高考導(dǎo)航 基礎(chǔ)課時(shí)3重力彈力 知識(shí)梳理 知識(shí)點(diǎn)一 重力1 產(chǎn)生 由于 的吸引而使物體受到的力 2 大小 與物體的質(zhì)量成 即G 可用 測(cè)量重力 3 方向 總是 的 4 重心 其位置與物體的 分布和 有關(guān) 5 重心位置的確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體 重心在其 對(duì)于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板 重心可用 確定 正比 mg 彈簧測(cè)力計(jì) 豎直向下 質(zhì)量 形狀 幾何中心 懸掛法 地球 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的引力 重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個(gè)分力 知識(shí)點(diǎn)二 形變 彈性 胡克定律1 形變物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變 2 彈性 1 彈性形變 有些物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠 的形變 2 彈性限度 當(dāng)形變超過一定限度時(shí) 撤去作用力后 物體不能完全恢復(fù)原來的 這個(gè)限度叫彈性限度 3 彈力 1 定義 發(fā)生彈性形變的物體 由于要 對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用 這種力叫做彈力 恢復(fù)原狀 形狀 恢復(fù)原狀 2 產(chǎn)生條件物體相互 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 4 胡克定律 1 內(nèi)容 彈簧發(fā)生 時(shí) 彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng) 或縮短 的長(zhǎng)度x成 2 表達(dá)式 F k是彈簧的 單位為N m k的大小由彈簧 決定 x是 但不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度 接觸 彈性形變 相反 彈性形變 正比 kx 自身性質(zhì) 形變量 勁度系數(shù) 思考 試分析圖1中半圓柱體上A B C三點(diǎn)所受的彈力方向 圖1 診斷自測(cè) 1 下列關(guān)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B 重力的方向總是指向地心C 用細(xì)線將重物懸掛起來 靜止時(shí)物體的重心一定在懸線所在的直線上D 重心就是物體所受重力的等效作用點(diǎn) 故重心一定在物體上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 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 重力的方向豎直向下 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 由平衡條件可知 細(xì)線拉力和重力平衡 重心在重力作用線上 選項(xiàng)C正確 重心位置跟物體的形狀 質(zhì)量分布有關(guān) 是重力的等效作用點(diǎn) 但不一定在物體上 如球殼 其重心就不在球殼上 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 C 2 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(duì)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(duì)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(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)木塊的支持力保持平衡D 木塊對(duì)桌面的壓力與木塊所受的重力大小相等 解析木塊放在水平桌面上保持靜止 木塊對(duì)桌面的壓力大小等于木塊重力的大小 但不能說木塊對(duì)桌面的壓力就是木塊的重力 因?yàn)閮烧弋a(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(xiàng)A錯(cuò)誤 木塊對(duì)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(xiàng)B錯(cuò)誤 木塊保持靜止是由于桌面對(duì)木塊的支持力與木塊受到的重力二力平衡 故選項(xiàng)C錯(cuò)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(duì)桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊重力的大小 故選項(xiàng)D正確 答案D 3 如圖2球A在斜面上 被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài) 關(guān)于球A所受的彈力 以下說法正確的是 圖2 A A物體僅受一個(gè)彈力作用 彈力的方向垂直斜面向上B A物體受兩個(gè)彈力作用 一個(gè)水平向左 一個(gè)垂直斜面向下C A物體受兩個(gè)彈力作用 一個(gè)水平向右 一個(gè)垂直斜面向上D A物體受三個(gè)彈力作用 一個(gè)水平向右 一個(gè)垂直斜面向上 一個(gè)豎直向下 解析球A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(gè)支持力 垂直斜面向上 擋板給它一個(gè)彈力 水平向右 故選項(xiàng)C正確 答案C 4 多選 彈簧的原長(zhǎng)為10cm 當(dāng)掛上一個(gè)50g的鉤碼時(shí) 彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?2cm 當(dāng)在原鉤碼下再掛一個(gè)同樣的鉤碼時(shí) 彈簧仍處于彈性限度內(nèi) 下列說法中正確的是 取g 10m s2 A 彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?4cmB 彈簧的勁度系數(shù)為25N mC 彈簧共伸長(zhǎng)了4cmD 彈簧共伸長(zhǎng)了2cm 答案BC 考點(diǎn)一彈力的有無及方向的判斷 例1 如圖3所示 固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為 在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球 下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中 正確的是 圖3 思路點(diǎn)撥 答案D 拓展延伸 在 例1 中 若小車以加速度a向左加速運(yùn)動(dòng) 求桿對(duì)球的作用力F的大小及方向 方法提煉1 彈力有無的判斷 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存在彈力 此方法多用來判斷形變較明顯的情況 2 假設(shè)法 對(duì)形變不明顯的情況 可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在 看物體能否保持原有的狀態(tài) 若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 則此處不存在彈力 若運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài) 