選項B錯誤；木塊保持錯誤；木塊保持靜止是由于桌面對木塊的支持力與木塊受到的重力二力平衡，靜止是由于桌面對木塊的支持力與木塊受到的重力二力平衡，故選項故選項C錯誤；木塊放在水平桌面上保持靜止，由平衡條件和錯誤；木塊放在水平桌面上保持靜止，由平衡條件和牛頓第三定律分析得知，木塊對桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊牛頓第三定律分析得知，木塊對桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊重力的大小，故選項重力的大小，故選項D正確。正確。答案答案D3.如圖如圖2球球A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài)，關于球在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài)，關于球A所受的彈力，以下說法正確的是所受的彈力，以下說法正確的是()圖圖2A.A物體僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上物體僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B.A物體受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直斜面向下物體受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直斜面向下C.A物體受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上物體受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上D.A物體受三個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上，物體受三個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上，一個豎直向下一個豎直向下解析解析球球A受重力豎直向下，與豎直擋板和斜面都有擠壓，斜受重力豎直向下，與豎直擋板和斜面都有擠壓，斜面給它一個支持力，垂直斜面向上；擋板給它一個彈力，水平面給它一個支持力，垂直斜面向上；擋板給它一個彈力，水平向右，故選項向右，故選項C正確。正確。答案答案C4.(多選多選)彈簧的原長為彈簧的原長為10cm，當掛上一個，當掛上一個50g的鉤碼時，彈簧的的鉤碼時，彈簧的長度變?yōu)殚L度變?yōu)?2cm，當在原鉤碼下再掛一個同樣的鉤碼時，彈簧，當在原鉤碼下再掛一個同樣的鉤碼時，彈簧仍處于彈性限度內(nèi)，下列說法中正確的是仍處于彈性限度內(nèi)，下列說法中正確的是(取取g10m/s2)()A.彈簧的長度變?yōu)閺椈傻拈L度變?yōu)?4cmB.彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為25N/mC.彈簧共伸長了彈簧共伸長了4cmD.彈簧共伸長了彈簧共伸長了2cm答案答案BC考點一彈力的有無及方向的判斷考點一彈力的有無及方向的判斷【例【例1】如圖如圖3所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為角為，在斜桿下端固定有質(zhì)量為，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關于桿對球的的小球，下列關于桿對球的作用力作用力F的判斷中，正確的是的判斷中，正確的是()圖圖3思路點撥：思路點撥：答案答案D【拓展延伸】【拓展延伸】在在【例【例1】中，若小車以加速度中，若小車以加速度a向左加速運動，求桿對球的作向左加速運動，求桿對球的作用力用力F的大小及方向？的大小及方向？方法提煉方法提煉1.彈力有無的判斷彈力有無的判斷“三法三法”(1)條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力。此方法多用來判斷形變較明顯的情況。存在彈力。此方法多用來判斷形變較明顯的情況。(2)假設法：對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存假設法：對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。(3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力共點力平衡條件判斷彈力是否存在。平衡條件判斷彈力是否存在。2.彈力方向的判斷方法彈力方向的判斷方法(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷。根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷。(2)根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向。