專(zhuān)題復(fù)習(xí)一---------力重力彈力

1、高 三 物 理專(zhuān)題復(fù)習(xí)一-力、重力、彈力【高考要求】高考主要考察三類(lèi)問(wèn)題：（一）摩擦力（二）物體平衡（三）共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成正確解決本章問(wèn)題，必須做到：（1）在明確重力、彈力、摩擦力的產(chǎn)生條件及其三要素的基礎(chǔ)上對(duì)物體正確的受力分析（2）利用力的合成及分解的手段，以物體的平衡條件為工具，判定某力的有、無(wú)、方向及求出某力的大?。?）理解力矩的定義、會(huì)用力矩平衡方程求力等問(wèn)題。專(zhuān)題復(fù)習(xí)一-力、重力、彈力【復(fù)習(xí)要求】掌握力的概念；重點(diǎn)掌握重力、彈力的產(chǎn)生條件，大小、方向和作用點(diǎn)，會(huì)在受力分析中分析重力和彈力?！緩?fù)習(xí)過(guò)程】1 力的概念：力是物體對(duì)物體的“作用”力的作用是相互的（滿足牛頓第三定律）力的“作

2、用”可以是直接接觸型的（彈力、摩擦力），也可以是非直接接觸型的（各種場(chǎng)力）力的作用效果分靜力效果（形變）和動(dòng)力效果（產(chǎn)生加速度滿足牛頓第二定律）力的描述：力的圖示和力的示意圖2重力、彈力和摩擦力是力學(xué)中按照力性質(zhì)來(lái)分的三種基本力。三種力的對(duì)比分析種類(lèi)產(chǎn)生的條件方向作用點(diǎn)大小備注重力無(wú)豎直向下重心遠(yuǎn)程力彈力接觸、形變垂直接觸面（或繩子的收縮方向）接觸點(diǎn)（不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)效果時(shí)可移到重心）與材料和形變度有關(guān)，彈簧特例本質(zhì)是分子力摩擦力接觸、形變、相對(duì)滑動(dòng)或有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)與相對(duì)滑動(dòng)（或相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)）反向接觸點(diǎn)（不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)效果時(shí)可移到重心）滑動(dòng)摩擦力滿足：求解本質(zhì)是分子力說(shuō)明：（1）豎直方向特指與水平面

3、垂直，豎直向下即與水平面垂直向下(也是重錘線的方向)（2）重心可以不在物體上（3）不論什么場(chǎng)合, 彈力的方向總是垂直于接觸面的,“垂直”是幾何學(xué)中的一個(gè)概念,進(jìn)行彈力方向的分析,要有一個(gè)較好的幾何學(xué)基礎(chǔ),具體地說(shuō):當(dāng)點(diǎn)和面接觸時(shí),彈力垂直于接觸面并通過(guò)接觸點(diǎn)(例如桿子一端與地面接觸)；當(dāng)面和面接觸時(shí),彈力同時(shí)垂直于這兩個(gè)面(例如物體放在水平地面上)；當(dāng)點(diǎn)和曲面接觸時(shí),彈力垂直于過(guò)該接觸點(diǎn)的曲面的切面。（4）壓力與重力不同概念上的區(qū)別：壓力屬于彈力，重力屬于引力。數(shù)值上的區(qū)別：壓力不總等于重力 。壓力大小等于重力的情形必須水平面上的物體沒(méi)有豎直方向的加速度時(shí)才成立當(dāng)物體在豎直方向有加速度時(shí)將出現(xiàn)

