三年高考兩年模擬高考物理新課標(biāo)一輪復(fù)習(xí)課件第2章第1講重力彈力

1、課標(biāo)版 物理,第1講重力 彈力,一、力 1.定義:力是物體間的相互作用。 2.作用效果:改變物體的 或使物體發(fā)生 。 3.力的三要素: 、 、 。 4.基本特征 (1)物質(zhì)性:力不能脫離物體而獨立存在。 (2)相互性:物體間力的作用是 的,只要有作用力,就一定有對應(yīng)的 。 (3)獨立性:一個力作用于某個物體上產(chǎn)生的效果,與這個物體是否受到其他力的作用無關(guān)。,運動狀態(tài),形變,大小,方向,作用點,相互,反作用力,(4)矢量性:力既有大小,又有方向,力的運算遵循平行四邊形定則或三角形定則。 自測1下列說法正確的是() A.施力物體同時也是受力物體 B.只有直接接觸的物體間才有力的作用 C.用腳踢出去

2、的足球,在向前飛行的過程中,始終受到向前的力來維持它向前運動 D.甲用力把乙推倒,說明甲對乙的作用力在先,乙對甲的作用力在后 答案A力的作用不一定要直接接觸,例如地球與物體之間的萬有引力,選項B錯誤;力的作用離不開物體,用腳踢出去的足球,在向前飛行的過程中,球沒有受到向前的力來維持它向前運動,球是因為具有慣性,所以才向前運動,選項C錯誤;兩個物體之間的相互作用力是同時產(chǎn)生的,選項D錯誤。,二、重力 1.產(chǎn)生:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力。 2.大小:G=mg。 3.g的變化:重力加速度g會隨著緯度的增大而增大,隨著高度的增大而減小。 4.方向: 向下。 5.重心 (1)定義:為了研究方

3、便而人為認(rèn)定的重力的作用點。 (2)位置確定 a.質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體,重心在其 。,豎直,幾何中心,b.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 確定。 注意(1)重力的方向總是與當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪?不同地方水平面不同,其 垂直水平面向下的方向也就不同。 (2)重力的方向不一定指向地心。 自測2關(guān)于物體受到的重力,下列說法中正確的是() A.空氣不受重力作用 B.物體只有落向地面時才受到重力作用 C.將物體豎直向上拋出,物體在上升階段所受的重力比落向地面時小 D.物體所受重力的大小與物體的質(zhì)量有關(guān),與物體是否運動及怎樣運動無關(guān),懸掛法,答案D物體受到的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生

4、的,不管物體 是靜止還是運動,也不管物體是上升還是下降,無論物體是固態(tài)、液態(tài)還是氣態(tài),地球表面附近一切物體都受重力作用,選項A、B錯誤;重力大小與物體的質(zhì)量有關(guān),與運動狀態(tài)無關(guān),選項C錯誤、D正確。,三、彈力 1.彈力,kx,2.胡克定律 a.內(nèi)容:實驗表明,彈簧發(fā)生 時,彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比,即F=kx。 k稱為彈簧的勁度系數(shù),單位是牛頓每米,符號用N/m表示。一般來說,k越大,彈簧越“硬”;k越小,彈簧越“軟”。k的大小與彈簧的 、 、 、 等因素有關(guān)。 b.彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F-x圖像表示,如圖所示。,彈性形變,粗細(xì),長度,材料,匝數(shù),自測3(辨析題) (

5、1)物體所受彈力的方向與其形變方向相同。() (2)繩對物體的拉力方向總是豎直向上。() (3)桿的彈力不一定沿桿。() (4)彈簧彈力與其長度成正比() 答案(1)(2)(3)(4),自測4(2015廣東珠海六校第二次聯(lián)考)在日常生活及各項體育運動中,有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍,如圖所示的情況就是一個實例。當(dāng)運動員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點時,下列說法正確的是() A.跳板發(fā)生形變,運動員的腳沒有發(fā)生形變 B.運動員受到的支持力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的 C.此時跳板對運動員的支持力和運動員的重力等大 D.此時跳板對運動員的支持力大于運動員對跳板的壓力,答案B發(fā)生相互作用的物體均要發(fā)生形變,選項

6、A錯誤;發(fā)生彈性形變 的物體,為了恢復(fù)原狀,會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用,選項B正確;在最低點,跳板對運動員的支持力等于運動員對跳板的壓力,不等于運動員的重力,選項C、D錯誤。,自測5一根很輕的彈簧,在彈性限度內(nèi),當(dāng)它的伸長量為4.0 cm時,彈簧的彈力大小為8.0 N;當(dāng)它的壓縮量為1.0 cm時,該彈簧的彈力大小為() A.2.0 NB.4.0 NC.6.0 ND.8.0 N 答案A由胡克定律有F1=kx1,F2=kx2,代入x1=4.0 cm,F1=8.0 N,x2=1.0 cm, 可解得F2=2.0 N,選項A正確。,考點一力的基本概念、重力 1.注意力的矢量性、相互性、物質(zhì)性等特

