第二章第1课时力重力弹力.docx
《第二章第1课时力重力弹力.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章第1课时力重力弹力.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
第二章第1课时力重力弹力
第二章相互作用第1课时 力、重力、弹力
考纲解读
1.掌握重力的大小、方向及重心概念.2.掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法.3.掌握胡克定律．
【课前案】
1．[对力的理解]关于力的概念，下列说法正确的是（ ）
A．一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力
B．力可以从一个物体传给另一个物体
C．只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用
D．一个受力物体可以不对其他物体施力
2．[对重力和重心的理解]下列关于重力和重心的说法正确的是（ ）
A．物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力
B．物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力
C．用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上
3．[画弹力的受力分析图]画出图1中物体A和B所受重力、弹力的示意图．（各接触面均光滑，各物体均静止）
图1
考点梳理
1．重力
（1）产生：
由于地球的吸引而使物体受到的力．
（2）大小：
G＝mg.
（3）g的特点
①在地球上同一地点g值是一个不变的常数．
②g值随着纬度的增大而增大．
③g值随着高度的增大而减小．
（4）方向：
竖直向下．
（5）重心
①相关因素：
物体的几何形状；物体的质量分布．
②位置确定：
质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定．
2．弹力
（1）形变：
物体形状或体积的变化叫形变．
（2）弹力
①定义：
发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用．
②产生条件：
物体相互接触；物体发生弹性形变．
（3）胡克定律
①内容：
弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比．
②表达式：
F＝kx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．
4．[利用假设法判断弹力是否存在]在下图中，a、b（a、b均处于静止状态）间一定有弹力的是（ ）
5．[胡克定律的应用]一根轻质弹簧，当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时，长度为L1；当它下端固定在水平地面上，上端压一重为G的物体时，其长度为L2，则它的劲度系数是（ ）
A.
B.
C.
D.
方法提炼
1．假设法判断弹力的有无
可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的状态，若能，则与接触物体间无弹力；若不能，则与接触物体间有弹力．
2．利用胡克定律求弹簧弹力的大小.
【课中案】
考点一 弹力有无及方向的判断
1．弹力有无的判断方法
（1）条件法：
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况．
（2）假设法：
对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定有弹力．
（3）状态法：
根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．
（4）替换法：
可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否维持原来的运动状态．
2．弹力方向的判断方法
（1）根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断．
（2）根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．
例1
画出图2中物体A受力的示意图．
突破训练1
画出下列各图中物体A所受弹力的示意图．（所有接触面均光滑）
考点二 弹力的分析与计算
例2
如图3所示，一光滑的半圆形碗固定在水平面上，质量
为m1的小球用轻绳跨过光滑碗连接质量分别为m2和m3的
物体，平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用，两绳与水平
方向夹角分别为60°、30°，则m1、m2、m3的比值为（ ）图3
A．1∶2∶3B．2∶
∶1
C．2∶1∶1D．2∶1∶
突破训练2
两个完全相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的
两根细线悬挂在水平天花板上的同一点O，再用长度相同的细线连
接A、B两小球，如图4所示．然后用一水平向右的力F拉小球A，
使三线均处于直线状态，此时OB线恰好位于竖直方向，且两小球图4
都静止，小球可视为质点，则拉力F的大小为（ ）
A．0B.
mgC.
mgD．mg
突破训练3
如图5所示，小车内放有一物体，物体刚好可放入车箱中，
小车在水平面上向右运动，下列说法正确的有（ ）
A．若小车做匀速运动，则物体只受两个力作用图5
B．若小车做匀加速运动，则物体受到车箱前壁的作用
C．若小车做匀减速运动，则物体受到车箱前壁的作用
D．若小车做匀速运动，则物体受三个力作用
考点三 含弹簧类弹力问题的分析与计算
中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有如下几个特性：
（1）弹力遵循胡克定律F＝kx，其中x是弹簧的形变量．
（2）轻：
即弹簧（或橡皮绳）的重力可视为零．
（3）弹簧既能受拉力，也能受压力（沿着弹簧的轴线），橡皮绳只能受拉力，不能受压力．
（4）由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们产生的弹力立即消失．
例3
如图6所示，倾角为θ的光滑斜面ABC放在水平面上，劲度
系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一
质量为m1的重物，最下端挂一质量为m2的重物，此时两重物处
于平衡状态，现把斜面ABC绕A点缓慢地顺时针旋转90°后，重图6
新达到平衡．试求m1、m2分别沿斜面移动的距离．
突破训练4
如图7所示，完全相同的、质量为m的A、B两球，用两根
等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，
静止不动时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的
长度被压缩了（ ）图7
A.