利用牛頓第二定律或 共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在 2 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 2 根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向 變式訓(xùn)練 1 如圖4所示 在一個(gè)正方體的盒子中放有一個(gè)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(zhǎng)相等 盒子沿傾角為 的固定斜面滑動(dòng) 不計(jì)一切摩擦 下列說法中正確的是 圖4 A 無論盒子沿斜面上滑還是下滑 球都僅對(duì)盒子的下底面有壓力B 盒子沿斜面下滑時(shí) 球?qū)凶拥南碌酌婧陀覀?cè)面有壓力C 盒子沿斜面下滑時(shí) 球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力D 盒子沿斜面上滑時(shí) 球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力解析先以盒子和小球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)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a gsin 方向沿斜面向下 由于盒子和小球始終保持相對(duì)靜止 所以小球的加速度大小也是a gsin 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(cè)面提供彈力 故選項(xiàng)A正確 答案A 考點(diǎn)二彈力的計(jì)算 例2 如圖5所示 兩個(gè)彈簧的質(zhì)量不計(jì) 勁度系數(shù)分別為k1 k2 它們一端固定在質(zhì)量為m的物體上 另一端分別固定在Q P上 當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長(zhǎng) 若把固定的物體換為質(zhì)量為2m的物體 彈簧的長(zhǎng)度不變 且彈簧均在彈性限度內(nèi) 當(dāng)物體再次平衡時(shí) 物體比第一次平衡時(shí)的位置下降了x 則x為 圖5 答案A 方法提煉彈力大小計(jì)算的三種方法 1 根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解 2 根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解 3 根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解 變式訓(xùn)練 2 根據(jù)胡克定律求彈力 2016 湖北荊門調(diào)研 如圖6所示 將一輕質(zhì)彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上 然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè) 刻度尺的0刻線與彈簧上端對(duì)齊 使彈簧下端的指針恰好落在刻度尺上 當(dāng)彈簧下端掛一個(gè)50g的砝碼時(shí) 指針示數(shù)為L(zhǎng)1 3 40cm 當(dāng)彈簧下端掛兩個(gè)50g的砝碼時(shí) 指針示數(shù)為L(zhǎng)2 5 10cm g取9 8m s2 由此可知 圖6 A 彈簧的原長(zhǎng)是1 70cmB 僅由題給數(shù)據(jù)無法獲得彈簧的原長(zhǎng)C 彈簧的勁度系數(shù)是25N mD 由于彈簧的原長(zhǎng)未知 無法算出彈簧的勁度系數(shù)解析設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0 由胡克定律得k L1 L0 mg k L2 L0 2mg 解得L0 1 70cm k 29N m A正確 答案A 3 利用平衡條件求彈力 如圖7所示 輕彈簧兩端分別固定質(zhì)量為ma mb的小球a b 通過兩根細(xì)線將小球吊在水平天花板上 已知兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài) 兩細(xì)線與水平方向的夾角均為 彈簧軸線沿水平方向 以下說法正確的是 圖7 A a球所受細(xì)線的拉力大小為magsin B a b兩球所受細(xì)線的拉力大小不一定相等C b球所受彈簧彈力的大小為mbgtan D a b球的質(zhì)量大小關(guān)系一定滿足ma mb 答案D 1 多選 2016 上海普陀區(qū)期中 關(guān)于物體所受的重力 以下說法中正確的是 A 重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力 作用點(diǎn)就是重心 且重心一定在物體上B 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(cè)力計(jì)或天平直接測(cè)出D 在不同地點(diǎn) 質(zhì)量大的物體可能比質(zhì)量小的物體所受的重力小 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)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(diǎn) 對(duì)空心物體而言 重心可能就不在物體上 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 將物體由靜止釋放 只在重力作用下時(shí)自由下落 故重力的方向就是物體自由下落的方向 選項(xiàng)B正確 天平稱量的是物體的質(zhì)量而非重力 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 由公式G mg可知 重力G的大小由質(zhì)量m和重力加速度g共同決定 由于不同地點(diǎn)g值可能不同 因此選項(xiàng)D正確 答案BD 2 體育課上一學(xué)生在水平籃球場(chǎng)上拍籃球 如圖8所示 試分析籃球與水平地面作用時(shí) 地面對(duì)籃球的彈力方向 圖8A 斜左上B 斜右上C 豎直向上D 豎直向下解析地面對(duì)物體彈力方向一直都是垂直于地面向上的 C符合題意 答案C 3 2016 江蘇南京模擬 如圖9所示 物體A和B處于靜止?fàn)顟B(tài) 重力分別為9N和4N 不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線的重力 不考慮摩擦 彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)是 圖9A 9NB 4NC 5ND 13N解析由題圖可知細(xì)線中拉力大小等于B的重力 而彈簧兩側(cè)受力相等 彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于彈簧測(cè)力計(jì)受到的拉力 所以讀數(shù)為4N 答案B 4 多選 如圖10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37 小球的重力為12N 輕繩的拉力為10N 水平輕彈簧的拉力為9N 則輕桿對(duì)小球的作用力是 圖10A 大小為5NB 大小為10NC 方向與豎直方向成37 角向右上方D 方向與豎直方向成37 角向右下方 答案AC 5 畫出下圖中物體A或結(jié)點(diǎn)A或滑輪A所受彈力的示意圖 所有接觸面均光滑 答案 小結(jié)巧記2個(gè)概念 重力 彈力1個(gè)定律 胡克定律F kx2個(gè)方向 重力 彈力的方向3種思想方法 假設(shè)法 條件法 狀態(tài)法3個(gè)模型 輕繩模型 輕彈簧模型 輕桿模型