7、征; 2.對于重力的方向不能說指向地球球心,只能說豎直向下,要清楚重力和萬有引力的關(guān)系; 3.重心是一個理想模型,是為研究重力對物體的宏觀作用效果而引入的等效作用點。,典例1(2015福建質(zhì)檢)(多選)關(guān)于力的概念,下列說法中正確的是() A.一個力一定能同時找到受力物體和施力物體 B.給出一個受力物體,可以同時找到幾個施力物體 C.放在桌面上的書本受到桌面對它向上的彈力,這是由于書本發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的 D.壓縮彈簧時,手先給彈簧一個壓力,等彈簧被壓縮一段距離后才反過來給手一個彈力 答案AB根據(jù)力的定義可知選項A正確;一個物體同時受到多個力的 作用時,該物體受到的每一個力對應(yīng)一個施力物體,選

8、項B正確;彈力是施力物體發(fā)生彈性形變而對受力物體的作用力,選項C中書本受到的彈力是由于桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的,選項C錯誤;壓縮彈簧時,手給彈簧的壓力與彈簧給手的彈力是一對作用力和反作用力,它們同時產(chǎn)生,選項D錯誤。,1-1孔明燈又叫天燈,相傳是由三國時的諸葛孔明(即諸葛亮)所發(fā)明。當(dāng)年,諸葛孔明被司馬懿圍困于平陽,無法派兵出城求救?？酌魉銣?zhǔn)風(fēng)向,制成會飄浮的紙燈籠,系上求救的信息,其后果然脫險,于是后世就稱這種燈籠為孔明燈?，F(xiàn)有一孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速上升,則此時孔明燈所受空氣作用力的大小和方向是() A.0 B.mg,東北偏上方向 C.mg,豎直向上D.mg東北偏上方向,答案C因

9、孔明燈勻速運動,則其受力平衡,根據(jù)二力平衡條件可知,孔 明燈所受空氣的作用力與重力大小相等、方向相反,與孔明燈運動方向無關(guān),選項C正確。,考點二彈力的分析和計算 1.彈力有無的判定 (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。 (2)假設(shè)法:對形變不明顯的情況,可假設(shè)兩個物體間彈力不存在,看物體能否保持原有的運動狀態(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。 (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共點力平衡條件判斷彈力是否存在。 (4)撤物法:將與研究對象接觸的物體撤掉,看研究對象能否維持原來的運動狀態(tài)。 2.彈力的方向的判斷方

10、法 (1)彈力的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。具體情況有以下幾種:,(2)由物體的運動狀態(tài)判斷彈力的方向,物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合。可根據(jù)物體的運動狀態(tài),先假設(shè)一個彈力的方向,由共點力的平衡條件或牛頓第二定律列方程,求出彈力。若所得結(jié)果為正值,其方向與假設(shè)方向相同;如果為負(fù)值,其方向與假設(shè)方向相反。,注意(1)繩對物體只能產(chǎn)生拉力,不能產(chǎn)生推力,且繩子彈力的方向一定 沿著繩子并指向繩子收縮的方向,這是由繩子本身的特點決定的。 (2)桿既可以產(chǎn)生拉力,也可以產(chǎn)生推力,彈力的方向可以沿桿,也可以不沿桿,這是桿和繩兩種模型的最大區(qū)別。 3.彈力大小計算的三

11、種方法: (1)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。 (3)根據(jù)胡克定律進行求解。,典例2(2015湖北武漢一模)如圖所示,小車上固定著一根彎成角的曲桿,桿的另一端固定著一質(zhì)量為m的小球。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水平向右加速運動。,答案(1)FN=mg方向豎直向上 (2)FN=m方向與豎直方向的夾角滿足 tan =且斜向右上方 解析以小球為研究對象,其受力情況為:重力和桿對它的彈力。 (1)當(dāng)小車靜止時,小球處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知:G與FN必為一對平衡力,即大小相等,方向相反,故彈力FN的大小等于mg,方向

12、豎直向上,如圖甲所示。,(2)當(dāng)小車以加速度a水平向右運動時,設(shè)彈力方向與豎直方向夾角為,如圖乙所示,根據(jù)牛頓第二定律有: FN sin =ma,FN cos =mg 解得FN=m tan =,可見,彈力FN的大小為m,方向與豎直方向的夾角滿足 tan =且 斜向右上方。,解答本題時應(yīng)注意以下三點: (1)桿對小球的彈力方向不一定沿桿; (2)小車靜止時,由平衡條件可以求解彈力的大小和方向; (3)小車加速運動時,可由牛頓第二定律求解彈力的大小和方向。,2-1如圖所示,已知小球靜止,甲中的細(xì)線豎直,乙中的細(xì)線傾斜,試判斷圖中小球所受彈力的方向。,答案甲圖中小球受細(xì)線向上的彈力;乙圖中小球受細(xì)線