根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向。【變式訓練】【變式訓練】1.如圖如圖4所示，在一個正方體的盒子中放有一個質(zhì)量分布均勻的所示，在一個正方體的盒子中放有一個質(zhì)量分布均勻的小球，小球的直徑恰好和盒子內(nèi)表面正方體的邊長相等，盒子小球，小球的直徑恰好和盒子內(nèi)表面正方體的邊長相等，盒子沿傾角為沿傾角為的固定斜面滑動，不計一切摩擦，下列說法中正確的固定斜面滑動，不計一切摩擦，下列說法中正確的是的是()圖圖4A.無論盒子沿斜面上滑還是下滑，球都僅對盒子的下底面有壓力無論盒子沿斜面上滑還是下滑，球都僅對盒子的下底面有壓力B.盒子沿斜面下滑時，球?qū)凶拥南碌酌婧陀覀让嬗袎毫凶友匦泵嫦禄瑫r，球?qū)凶拥南碌酌婧陀覀让嬗袎毫.盒子沿斜面下滑時，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠让嬗袎毫凶友匦泵嫦禄瑫r，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠让嬗袎毫.盒子沿斜面上滑時，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠让嬗袎毫凶友匦泵嫔匣瑫r，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠让嬗袎毫馕鼋馕鱿纫院凶雍托∏蚪M成的系統(tǒng)為研究對象，無論上滑還是下先以盒子和小球組成的系統(tǒng)為研究對象，無論上滑還是下滑，用牛頓第二定律均可求得系統(tǒng)的加速度大小為滑，用牛頓第二定律均可求得系統(tǒng)的加速度大小為agsin，方，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始終保持相對靜止，所以小球的向沿斜面向下，由于盒子和小球始終保持相對靜止，所以小球的加速度大小也是加速度大小也是agsin，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要左、右側面提重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要左、右側面提供彈力。故選項供彈力。故選項A正確。正確。答案答案A考點二彈力的計算考點二彈力的計算【例【例2】如圖如圖5所示，兩個彈簧的質(zhì)量不計，勁度系數(shù)所示，兩個彈簧的質(zhì)量不計，勁度系數(shù)分別為分別為k1、k2，它們一端固定在質(zhì)量為，它們一端固定在質(zhì)量為m的物體上，另的物體上，另一端分別固定在一端分別固定在Q、P上，當物體平衡時上面的彈簧處上，當物體平衡時上面的彈簧處于原長，若把固定的物體換為質(zhì)量為于原長，若把固定的物體換為質(zhì)量為2m的物體的物體(彈簧的彈簧的長度不變，且彈簧均在彈性限度內(nèi)長度不變，且彈簧均在彈性限度內(nèi))，當物體再次平衡，當物體再次平衡時，物體比第一次平衡時的位置下降了時，物體比第一次平衡時的位置下降了x，則，則x為為()圖圖5答案答案A方法提煉方法提煉彈力大小計算的三種方法：彈力大小計算的三種方法：(1)根據(jù)力的平衡條件進行求解；根據(jù)力的平衡條件進行求解；(2)根據(jù)牛頓第二定律進行求解；根據(jù)牛頓第二定律進行求解；(3)根據(jù)胡克定律進行求解。根據(jù)胡克定律進行求解。【變式訓練】【變式訓練】2.根據(jù)胡克定律求彈力根據(jù)胡克定律求彈力(2016江蘇鹽城江蘇鹽城調(diào)研調(diào)研)如圖如圖6所示，將一輕所示，將一輕質(zhì)彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度質(zhì)彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側，刻度尺的尺豎直放在彈簧一側，刻度尺的0刻線與彈簧上端對齊，使彈簧刻線與彈簧上端對齊，使彈簧下端的指針恰好落在刻度尺上。當彈簧下端掛一個下端的指針恰好落在刻度尺上。當彈簧下端掛一個50g的砝碼的砝碼時，指針示數(shù)為時，指針示數(shù)為L13.40cm，當彈簧下端掛兩個，當彈簧下端掛兩個50g的砝碼時，的砝碼時，指針示數(shù)為指針示數(shù)為L25.10cm。g取取9.8m/s2。由此可知。由此可知()圖圖6A.彈簧的原長是彈簧的原長是1.70cmB.僅由題給數(shù)據(jù)無法獲得彈簧的原長僅由題給數(shù)據(jù)無法獲得彈簧的原長C.彈簧的勁度系數(shù)是彈簧的勁度系數(shù)是25N/mD.由于彈簧的原長未知，無法算出彈簧的勁度系數(shù)由于彈簧的原長未知，無法算出彈簧的勁度系數(shù)解析解析設彈簧原長為設彈簧原長為L0，由胡克定律得，由胡克定律得k(L1L0)mg，k(L2L0)2mg，解得，解得L01.70cm，k29N/m，A正確。正確。答案答案A3.