【物理】高三第一輪復習——力重力彈力.ppt

重力和彈力 2010高考物理專題復習 一 概念復習 1 力的概念 1 力是物體和物體間的 力不能脫離物體而獨立存在 相互作用 2 力的作用效果 使物體發(fā)生 或使物體發(fā)生變化 形變 運動狀態(tài) 3 力是矢量 是力的三要素 大小 方向 作用點 用一根帶箭頭的線段表示力的大小 方向 作用點的方法 就是力的圖示 問 兩個物體間有相互作用就一定有相互接觸嗎 試舉例說明 4 力的單位 測量工具是 牛頓 測力計 5 力的分類 重力 彈力 摩擦力 分子力 電磁力 核力等是按分類的 壓力 支持力 動力 阻力 向心力 回復力等是按分類的 力的性質(zhì) 力的效果 問 浮力是按什么命名的力 6 力的基本性質(zhì) 力的物質(zhì)性 力不能離開物體單獨存在 力的相互性 力的作用是相互的 力的矢量性 力是矢量 既有大小也有方向 力的獨立性 一個力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個物體是否同時受其它力作用無關 施力物體和受力物體 力總是成對出現(xiàn)的 施力物體同時也是受力物體 受力物體同時也是施力物體 力的運算遵從平行四邊形定則 自然界中最基本的相互作用是 引力相互作用 電磁相互作用 強相互作用 弱相互作用 常見的重力是萬有引力在地球表面附近的表現(xiàn) 常見的彈力 摩擦力是由電磁力引起的 例 關于力的說法正確的是 a 只有相互接觸的物體間才有力的作用b 物體受到力的作用 運動狀態(tài)一定改變c 施力物體一定受力的作用d 豎直向上拋出的物體 物體豎直上升 是因為豎直方向上受到升力的作用 c 2 重力 1 重力是由于對物體的吸引而使物體受到的力 地球 2 大小 在地球上不同位置 同一物體的重力大小略有不同 g mg 3 方向 豎直向下 4 重心 重力的 等效作用點 重心相對物體的位置由物體的分布決定 質(zhì)量分布 形狀的物體的重心在物體的幾何中心 形狀和質(zhì)量 均勻 規(guī)則 重力大小不僅與物體質(zhì)量有關 還與物體所處的位置 高度有關 問1 重心一定在物體上嗎 問2 能用天平測重力的大小嗎 例1 下列關于重心的說法 正確的是 a 重心就是物體上最重的一點b 形狀規(guī)則的物體重心必與其幾何中心重合c 直鐵絲被彎曲后 重心便不在中點 但一定還在該鐵絲上d 重心是物體的各部分所受重力的合力的作用點 解析 重力的作用點就是物體重心 但重心并不一定在物體上 如粗細均勻的鐵絲被彎曲成圓 其重心在圓心處 而不在物體上 重心的位置不但與物體形狀有關 而且與其質(zhì)量分布是否均勻有關 d 例2 如圖所示 一個空心均勻球殼里面注滿水 球的正下方有一個小孔 當水由小孔慢慢流出的過程中 空心球殼和水的共同重心將會a 一直下降b 一直上升c 先升高后降低d 先降低后升高 d 例3 關于重力的說法正確的是 a 物體重力的大小與物體的運動狀態(tài)有關 當物體處于超重狀態(tài)時重力大 當物體處于失重狀態(tài)時 物體的重力小b 重力的方向跟支承面垂直c 重力的作用點是物體的重心d 重力的方向是垂直向下 c 3 彈力 1 直接接觸的物體間由于發(fā)生而產(chǎn)生的力 彈性形變 2 產(chǎn)生條件 兩物體 物體發(fā)生 直接接觸 彈性形變 3 彈力方向的確定 壓力 支持力的方向總是于接觸面 若接觸面是曲則于過接觸點的切面 指向被壓或被的物體 繩的拉力方向總是沿繩指向繩的方向 桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向 可由物體平衡條件判斷方向 垂直 垂直 支持 收縮 4 彈力大小的確定 彈簧在彈性限度內(nèi)彈力的大小遵循胡克定律 f 一般情況下應根據(jù)物體的運動狀態(tài) 利用牛頓定律或平衡條件來計算 