高一物理人教版必修1學(xué)案第三章1-第1課時(shí)重力與彈力

第三章相互作用力——力1．重力與彈力第1課時(shí)重力與彈力雨滴從空中落到地上，但地上的水卻不會(huì)憑空升到空中；彈弓可以將彈珠發(fā)射出去，彈弓拉得越滿則彈珠射得越遠(yuǎn)……這些都是我們生活中司空見慣的現(xiàn)象，但卻曾困擾哲學(xué)家長達(dá)數(shù)百年之久。直到牛頓系統(tǒng)地提出了“力”的概念，這些現(xiàn)象才從根本上得以解釋。那么生活中都有哪些常見的力？它們分別如何產(chǎn)生，又都有哪些特點(diǎn)呢？帶著這些疑問我們一起開始本節(jié)課的學(xué)習(xí)。教師在講授本節(jié)內(nèi)容時(shí)，建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)。1．《重力和彈力》這一節(jié)是力學(xué)的基礎(chǔ)，是研究靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的必備知識(shí)。2．重力的產(chǎn)生和三要素較為簡(jiǎn)單，可以由學(xué)生通過預(yù)習(xí)或討論的方式自主得出。3．彈力的產(chǎn)生和方向是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)?！凹僭O(shè)法”是判斷彈力是否存在的常用方法，要求學(xué)生必須能夠熟練運(yùn)用。根據(jù)彈力產(chǎn)生的不同類型，分析“面面”、“點(diǎn)面”、“點(diǎn)點(diǎn)”接觸以及輕繩和輕桿上的彈力方向。4．結(jié)合實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生得出彈簧彈力和形變量的關(guān)系，并且會(huì)使用胡克定律解決實(shí)際問題。5．本節(jié)內(nèi)容貼近生活，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以適當(dāng)?shù)靥砑訉W(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)。尤其是“利用放大法觀察桌面形變”，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，趣味性很強(qiáng)?！菊n程標(biāo)準(zhǔn)】1.認(rèn)識(shí)重力。2．認(rèn)識(shí)彈力。3．通過實(shí)驗(yàn)，了解胡克定律?！舅仞B(yǎng)目標(biāo)】一、重力1．產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力。2．重力的三要素：大小G＝mg，g是自由落體加速度方向豎直向下作用點(diǎn)重心g的單位既可以是N/kg，又可以是m/s2，且1N/kg＝1m/s2。3．重心：(1)定義：一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)。(2)決定因素：①物體的形狀；②物體的質(zhì)量分布。(3)確定重心的方法：①形狀規(guī)則且質(zhì)量分布均勻的物體，重心在幾何中心上。②對(duì)形狀不規(guī)則的物體，用懸掛法。4．力的表示方法：(1)力的圖示：用一條帶箭頭的線段來表示力的三要素。(2)力的示意圖：只用一條帶箭頭的線段來表示力的方向和作用點(diǎn)。二、彈力1．形變：：物體在外力的作用下形狀或體積會(huì)發(fā)生改變。2．定義：發(fā)生形變的物體，要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用。撐竿跳運(yùn)動(dòng)員是借助什么力跳到了常人難以達(dá)到的高度？提示：竿對(duì)人向上的彈力。3.產(chǎn)生條件：(1)兩物體直接接觸；(2)兩物體接觸處發(fā)生彈性形變。4．彈力的方向：彈力的方向總是與施力物體的形變方向相反(選填“相同”或“相反”)。具體表現(xiàn)為：(1)壓力和支持力的方向都垂直于物體的接觸面，并且指向受力物體(選填“施力物體”或“受力物體”)。(2)繩的拉力方向總是沿著繩子而指向繩子收縮的方向。三、胡克定律1．彈性形變：物體在發(fā)生形變后，如果撤去作用力能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫作彈性形變。2．彈性限度：如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫作彈性限度。3．胡克定律：(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。(2)公式：F＝kx，式中k叫作彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，符號(hào)是N/m。