4、超重或失重現(xiàn)象斜面上的物體對(duì)斜面的壓力也不總是等于3受力分析 （1）受力分析的意義物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化與物體的受到的合力緊密聯(lián)系在一起的，為了求得合力，必須弄清物體到底受到幾個(gè)力，大小和方向，包括作用點(diǎn)如何？學(xué)習(xí)力學(xué)首先必須通過(guò)受力分析關(guān)，應(yīng)不遺余力地訓(xùn)練受力分析，確保受力分析的正確性。（2）力分析的步驟 確定受力分析對(duì)象 先重力、后彈力、再摩擦力的順序進(jìn)行分析 畫(huà)出力的示意圖，標(biāo)好代表力的符號(hào)，有多個(gè)同種力時(shí)，用腳標(biāo)加以區(qū)分 注意復(fù)查受力分析的正確性4共點(diǎn)力作用下物體的平衡（1）共點(diǎn)力的定義如果幾個(gè)力的作用點(diǎn)或作用線相交于一點(diǎn)，這樣的幾個(gè)力稱(chēng)為共點(diǎn)力。理解作用點(diǎn)共點(diǎn)時(shí)一般沒(méi)有問(wèn)題，而通過(guò)力的

5、作用點(diǎn)的沿著力的方向的線稱(chēng)為力的作用線，而作用線相交于一點(diǎn)時(shí)，是共點(diǎn)力更普遍的情況。（2）平衡的定義共點(diǎn)力作用下物體的平衡的定義是指：物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)。也可以簡(jiǎn)單認(rèn)為物體的加速度等于零。但不能簡(jiǎn)單認(rèn)為物體的速度等于零就是平衡，因?yàn)槲矬w的速度等于零時(shí)，物體的加速度不一定等于零。例如：作豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度等于零而加速度等于，并不平衡。再如：作初速度等于零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，初始狀態(tài)時(shí)，速度等于零但加速度不等于零，所以初始狀態(tài)時(shí)，物體并不平衡。（4）平衡條件由以上物體平衡的定義可知，共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是物體受到的合外力等于零，寫(xiě)成方程形式為或。如果物

6、體在某一個(gè)方向上平衡則這個(gè)方向上滿足上述方程如果物體在兩個(gè)力作用下平衡則兩力的大小相等、方向相反作用在一條直線上稱(chēng)為二力平衡如果一個(gè)物體在三個(gè)力作用下平衡則這三個(gè)力構(gòu)成的線段一定構(gòu)成一個(gè)封閉的三角形即必須滿足（式中之所以可以取等號(hào)是指這三個(gè)力在一直線上的特例此時(shí)三角形退化為一直線）。（5）平衡條件的應(yīng)用步驟共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用主要是計(jì)算未知的力，另外也可以計(jì)算角度等幾何量，或作必要的力學(xué)設(shè)計(jì)。應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件處理問(wèn)題時(shí)，一般需遵循類(lèi)似于牛頓第二定律所遵循的解題步驟，即： 確定研究對(duì)象(質(zhì)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)或整體) 進(jìn)行完整的受力分析 確定正交坐標(biāo)系 列出平衡方程， 解方程得結(jié)果，必要時(shí)對(duì)結(jié)論進(jìn)行討論。

7、說(shuō)明：共點(diǎn)力平衡條件是一個(gè)方程，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的公式。初中學(xué)習(xí)物理時(shí)，由于問(wèn)題的簡(jiǎn)單性，一般直接代公式就可以解決問(wèn)題了，高中階段研究的物理問(wèn)題，一般都有一定的難度，同學(xué)們要有一個(gè)列方程求解的意識(shí)，而不能老是停留在寫(xiě)公式，代入計(jì)算的層次。我們以靜摩擦力為例來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)。靜摩擦力是沒(méi)有公式可以直接計(jì)算的，一般要利用平衡條件或牛頓第二定律來(lái)處理。例如物體在若干個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中第個(gè)是靜摩擦力，根據(jù)平衡條件得方程，進(jìn)一步可以改寫(xiě)成為，解此方程得。對(duì)于沒(méi)有公式可以直接計(jì)算的力或某些未知力，一般都應(yīng)該按照上述思路來(lái)處理?！纠}訓(xùn)練】例1 如圖所示，質(zhì)量為的物體置于水平地面上，受到一個(gè)與水平面方