kx 二 題型分析 1 彈力方向判斷 彈力方向與物體形變的方向相反 作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上 常見的幾種情況 彈簧兩端的彈力方向 輕繩的彈力方向 面與面接觸的彈力方向 點與面接觸的彈力方向 桿受力有拉伸 壓縮 彎曲 扭轉(zhuǎn)形變與之對應 桿的彈力方向具有多向性 不一定沿桿方向 若輕桿兩端受到拉伸或擠壓時會出現(xiàn)拉力或壓力 拉力或壓力的方向沿桿方向 因為此時只有輕桿兩端受力 在這兩個力作用下桿處于平衡狀態(tài) 則這兩個力必為平衡力 必共線 即沿桿的方向 1 根據(jù)物體產(chǎn)生形變的方向判斷 2 根據(jù)物體運動情況 利用平衡條件或動力學規(guī)律判斷 例1 標出各物體在a b c處所受的支持力的方向 例2 圖中a b c為三個物塊 m n為兩個輕質(zhì)彈簧 r為跨過定滑輪的輕繩 它們連接如圖并處于平衡狀態(tài)a 有可能n處于拉伸狀態(tài)而m處于壓縮狀態(tài)b 有可能n處于壓縮狀態(tài)而m處于拉伸狀態(tài)c 有可能n處于不伸不縮狀態(tài)而m處于拉伸狀態(tài)d 有可能n處于拉伸狀態(tài)而m處于不伸不縮狀態(tài) ad 例3 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的球 試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向 1 小車靜止 2 小車以加速度a水平向右運動 解 1 物體平衡 受二力 二力平衡 故 n mg 方向豎直向上 2 選小球為研究對象 運動狀況是加速 合力方向與加速度方向一致 受力分析 規(guī)律總結 根據(jù)物體運動情況 利用牛頓第二定律判斷 關鍵在于先判定加速度方向 從而確定合力方向 例1 如圖所示 均勻的球靜止于墻角 若豎直的墻面是光滑的 而水平的地面是粗糙的 試分析均勻球的受力情況 2 彈力有無的判斷 撤墻假設 1 條件判據(jù) g n 2 假設撤墻 球仍靜止 3 由此判斷 無t 撤墻假設 不明智 1 物塊a b疊放于水平面 2 撤去a b仍靜止 3 由此判斷 a對b無壓力 f 1 假設有t 向右加速 2 為使平衡 應有f 3 如有f 球?qū)⑥D(zhuǎn)動 4 無f 無t 正確思路 分析除彈力以外其它力的合力 看該合力是否滿足給定的運動狀態(tài) 若不滿足 則存在彈力 若滿足則不存在彈力 例2 如圖所示 細繩豎直拉緊 小球和光滑斜面接觸 并處于平衡狀態(tài) 則小球的受力是 a 重力 繩的拉力b 重力 繩的的拉力 斜面的彈力c 重力 斜面的彈力d 繩的拉力 斜面的彈力 a 例3 一塊鐵板折成如圖形狀 光滑的球置于水平面bc上 鐵板和球一起 1 向右加速運動 2 沿垂直ab斜向上勻速運動問 ab對球有無彈力 1 有 2 無 3 彈力大小的計算 1 一般彈力的大小沒有現(xiàn)成公式 只能利用物體的平衡條件或動力學規(guī)律求解彈力大小 例1 如圖所示 一根彈性桿的一端固定在傾角300的斜面上 桿的另一端固定一個重量為2n的小球 小球處于靜止狀態(tài)時 桿對小球的彈力 a 大小為2n 方向平行于斜面向上b 大小為1n 方向平行于斜面向上c 大小為2n 方向垂直于斜面向上d 大小為2n 方向豎直向上 d 例2 如圖所示 三根質(zhì)量和形狀都相同的光滑圓柱體 擱在兩墻角上 它們的重心位置不同 將它們的重心畫在同一截面上 重心的位置分別用1 2 3標出 重心2與圓心o重合 三個重心位置均在同一豎直線上 f1f2f3分別為三根圓柱體對墻的壓力 則 a b c d a f f g 例3 如圖所示 有一箱裝得很滿的土豆 以一定的初速度在動摩擦因數(shù)為 的水平地面上做勻減速運動 不計其他外力及空氣阻力 