4．勁度系數(shù)：(1)意義：彈簧的勁度系數(shù)大小反映了彈簧的軟硬程度。(2)彈簧勁度系數(shù)與彈簧軟硬的關(guān)系：勁度系數(shù)越大，彈簧越硬；勁度系數(shù)越小，彈簧越軟。某同學(xué)學(xué)習(xí)重力和彈力后，總結(jié)出以下結(jié)論：①地球上所有物體的重力的施力物體都是地球。②重力的方向也可以表述為指向地心。③重心是物體重力的作用點(diǎn)，重心一定在物體上。④發(fā)生形變后的物體撤去外力后都能夠恢復(fù)原狀。⑤海綿受擠壓會(huì)發(fā)生形變，桌面受擠壓不會(huì)發(fā)生形變。⑥靜止在水平地面上的物體受到向上的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變。⑦由F＝kx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧的長度成正比。你的判斷：正確的結(jié)論有①⑥。1.建筑工人在施工時(shí)總會(huì)用如圖所示的裝置檢測(cè)墻壁，該裝置我們稱之為“重垂線”。思考：為什么使用重垂線能檢測(cè)墻壁是否豎直？提示：因?yàn)橹亓Ψ较蚴冀K豎直向下。2．鍛煉身體用的拉力器，并列裝有五根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40cm，某人用600N的力把它拉長至160思考：由以上條件可知，每根彈簧的勁度系數(shù)為多少？提示：100N/m。一、重力和重心(物理觀念——相互作用觀念)根據(jù)課本我們已經(jīng)掌握了“懸掛法”測(cè)量物體重心的方法，自己動(dòng)手測(cè)量一些生活中常見物體的重心，觀察現(xiàn)象并思考：物體重心的位置受哪些因素影響？物體的重心一定在物體上嗎？提示：物體的形狀和質(zhì)量分布；物體的重心不一定在物體上。1．重力與吸引力：重力的大小不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力。2．重力的大?。?1)與質(zhì)量的關(guān)系：在同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比，即G＝mg。(2)影響因素：在不同地點(diǎn)，同一物體的重力隨緯度的增加而增大，隨海拔高度增加而減小。3．重力的方向：重力的方向始終豎直向下，不能將重力的方向描述為“垂直向下”“向下”“指向地心”等。4．重心的理解：(1)重心是重力的等效作用點(diǎn)。(2)重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。(3)重心在物體上的位置與物體的空間位置、放置狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)情況無關(guān)。5．重心位置的決定因素：(1)物體質(zhì)量分布情況。(2)物體的形狀。【典例】關(guān)于物體的重力和重心，下列說法正確的是()A．物體所受的重力是由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的，所以方向總是垂直于地面向下B．同一物體在地球上的不同位置，當(dāng)用不同的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量時(shí)其所受重力大小是不同的，當(dāng)用同一彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量時(shí)所受重力大小一定相同C．物體的重心就是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)D．形狀規(guī)則的物體(如正方體)，其重心一定在其幾何中心處【解析】選C。重力的方向?yàn)樨Q直向下而不是垂直地面向下，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；同一物體在地球上不同位置所受重力不同，與測(cè)力計(jì)無關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；重心為物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)，故C項(xiàng)正確；重心的位置與物體的形狀與質(zhì)量分布是否均勻有關(guān)，如果質(zhì)量分布不均勻，僅有規(guī)則幾何外形，其重心也不一定在幾何中心上，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。重心不僅與物體的形狀有關(guān)，還與質(zhì)量分布的是否均勻有關(guān)1．(2021·杭州高一檢測(cè))如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A.