8、向成角的拉力作用，恰好作勻速直線運(yùn)動(dòng)，則物體與水平面間的摩擦系數(shù)為 【 】 ABCD解析 由于物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，故滿足平衡條件，作出物體的受力分析圖如圖所示，水平方向的平衡方程為，豎直方向的平衡方程為，根據(jù)滑動(dòng)摩擦定律得，解得所以本題的正確選項(xiàng)是B例2 兩根長(zhǎng)度相等的輕繩，下端懸掛一質(zhì)量為的物體，上端分別固定在水平天花板上的、點(diǎn)，、兩點(diǎn)的距離為，如圖所示，已知兩繩所能經(jīng)受的最大拉力均為，問(wèn)每根繩子的長(zhǎng)度至少為多大？解析 以質(zhì)量為的物體為研究對(duì)象，進(jìn)行完整的受力分析，見(jiàn)圖4-9，設(shè)兩根繩子與豎直方向的夾角為，則兩根繩子的合力應(yīng)豎直向上，大小等于物體的重力，物體才能處于平衡狀態(tài)由幾何關(guān)系可知繩子

9、的長(zhǎng)度滿足由（1）可知，角越大，繩中的拉力就越大；由（2）可知，角越大時(shí)，繩子的長(zhǎng)度越小，即最小的繩子長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)著最大的繩子拉力，繩子的最小長(zhǎng)度滿足：，由（3）得拓展 本題為1993年全國(guó)高考題，它以共點(diǎn)力平衡為背景，增添了幾何上計(jì)算最小繩子長(zhǎng)度的知識(shí)，可以說(shuō)主要是考查了應(yīng)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的能力，單一地考查共點(diǎn)力平衡的知識(shí)是較少的，一般會(huì)結(jié)合摩擦力、幾何學(xué)等進(jìn)行考查用和兩根繩懸掛一小輕環(huán)，、兩點(diǎn)在同一水平面上，如圖4-10所示，相距為，長(zhǎng)厘米，最多能承受的拉力，長(zhǎng)，最多能承受拉力，問(wèn)小環(huán)下面最多能懸掛多重的物體？【參考答案：，提示：對(duì)小環(huán)進(jìn)行受力分析，由于兩段繩子能夠承受的最大拉力不等，當(dāng)一根

10、繩子達(dá)到最大拉力時(shí)，另一根繩子中的拉力應(yīng)還沒(méi)有達(dá)到最大拉力，這時(shí)對(duì)應(yīng)的物體重力即為最大重力。】例3 如圖所示，長(zhǎng)的繩子的兩端分別系于豎立在地面上相距為的兩桿的頂端、繩子上掛一個(gè)光滑的輕質(zhì)掛鉤，其下端連著一個(gè)重為的物體，求平衡時(shí)繩中的張力（拉力）為多大？解析 “光滑的掛鉤”提示我們：物體掛到繩子上后將沿著繩子滑動(dòng)，直到找到平衡位置，最終靜止在該位置；由于是同一根繩子，所以各處的拉力大小相等，物體要平衡，兩段繩子與豎直方向的夾角必須相等.如圖所示為平衡點(diǎn)的受力分析圖，由對(duì)稱(chēng)性可知，繩長(zhǎng)，所以答：平衡時(shí)繩中的張力為。拓展 本題關(guān)鍵在于審題，其中光滑的掛鉤隱含著豐富的物理含義，審題過(guò)程中要善于挖掘隱含

11、條件。如圖4-12所示，重為的均勻鏈條，兩端用等長(zhǎng)的輕繩連接，掛在等高的地方，繩與水平方向成角，試求：(1)繩子張力；(2)鏈條最低點(diǎn)的張力?！緟⒖即鸢福?1) (2)。提示：第一問(wèn)中取整個(gè)鏈條為對(duì)象，應(yīng)用共點(diǎn)力平衡處理，第二問(wèn)中取左半段或右半段鏈條為對(duì)象，最低點(diǎn)時(shí)，鏈條中的張力沿著水平方向?！快柟叹毩?xí)1.水平地面上靜置一重為100N的物體，用60N豎直向上的力拉它，此物體受到的合力為 【 】 A0 B40N C60N D160N 2.如圖1極限承受力為200牛的細(xì)繩AB兩端分別固定在兩堵墻上.繩上C處固定一重物P，使AC段處于水平，BC段與豎直墻成60角.那么重物P的最大重力 【 】A不能超