利用平衡條件求彈力利用平衡條件求彈力如圖如圖7所示，輕彈簧兩端分別固定質(zhì)量為所示，輕彈簧兩端分別固定質(zhì)量為ma、mb的小球的小球a、b，通過兩根細線將小球吊在水平天花板上，通過兩根細線將小球吊在水平天花板上，已知兩球均處于靜止狀態(tài)，兩細線與水平方向的夾角均為已知兩球均處于靜止狀態(tài)，兩細線與水平方向的夾角均為，彈，彈簧軸線沿水平方向，以下說法正確的是簧軸線沿水平方向，以下說法正確的是()圖圖7A.a球所受細線的拉力大小為球所受細線的拉力大小為magsinB.a、b兩球所受細線的拉力大小不一定相等兩球所受細線的拉力大小不一定相等C.b球所受彈簧彈力的大小為球所受彈簧彈力的大小為mbgtanD.a、b球的質(zhì)量大小關系一定滿足球的質(zhì)量大小關系一定滿足mamb答案答案D1.(多選多選)(2016上海普陀區(qū)期中上海普陀區(qū)期中)關于物體所受的重力，以下說法關于物體所受的重力，以下說法中正確的是中正確的是()A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，作用點就是重心，且重心重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，作用點就是重心，且重心一定在物體上一定在物體上B.重力的方向就是物體自由下落的方向重力的方向就是物體自由下落的方向C.重力的大小可以用彈簧測力計或天平直接測出重力的大小可以用彈簧測力計或天平直接測出D.在不同地點，質(zhì)量大的物體可能比質(zhì)量小的物體所受的重在不同地點，質(zhì)量大的物體可能比質(zhì)量小的物體所受的重力小力小解析解析重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引產(chǎn)生的，但由于地球自轉(zhuǎn)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引產(chǎn)生的，但由于地球自轉(zhuǎn)的影響，通常情況下重力只是地球?qū)ξ矬w引力的一部分，重心的影響，通常情況下重力只是地球?qū)ξ矬w引力的一部分，重心是重力的作用點，對空心物體而言，重心可能就不在物體上，是重力的作用點，對空心物體而言，重心可能就不在物體上，選項選項A錯誤；將物體由靜止釋放，只在重力作用下時自由下落，錯誤；將物體由靜止釋放，只在重力作用下時自由下落，故重力的方向就是物體自由下落的方向，選項故重力的方向就是物體自由下落的方向，選項B正確；天平稱量正確；天平稱量的是物體的質(zhì)量而非重力，選項的是物體的質(zhì)量而非重力，選項C錯誤；由公式錯誤；由公式Gmg可知，重可知，重力力G的大小由質(zhì)量的大小由質(zhì)量m和重力加速度和重力加速度g共同決定，由于不同地點共同決定，由于不同地點g值值可能不同，因此選項可能不同，因此選項D正確。正確。答案答案BD2. (2016江蘇淮安調(diào)研江蘇淮安調(diào)研)體育課上一學生在水平籃球場上拍籃球，體育課上一學生在水平籃球場上拍籃球，如圖如圖8所示。試分析籃球與水平地面作用時，地面對籃球的彈力所示。試分析籃球與水平地面作用時，地面對籃球的彈力方向方向()圖圖8A.斜左上斜左上 B.斜右上斜右上C.豎直向上豎直向上 D.豎直向下豎直向下解析解析地面對物體彈力方向一直都是垂直于地面向上的，地面對物體彈力方向一直都是垂直于地面向上的，C符符合題意。合題意。答案答案C3.(2016江蘇南京模擬江蘇南京模擬)如圖如圖9所示，物體所示，物體A和和B處于靜止狀態(tài)，重處于靜止狀態(tài)，重力分別為力分別為9N和和4N，不計彈簧測力計和細線的重力，不考慮摩，不計彈簧測力計和細線的重力，不考慮摩擦，彈簧測力計的讀數(shù)是擦，彈簧測力計的讀數(shù)是()圖圖9A.9NB.4NC.5ND.13N解析解析由題圖可知細線中拉力大小等于由題圖可知細線中拉力大小等于B的重力，而彈簧兩側的重力，而彈簧兩側受力相等，彈簧測力計的讀數(shù)等于彈簧測力計受到的拉力，所受力相等，彈簧測力計的讀數(shù)等于彈簧測力計受到的拉力，所以讀數(shù)為以讀數(shù)為4N。答案答案B4.(多選多選)如圖如圖10所示，水平輕桿的一端固定在墻上，輕繩與豎直方所示，水平輕桿的一端固定在墻上，輕繩與豎直方向的夾角為向的夾角為37，小球的重力為，小球的重力為12N，輕繩的拉力為，輕繩的拉力為10N，水，水平輕彈簧的拉力為平輕彈簧的拉力為9N，則輕桿對小球的作用力是，則輕桿對小球的作用力是()圖圖10A.大小為大小為5NB.大小為大小為10NC.方向與豎直方向成方向與豎直方向成37角向右上方角向右上方D.方向與豎直方向成方向與豎直方向成37角向右下方角向右下方答案答案AC5.畫出下圖中物體畫出下圖中物體A或結點或結點A或滑輪或滑輪A所受彈力的示意圖所受彈力的示意圖(所有接觸所有接觸面均光滑面均光滑)。答案答案小結巧記小結巧記2個概念個概念重力、彈力重力、彈力1個定律個定律胡克定律胡克定律Fkx2個方向個方向重力、彈力的方向重力、彈力的方向3種思想方法種思想方法假設法、條件法、狀態(tài)法假設法、條件法、狀態(tài)法3個模型個模型輕繩模型、輕彈簧模型、輕桿模型輕繩模型、輕彈簧模型、輕桿模型