走鋼絲的過程中，演員往往手拿一根很長的木棍，為了調(diào)節(jié)演員自身重心的位置B．運(yùn)動(dòng)員在跳水的過程中，其重心在體內(nèi)的位置不變C．“馬踏飛燕”是我國古代雕塑藝術(shù)的稀世之寶，飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)轳R的重心位置和飛燕在一條豎直線上D．質(zhì)量均勻分布的直角形薄板的重心位于薄板之外【解析】選B。在走鋼絲過程中，演員往往手拿一根很長的木棍，主要是調(diào)節(jié)他自身重心的位置，以便時(shí)時(shí)保持平衡；當(dāng)他的重心移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，就可以避免其傾倒，故A正確；運(yùn)動(dòng)員在跳水的過程中，運(yùn)動(dòng)員的身體彎曲程度發(fā)生變化，所以其重心的位置在改變，故B錯(cuò)誤；飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛翔的燕子上，和馬跑得快慢沒關(guān)系，和馬蹄的大小沒關(guān)系，而是因?yàn)轳R處于平衡狀態(tài)，飛燕對(duì)馬的支持力和馬的重力在一條豎直線上，故C正確；只有形狀規(guī)則，質(zhì)量分布均勻的物體，重心才在物體的幾何中心上，所以質(zhì)量均勻分布的直角形薄板的重心位于薄板之外，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選B。2．關(guān)于重心，下列說法正確的是()A．重心就是物體內(nèi)最重的一點(diǎn)B．物體發(fā)生形變時(shí)，其重心位置一定不變C．物體升高時(shí)，其重心在空間的位置一定不變D．采用背越式跳高的運(yùn)動(dòng)員在越過橫桿時(shí)，其重心位置可能在橫桿之下【解析】選D。重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在其幾何中心處，把一根質(zhì)量分布均勻的直鐵棒彎成圓后，重心由原來在物體上變到在圓心處，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；物體升高時(shí)，重心在空間的位置變化與否看具體情形，如某人從一樓上升到五樓，其重心升高，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；重心的位置和物體的質(zhì)量分布及形狀都有關(guān)，故D項(xiàng)正確?！景胃哳}組】1.如圖所示，“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高度智慧、豐富想象、浪漫主義精神和高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶，是我國古代雕塑藝術(shù)的稀世珍寶，飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上，是因?yàn)?)A．馬跑得快的緣故B．馬蹄大的緣故C．馬的重心在飛燕上D．馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上【解析】選D。飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛翔的燕子上，和馬跑得快慢無關(guān)，和馬蹄的大小也無關(guān)，而是因?yàn)轱w燕對(duì)馬的支持力和馬的重力在一條豎直線上，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；根據(jù)馬的形態(tài)可知，馬的重心不會(huì)在飛燕上，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．關(guān)于重力的大小及重心的位置，以下說法正確的是()A．重力是物體本身具有的力，大小與物體的質(zhì)量成正比B．靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力大小一定小于其所受的重力大小C．重力只作用在物體的重心上，重心的位置總在物體的幾何中心處D．重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的施力物體是地球【解析】選D。重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，而不是物體本身具有的力，施力物體是地球，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；靜止在水平面上的物體，對(duì)水平面的壓力大小等于物體的重力大小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布均有關(guān)，只有形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布時(shí)，重心的位置才在物體的幾何中心處，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。