則中間一質(zhì)量為m的土豆a受到其他土豆對它的作用大小應是 a mgb mgc mgd mg 1 c 2 胡克定律 用于求彈簧產(chǎn)生的彈力或遵循胡克定律的橡皮條的彈力 在彈性限度內(nèi)彈力的變化量與形變量的變化量成正比 公式 f kx k為勁度系數(shù) x為形變量 或 f k x 例1 一個彈簧秤 由于更換彈簧 不能直接在原來的刻度上準確讀數(shù) 經(jīng)測試 不掛重物時 示數(shù)為2n 掛100n的重物時 示數(shù)為92n 彈簧仍在彈性限度內(nèi) 那么當讀數(shù)為20n時 所掛物體的實際重力為n 20 解析 設該彈簧秤刻度板上相差1n的兩條刻度線的距離為a 其勁度系數(shù)為k 由胡克定律得 當掛100n重物時有 100 k 92 2 a 當示數(shù)為20n時有 g k 20 2 a 由 聯(lián)立方程組可得g 20n 例2 如圖所示 兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2 兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2上面木塊壓在上面的彈簧上 但不拴接 整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊 直到它剛離開上面彈簧 在這過程中下面木塊移動的距離為 a b c d c 例3 a b兩個物塊的重力分別是ga 3n gb 4n 彈簧的重力不計 整個裝置沿豎直方向處于靜止狀態(tài) 這時彈簧的彈力f 2n 則天花板受到的拉力和地板受到的壓力 有可能是 a 1n 6nb 5n 6nc 1n 2nd 5n 2n ad 解析 彈簧的彈力為2n 有兩種可能情形 彈簧處于拉伸狀態(tài) 彈簧處于壓縮狀態(tài) 因此 應有兩組解 規(guī)律總結 彈簧本身的特點決定了當彈簧處于拉伸和壓縮時彈簧都能產(chǎn)生彈力 若無特殊指明 應考慮兩種情況 例4 用手拉k1上端a 使它緩慢上移 當乙中彈力為原來的2 3時 甲上端移動的距離為多少 例5 s1和s2表示勁度系數(shù)分別為k1和k2兩根輕質(zhì)彈簧 k1 k2 a和b表示質(zhì)量分別為ma和mb的兩個小物塊 ma mb 將彈簧與物塊按圖示方式懸掛起來 現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最大則應使 a s1在上 a在上b s1在上 b在上c s2在上 a在上d s2在上 b在上 d 例6 一根大彈簧內(nèi)套一根小彈簧 小彈簧比大彈簧長0 2m 它們的一端固定 另一端自由 如圖所示 求這兩根彈簧的勁度系數(shù)k1 小彈簧 和k2 大彈簧 分別為多少 k1 100n mk2 200n m 三 解題注意點 1 彈簧秤的讀數(shù) 輕彈簧鉤子上受的力即為彈簧秤的讀數(shù) 5n 5n 讀數(shù) f 5n 平衡狀態(tài) 加速上升 5n 讀數(shù) 5n 例 如圖所示 四個完全相同的彈簧都處于水平位置 它們的右端受到大小皆為f的拉力作用 而左端的情況各不相同 中彈簧的左端固定在墻上 中彈簧的左端受大小也為f的拉力作用 中彈簧的左端拴一小物塊 物塊在光滑的桌面上滑動 中彈簧的左端拴一小物塊 物塊在有摩擦的桌面上滑動 若認為彈簧的質(zhì)量都為零 以l1 l2 l3 l4依次表示四個彈簧的伸長量 試比較l1 l2 l3 l4 l1 l2 l3 l4 2 區(qū)別彈簧與剛性繩 剪斷1繩瞬間a球所受合力 剪斷1繩瞬間b球所受合力 a b 彈簧 發(fā)生的是宏觀形變 恢復需要時間 剛性繩 發(fā)生的是微小形變 外力消失時 形變能立即消失 3 區(qū)別一根繩和兩根繩 1 同一根繩中張力處處相等 從p移到q 繩中張力如何變