12、過(guò)100牛 B不能超過(guò)400牛C若重力超過(guò)允許的最大值，BC段先斷D若重力超過(guò)允許的最大值，AC段先斷3.一根質(zhì)量不計(jì)且不可伸長(zhǎng)的繩子，兩端固定在等高的A，B兩點(diǎn)上.把一個(gè)重物P用一小動(dòng)滑輪掛在繩上，可在繩上作無(wú)摩擦的滑動(dòng)，如圖2所示.P處于平衡時(shí)繩中拉力為T(mén)1.現(xiàn)保持A端不動(dòng)，把B端沿PB方向移至B，且繩長(zhǎng)大于AB的直線距離.當(dāng)P再次平衡時(shí)，繩中拉力為T(mén)2.則前后二次繩中拉力的關(guān)系有 【 】AT1T2； BT1T2；CT1T2；D重新平衡后兩邊繩的張力不等，不能比較. 4.一個(gè)水平放置的圓盒底面光滑，側(cè)壁粗糙，在圓盒中心有一豎直軸把一個(gè)物塊放在底面上并緊靠側(cè)壁（如圖3）當(dāng)物塊隨圓盒一起繞中心

13、軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（物塊與盒之間相對(duì)靜止），物塊除受重力和底面支持力外，還受 【 】A側(cè)壁壓力 B側(cè)壁壓力和摩擦力，摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相同 C側(cè)壁壓力和摩擦力，摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反D不受其他的力5.如圖4，物體P、Q用輕繩連接后跨過(guò)定滑輪，物體P靜止在傾角為37角的斜放木板上,Q懸掛著已知P、Q的質(zhì)量mP 、mQ 大小的關(guān)系為mQ = 3 mP/4 今將斜放木板的傾角從37增到45，物體P仍保持靜止而沒(méi)有滑動(dòng)，若不計(jì)滑輪處的摩擦，則下列說(shuō)法中正確的是 【 】A繩子的張力將變大 B物體P受到的靜摩擦力將變小C物體對(duì)斜板的壓力將變小D繩子張力和物體P受到的摩擦力均不變6.用兩根等長(zhǎng)的輕繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的

14、小球兩懸點(diǎn)在同一水平面上，相距為d若兩繩可承受的最大拉力為T(mén)那么兩繩的長(zhǎng)度都不得小于_參看圖57氫氣球重力不計(jì)，空氣對(duì)它的浮力為，用細(xì)線拴住時(shí)，由于受水平風(fēng)力的作用，細(xì)線偏離豎直方向370角，sin3700.6.則細(xì)線的拉力是 ，水平風(fēng)力是 8.如圖6，的方向豎直向下，大小為，作用在重的木塊上，木塊靜止在傾角300的固定斜角上木塊對(duì)斜面的靜摩擦力大小、方向分別是 . 9如圖7所示，一個(gè)重為的物體被懸掛以后，再對(duì)物體施加一個(gè)大小一定的作用力（），使物體在某一位置重新獲得平衡，若不計(jì)懸線質(zhì)量，求懸線與豎直方向的最大夾角滿足關(guān)系 10輕彈簧長(zhǎng)cm，端固定在重的物體上，該物體放在傾角為300的斜面上，如圖8所示，手執(zhí)端，使彈簧與斜面平行，當(dāng)彈簧和物體沿斜面勻速下滑時(shí)，彈簧長(zhǎng)變?yōu)?0cm；當(dāng)彈簧和物體沿斜面勻速上滑