二、力的圖示和力的示意圖(科學(xué)思維——科學(xué)推理)甲、乙描述的是“三毛”拉車的情景。哪幅圖畫出的是拉力的圖示？哪幅圖是拉力的示意圖？為什么？提示：甲圖是拉力的圖示，因?yàn)橛袠?biāo)度；乙圖是拉力的示意圖，它沒有標(biāo)度。1．力的圖示與力的示意圖的區(qū)別：(1)力的圖示能表示力的三要素，精確表示力時(shí)經(jīng)常用到。(2)力的示意圖只能表示力的作用點(diǎn)和方向，在對(duì)物體的受力情況進(jìn)行分析時(shí)經(jīng)常用到。2．力的圖示與力的示意圖的畫法：作圖步驟力的圖示力的示意圖選標(biāo)度選定標(biāo)度(用某一長度的線段表示一定大小的力)無需選標(biāo)度畫線段從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一線段，根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段長度從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一適當(dāng)長度的線段標(biāo)方向在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向在線段的末端標(biāo)出箭頭，表示方向最終效果【典例】如圖所示，靜止的木塊對(duì)桌面的壓力為6N，試畫出壓力的圖示；并畫出木塊所受重力和支持力的示意圖。【解題探究】(1)分析木塊對(duì)桌面的壓力時(shí)，誰是施力物體？誰是受力物體？提示：木塊是施力物體，桌面是受力物體。(2)力的圖示和示意圖最主要的區(qū)別是什么？提示：力的圖示需要表示出力的大小，力的示意圖不用表示力的大小?！窘馕觥?1)畫力的圖示時(shí)，要按照以下步驟進(jìn)行：①選定標(biāo)度→選適當(dāng)長度的線段表示2N的力。②確定線段→從作用點(diǎn)起沿力的方向畫一線段，線段長短按標(biāo)度和力的大小畫，線段標(biāo)上刻度。如圖甲所示，從O點(diǎn)豎直向下畫一條三倍于標(biāo)度的線段。③標(biāo)注方向→在線段上加箭頭表示力的方向。為了簡(jiǎn)便，也可以依照?qǐng)D乙來畫。(2)畫力的示意圖時(shí)，只需畫出力的作用點(diǎn)和方向，對(duì)線段的長短沒有嚴(yán)格要求。圖丙為木塊所受重力和支持力的示意圖，也可以依照?qǐng)D丁那樣用一個(gè)點(diǎn)表示木塊，畫出重力和支持力的示意圖。答案：見解析“四定三標(biāo)”法作力的圖示(1)“四定”是指：一定標(biāo)度：根據(jù)力的大小確定合適的標(biāo)度，一般使力的大小是標(biāo)度的2～5倍。如果在同一個(gè)圖中要同時(shí)作出幾個(gè)力的圖示，則標(biāo)度應(yīng)一致。二定作用點(diǎn)：習(xí)慣上作用點(diǎn)確定在物體的幾何中心。三定作用線：以力的作用點(diǎn)為起點(diǎn)，沿力的方向畫一條線段。四定線段長度：根據(jù)力的大小與所選標(biāo)度的倍數(shù)在作用線上確定線段的具體長度。(2)“三標(biāo)”是指：一標(biāo)力的方向：線段的末端標(biāo)出箭頭，箭頭的方向表示力的方向。二標(biāo)力的符號(hào)：不同的力用相應(yīng)的符號(hào)標(biāo)出來，以示區(qū)別。三標(biāo)力的大?。河袝r(shí)需要在箭頭附近標(biāo)出力的大小及單位。1．(多選)一個(gè)重20N的物體沿著斜面下滑，如圖所示，關(guān)于物體所受重力的圖示不正確的是()【解析】選B、C。重力的方向總是豎直向下即垂直于水平面向下，不一定與接觸面垂直；另外，選取不同的標(biāo)度，力的圖示會(huì)有所不同，故A、D圖示正確，B、C則不正確。2.某人通過細(xì)繩用大小為50N的力F斜向上與水平方向呈30°角拉物塊A，試畫出拉力F的圖示，并指出受力物體與施力物體?！窘馕觥慨嬃Φ膱D示時(shí)，先選好標(biāo)度：比如以5mm長的線段表示10N的力，則拉力F共長25mm，用A點(diǎn)代表物塊A，即力的作用點(diǎn)，最后標(biāo)上箭頭指明拉力的方向，即得力答案：物塊A細(xì)繩【拔高題組】1．如圖為F1、F2兩個(gè)力的圖示，它們的大小關(guān)系是()A.F1<F2 B．F1>F2C．F1＝F2 D．無法判斷【解析】選D。因?yàn)椴恢兰?