13、斜向上的彈力 和斜面對其垂直于斜面向上的彈力。,解析小球除受重力外,還受其他力的作用,甲、乙兩圖中均可采用“假設(shè)法”分析:在兩圖中,若去掉細(xì)線,則小球?qū)⑾禄?故兩細(xì)線中均有沿細(xì)線方向的拉力;在甲圖中若去掉斜面體,小球仍能在原位置保持靜止?fàn)顟B(tài),則斜面與小球間無彈力;在乙圖中若去掉斜面體,則小球不會在原位置靜止,則斜面對小球有垂直斜面向上的彈力。,考點三活結(jié)與死結(jié)問題 1.跨過滑輪、光滑桿、光滑釘子的細(xì)繩的兩端張力的大小相等。 2.死結(jié)模型:如幾個繩端有“結(jié)點”,即幾段繩子系在一起,謂之“死結(jié)”,那么這幾段繩中的張力不一定相等。 3.同樣要注意輕質(zhì)固定桿的彈力方向不一定沿桿的方向,彈力的方向需要結(jié)

14、合平衡方程或牛頓第二定律求得,而輕質(zhì)活動桿中的彈力方向一定沿桿的方向。,典例3如圖所示,輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為10 kg的物體,ACB=30,g取10 m/s2,求: (1)輕繩AC段的張力FAC的大小; (2)橫梁BC對C端的支持力大小及方向。,答案(1)100 N (2)100 N方向與水平方向成30角斜向右上方 解析物體M處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件可判斷,與物體相連的輕繩的 拉力大小等于物體的重力大小,取C點為研究對象,進行受力分析,如圖所示。,(1)圖中輕繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M的物體,物體處于平衡狀態(tài),繩AC段的拉力大小為: FAC=FCD=Mg

15、=1010 N=100 N (2)由幾何關(guān)系得:FC=FAC=Mg=100 N 方向與水平方向成30 角斜向右上方,(1)一般情況下,插入墻中的桿屬于固定桿,彈力方向不一定沿桿,而用鉸鏈相連的桿屬于活動桿,彈力方向一定沿桿。 (2)力學(xué)中的幾個理想模型,3-1若將上面例題中的橫梁BC換為水平輕桿,且B端用鉸鏈固定在豎直墻上,如圖所示,輕繩AD拴接在C端,求: (1)輕繩AC段的張力FAC的大小; (2)輕桿BC對C端的支持力。,答案(1)200 N(2)173 N,方向水平向右 解析物體M處于平衡狀態(tài),與物體相連的輕繩的拉力大小等于物體的 重力,取C點為研究對象,進行受力分析,如圖所示。 (1

16、)由FAC sin 30=FCD=Mg得: FAC=2Mg=21010 N=200 N (2)由FAC cos 30-FC=0 解得FC=2Mg cos 30=Mg173 N 方向水平向右,考點四胡克定律的應(yīng)用 在中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩”都是理想模型,在其彈性限度內(nèi)遵從胡克定律,解答相關(guān)問題時要注意以下幾點: (1)彈力遵循胡克定律F=kx,其中x是彈簧的形變量。 (2)胡克定律推論式F=kx,其中F是彈簧的彈力的變化量,x是彈簧的形變量的變化量。,(3)沒有特別說明時,彈簧(或橡皮繩)的質(zhì)量不計,此種情況下彈簧兩端對外的彈力等大、反向。 (4)彈簧既能受到拉力作用,也能受到壓力作用(

17、沿著彈簧的軸線),橡皮繩只能受到拉力作用,不能受到壓力作用。 (5)由于彈簧和橡皮繩受到力的作用時,其形變較大,發(fā)生形變需要一段時間,所以彈簧和橡皮繩中的彈力不能突變,但當(dāng)彈簧和橡皮繩被剪斷時,它們產(chǎn)生的彈力則立即消失。,典例4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,上面木塊壓在下面彈簧上(但不拴接),整個系統(tǒng)處于平衡 狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊,直到它剛離開上面的彈簧。在此過程 中下面木塊移動的距離為() A.B.C.D. 答案D根據(jù)胡克定律,在沒有施加外力向上提時,下面的彈簧被壓縮 的長度為:x2=。在用力緩慢向上提m1直至m1剛離開上面彈簧時, 下面的彈簧仍被壓縮,壓縮量為x2=。所以在此過程中,下面木塊移動的 距離為:x2-x2=,選項C正確。,