、乙兩個(gè)力的圖示中，每一個(gè)力的標(biāo)度是多少，所以無法比較甲、乙兩個(gè)力的大小，故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。2．(多選)表格中分別表示了A、B、C、D四個(gè)力的圖示，其中正確的是()題號(hào)力的圖示施力物體受力物體A地球燈繩B地球熱氣球C鐵錘道釘D書本桌面A.重3N的電燈受到燈繩的拉力B．靜止在空中所受重力是2500N的熱氣球受到的重力C．鐵錘對(duì)道釘豎直向下的大小為2.5×103N的打擊力D．重5N的書對(duì)水平桌面的壓力【解析】選B、C。四種情況下各力的圖示長度都是明確的。燈繩對(duì)電燈的拉力，施力物體是繩，受力物體是電燈，且方向豎直向上，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B、C選項(xiàng)中力的圖示所表示的力的方向、大小及作用點(diǎn)都正確，故B、C項(xiàng)正確；D選項(xiàng)中力的圖示的作用點(diǎn)不應(yīng)畫在書上，應(yīng)畫于桌面上，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。三、彈力的產(chǎn)生和方向彈力的方向(物理觀念——相互作用觀念)太陽能被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的新能源。隨著科技的進(jìn)步，太陽能已經(jīng)逐漸進(jìn)入人們的生活中，隨處可見的太陽能路燈為大家的生活提供了更多的便利。其結(jié)構(gòu)主要包括：路燈燈桿、太陽能電池板、LED燈以及其他的輔助電路。思考：太陽能電池板和LED燈所受彈力方向如何？提示：兩者所受彈力均豎直向上。1．彈力的方向：彈力的方向總是跟引起物體形變的外力方向相反，跟施力物體的形變方向相反。2．彈力方向的判定方法：類型方向圖示接觸方式面與面垂直于公共接觸面指向被支持物體點(diǎn)與面過點(diǎn)垂直于面點(diǎn)與點(diǎn)垂直于切面輕繩沿繩并指向繩收縮的方向輕桿可沿桿可不沿桿輕彈簧沿彈簧形變的反方向與球面接觸的彈力方向或反向延長線方向必定過圓心?！镜淅?】在如圖所示的各圖中畫出物體P受到的各接觸點(diǎn)或接觸面對(duì)它的彈力的示意圖，各圖中物體P均處于靜止?fàn)顟B(tài)。【解析】甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上；乙中P與斜面的接觸面為平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；丙中A、B兩點(diǎn)都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心，所以A點(diǎn)彈力方向水平向右，B點(diǎn)彈力方向垂直于斜面指向左上方，且都過球心；丁中A點(diǎn)屬于點(diǎn)與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上，且必過球心O，B點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿向上。答案：它們所受彈力的示意圖如圖所示：彈力有無的判斷(科學(xué)思維——科學(xué)推理)現(xiàn)實(shí)生活中，很多物體的形變量都很小，無法直接觀察，比如一個(gè)緊靠在墻角的籃球。思考：該籃球是否受到墻面的彈力？應(yīng)該如何判斷呢？提示：不受墻面的彈力?？梢允褂眉僭O(shè)法。1．產(chǎn)生彈力必備的兩個(gè)條件：(1)兩物體間相互接觸。(2)發(fā)生彈性形變。2．判斷彈力有無的兩種常見方法：(1)直接判斷：對(duì)于形變較明顯的情況，可根據(jù)彈力產(chǎn)生條件直接判斷。(2)“假設(shè)法”判斷：對(duì)于形變不明顯的情況，可用“假設(shè)法”進(jìn)行判斷。①假設(shè)無彈力：假設(shè)撤去接觸面，看物體能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間無彈力作用；否則，有彈力作用。②假設(shè)有彈力：假設(shè)接觸物體間有彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖，判斷受力情況與所處狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，則不存在彈力；若不矛盾，則存在彈力。在圖中，假設(shè)a處有彈力，則無法使球處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以假設(shè)不成立，故a處無彈力。【典例2】(多選)如圖所示，圖中的物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到彈力作用的說法正確的是()A.圖甲中地面是光滑水平的，A與B間存在彈力B．圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為α、β，A對(duì)兩斜面均有壓力的作用C．圖丙中A受到斜面B對(duì)它的彈力的作用D．圖丁中A受到斜面B對(duì)它的彈力的作用【解題探究】(1)在圖甲、乙、丙、丁中，若將B物體或斜面撤去，A球能否保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)？提示：甲、丁圖可以保持靜止，乙、丙圖不能。(2)在圖甲、乙、丙、丁中，若假設(shè)B物體或斜面與A球有彈力，A球能否保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)？提示：乙、丙圖可以保持靜止，甲、丁圖不能。【解析】選B、C。圖甲中對(duì)A進(jìn)行受力分析，A球受重力和地面的彈力的作用，二力平衡，A球靜止，不可能再受到B對(duì)A的彈力作用，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙中采用假設(shè)法，若去掉左側(cè)的斜面，A將運(yùn)動(dòng)，若去掉右側(cè)的斜面，A也將運(yùn)動(dòng)，所以球A對(duì)兩斜面均有壓力的作用，故B項(xiàng)正確；圖丙中若去掉斜面B，則小球A無法在原位置保持靜止，所以丙圖中小球受到斜面B的彈力，故C項(xiàng)正確；D選項(xiàng)中假設(shè)斜面B對(duì)小球A有彈力作用，則小球A不能在豎直方向保持靜止，所以丁圖中小球不受斜面彈力的作用，故D項(xiàng)錯(cuò)誤?！镜淅泳殹?多選)如圖所示，一小球用三根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1、3傾斜，繩2恰好豎直，則小球所受的作用力可能有()A．2個(gè)B．3個(gè)C．4個(gè)D．5個(gè)【解析】選A、B、C。小球受重力，可能繩2有拉力，繩1、3恰好無拉力，故A項(xiàng)正確；可能繩1、3有拉力，繩2恰好無拉力，故B項(xiàng)正確；可能繩1、2、3均有拉力，故C項(xiàng)正確。1.(2021·金華高一檢測(cè))玩具汽車停在模型橋面上，如圖所示，下列說法正確的是()A．橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變B．汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力C．汽車受向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變D．汽車受向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了形變【解析】選C。彈性形變指物體形變之后撤去外力能完全恢復(fù)原來形狀的形變，模型橋受到向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變，故A錯(cuò)誤，B也錯(cuò)誤。汽車受到向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變，故C正確，D錯(cuò)誤。2．圖中物體a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，a、b間一定有彈力的是()【解析】選B。A圖中對(duì)物體a而言受重力、豎直向上的拉力，如果b對(duì)a有彈力，方向水平向左，那么a受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B圖中對(duì)物體a而言受重力、斜向上的拉力，如果b對(duì)a沒有彈力，那么a受到的二力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故B項(xiàng)正確；C圖中若水平地面光滑，對(duì)b而言受重力，豎直向上的支持力，如果a對(duì)b有彈力，方向水平向右，那么b受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D圖中對(duì)a而言受重力，豎直向上的拉力，如果b對(duì)a有彈力，方向垂直斜面向上，那么a受到的三力不能平衡，與a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)矛盾，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。【拔高題組】1．如圖所示，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()A．球A僅受一個(gè)彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B．球A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．球A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．球A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】選C。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)壓力，水平向右，故選項(xiàng)C正確。2．已知圖中的球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，球是光滑的，請(qǐng)畫出它們所受彈力的示意圖。答案：如圖所示四、胡克定律(物理觀念——相互作用觀念)日常生活中有很多具有彈性的物體，如各種彈簧、橡皮筋、頭繩等。用力拉伸這些物體，它們就會(huì)發(fā)生明顯的形變。思考：主觀感受一下這些物體產(chǎn)生的彈力與哪些因素有關(guān)。提示：形變量和物體本身的“硬度”。內(nèi)容彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比公式F＝kx適用條件彈簧發(fā)生彈性形變且在彈性限度內(nèi)推論ΔF＝kΔx圖像(1)意義：彈力F與形變量x的關(guān)系(2)形狀：過原點(diǎn)的傾斜的直線(3)斜率：勁度系數(shù)k注意事項(xiàng)(1)應(yīng)用胡克定律時(shí)，要注意彈簧是伸長還是壓縮；(2)x是彈簧的形變量，不是彈簧的長度胡克定律不僅適用于彈簧、橡皮條、彈性繩等，物體的彈力計(jì)算也成立?！镜淅坑蓪?shí)驗(yàn)測(cè)得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度l的關(guān)系圖像如圖所示，求：(1)該彈簧的原長；(2)該彈簧的勁度系數(shù)。程序內(nèi)容提取信息(1)當(dāng)l＝15cm時(shí)，F(xiàn)＝0(2)當(dāng)l＝25cm時(shí)，F(xiàn)＝50N選擇規(guī)律(1)當(dāng)彈力為零時(shí)，彈簧處于原長。(2)利用胡克定律求彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(F,x)。(3)彈簧的形變量x＝l－l0【解析】(1)彈簧不產(chǎn)生彈力時(shí)的長度等于原長，由題圖可知該彈簧的原長為l0＝15cm(2)據(jù)F＝kx得勁度系數(shù)：k＝eq\f(F,x)＝eq\f(ΔF,Δl)，由題圖可知，該彈簧伸長Δl＝25cm－15cm＝10cm時(shí)，彈力ΔF＝50N。所以k＝eq\f(ΔF,Δl)＝eq\f(50,10×10－2)N/m＝500N/m。答案：(1)15cm(2)500N/1．如圖甲、乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線的重力及一切摩擦不計(jì)，物重G＝1N，則彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)分別為()A.1N，0B．0，1NC．2N，1ND．1N，1N【解析】選D。彈力F是指彈簧一端所受的力，題圖中彈簧測(cè)力計(jì)A、B的受力情況是一樣的，都是左右兩端各受1N的拉力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)都是1N，故D項(xiàng)正確。2．測(cè)得一只彈簧測(cè)力計(jì)3N和5N兩刻度線之間的距離為2.5cm(1)這只彈簧測(cè)力計(jì)的勁度系數(shù)。(2)這只彈簧測(cè)力計(jì)3N刻度線與零刻度線之間的距離?！窘馕觥?1)設(shè)3N和5N刻度線與零刻度線間的距離分別是x1、x2，則Δx＝x2－x1＝2.5cmΔF＝F2－F1＝2N根據(jù)胡克定律得k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(2,2.5×10－2)N/m＝80N/m。(2)因?yàn)镕1＝kx1所以x1＝eq\f(F1,k)＝eq\f(3,80)m＝0.0375m＝3.75cm即3N刻度線與零刻度線之間的距離是3.75cm答案：(1)80N/m(2)3.75【拔高題組】一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它上端固定，下端懸掛重為G的物體時(shí)，長度為L1；當(dāng)它下端固定在水平地面上，上端壓一重為2G的物體時(shí)，其長度為L2。則它的勁度系數(shù)是(設(shè)彈簧始終在彈性限度內(nèi))()A．eq\f(G,L1)B．eq\f(2G,L2)C．eq\f(3G,L1－L2)D．eq\f(G,3（L1－L2）)【解析】選C。設(shè)彈簧的原長為L0，勁度系數(shù)為k，則當(dāng)彈簧拉伸時(shí)根據(jù)胡克定律得：G＝k(L1－L0)，彈簧壓縮時(shí)2G＝k(L0－L2)，聯(lián)立兩式得：k＝eq\f(3G,L1－L2)，故C項(xiàng)正確。【拓展例題】考查內(nèi)容：多彈簧問題【典例】一個(gè)長度為L的輕彈簧，將其上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí)，彈簧的總長度變?yōu)?L?，F(xiàn)將兩個(gè)這樣的彈簧按如圖所示方式連接，A、B兩小球的質(zhì)量均為m，則兩小球平衡時(shí)，B小球距懸點(diǎn)O的距離為(不考慮小球的大小，且彈簧都在彈性限度內(nèi))()A．3LB．4LC．5LD．6L【解析】選C。一根彈簧，掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí)，彈簧的總長度變?yōu)?L，即伸長L，勁度系數(shù)k＝eq\f(mg,L)。若兩個(gè)小球如題圖所示懸掛，則下面的彈簧也伸長L，上面的彈簧受力2mg，伸長2L，則彈簧的總長為L＋L＋L＋2L＝5L，故選項(xiàng)C正確。緊張刺激的“蹦極運(yùn)動(dòng)”蹦極(BungeeJumping)，也叫機(jī)索跳，白話叫笨豬跳，是近些年來新興的一項(xiàng)非常刺激的戶外休閑活動(dòng)。跳躍者站在約40米以上(相當(dāng)于10層樓)綁在跳躍者踝部的彈性繩很長，足以使跳躍者在空中享受幾秒鐘的“自由落體”。當(dāng)人體落到離地面一定距離時(shí)，彈性繩被拉開、繃緊、阻止人體繼續(xù)下落，當(dāng)?shù)竭_(dá)最低點(diǎn)時(shí)再次彈起，人被拉起，隨后，又落下，這樣反復(fù)多次直到停下來為止，這就是蹦極的全過程。綜合上述材料思考，在整個(gè)蹦極的過程中彈性繩的彈力是如何變化的呢？提示：從跳躍者跳下到彈性繩達(dá)到原長的過程中，彈性繩的彈力為零。隨后彈性繩伸長，彈力逐漸增大。當(dāng)達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，彈性繩的彈力最大。然后人被再次彈起，彈力逐漸減小，落下的過程中彈力再次增加，但在最低點(diǎn)的彈力將比第一次小。如此往復(fù)，直到最后停下來時(shí)，彈性繩的彈力大小等于人的重力。1．(水平1)關(guān)于重力的大小和方向，下列說法中正確的是()A．在地球表面上的物體都要受到重力作用，所受到的重力與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，也不管是否受其他力的作用B．在地球表面各處的重力方向都是相同的C．物體所受重力的大小一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力大小D．對(duì)某一物體而言，其重力的大小總是一個(gè)恒量，不因物體從赤道移到兩極而變化【解析】選A。在地球上的物體都要受到重力作用，所受的重力與它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與是否受其他力也無關(guān)，故A項(xiàng)正確；物體的重力大小在同一地點(diǎn)是恒定的，不同地點(diǎn)可能是變化的，比如在地球上不同的高度或不同的緯度同一物體的重力不同，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；重力是由地球?qū)ξ矬w的吸引力產(chǎn)生的，但是由于地球自轉(zhuǎn)的影響，兩者有一定的差別，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(水平1)體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖所示。下列關(guān)于斜臺(tái)對(duì)足球的彈力的方向，說法正確的是()A．沿v1的方向B．先沿v1的方向，后沿v2的方向C．沿v2的方向D．沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向【解析】選D。支持力是彈力，方向總是垂直于接觸面，并指向被支持物，所以斜臺(tái)對(duì)足球的彈力方向?yàn)榇怪庇谛迸_(tái)斜向左上方，故D項(xiàng)正確。3.(水平2)如圖所示，足球運(yùn)動(dòng)員用腳踩在足球上面，讓足球保持靜止，下列說法正確的是()A．人對(duì)足球施加的壓力，就是運(yùn)動(dòng)員右腳的重力B．如果足球氣打得足一點(diǎn)，足球可能不發(fā)生形變C．足球?qū)Φ孛娴膲毫κ亲闱虬l(fā)生彈性形變引起的D．人對(duì)足球施加了壓力，足球沒有對(duì)人施加作用力【解析】選C。人對(duì)足球施加的壓力與運(yùn)動(dòng)員右腳的重力是兩種不同性質(zhì)的力，不能說人對(duì)足球施加的壓力，就是運(yùn)動(dòng)員右腳的重力，