B.
C.
D.
4．滑轮模型与死结模型问题的分析
1．跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳两端张力大小相等．
2．死结模型：
如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这几段绳中的张力不一定相等．
3．同样要注意轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得，而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向．
例4
如图8所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住
一个质量为10kg的物体，∠ACB＝30°，g取10m/s2，求：
（1）轻绳AC段的张力FAC的大小；
（2）横梁BC对C端的支持力大小及方向．
突破训练5
若【例4】中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在
竖直墙上，如图9所示，轻绳AD拴接在C端，求：
（1）轻绳AC段的张力FAC的大小；
（2）轻杆BC对C端的支持力．
高考题组
1．（2010·课标全国·15）一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（ ）
A.
B.
C.
D.
模拟题组
2．如图10所示，两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点（如图甲所示）和跨过滑轮的轻绳BC上（如图乙所示），图甲中轻杆AB可绕A点转动，图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内，已知θ＝30°，则图甲中轻杆AB受到绳子的作用力F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为（ ）
图10
A．F1＝mg、F2＝
mgB．F1＝
mg、F2＝
mg
C．F1＝
mg、F2＝mgD．F1＝
mg、F2＝mg
3．如图11所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，
质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔
用力F拉住，细线与竖直方向夹角为θ，小球处于静止状态．设小球受
支持力为N，则下列关系正确的是（ ）
A．F＝2mgcosθB．F＝mgcosθ图11
C．N＝2mgD．N＝mg
5．如图12所示，重80N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一
根原长为10cm，劲度系数为1000N/m的弹簧，其一端固定在斜面
底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8cm，现用一测力计
沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25N，当弹簧图12
的长度仍为8cm时，测力计读数不可能为（ ）
A．10NB．20N
C．40ND．60N
【课后案】（限时：
30分钟）
►题组1 力、重力和弹力的理解
1．如图1所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（ ）
图1
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．重力的方向总是垂直向下的
C．物体重心的位置与物体形状或质量分布有关
D．力是使物体运动的原因
2．玩具汽车停在模型桥面上，如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变图2
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
3．如图3所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端
皆受到大小为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：
①弹簧的
左端固定在墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹
簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端
拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧质量都为图3
零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）
A．L2>L1B．L4>L3C．L1>L3D．L2＝L4
►题组2 弹力方向判断和大小的计算
4．如图4所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的
铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是
（ ）
A．球一定受墙的弹力且水平向左
B．球可能受墙的弹力且水平向左图4
C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上
D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上
5．如图5所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子
水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作
用力（ ）
A．大小为7.5N图5
B．大小为10N
C．方向与水平方向成53°角斜向右下方
D．方向与水平方向成53°角斜向左上方
6．如图6所示，重物的质量为m，轻细绳AO的A端和BO的B端
固定，平衡时AO水平，BO与水平方向的夹角为60°.AO的拉力
F1和BO的拉力F2与物体重力的大小关系是（ ）
A．F1>mgB．F1C．F2mg
7．如图7所示，两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，
小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两小球用长为2L的轻绳相连，
今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两小球沿竖直杆
向上匀速运动．则每个小球所受的拉力大小为（重力加速度为g）（ ）
A.
B．mg图7
C.
F/3D．F
8．如图8所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点
通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂
一个定滑轮（不计重力），某人用它匀速地提起重物．已知重物的质
量m＝30kg，人的质量M＝50kg，g取10m/s2.试求：
（1）此时地面对人的支持力的大小；
（2）轻杆BC和绳AB所受力的大小．图8
►题组3 弹簧弹力分析和计算
9．如图9所示，在一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的
弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连．设在某
一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若图9
忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是
（ ）
A．向右做加速运动B．向右做减速运动
C．向左做加速运动D．向左做减速运动
10．三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m
的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图10所示，其中a放在光滑水平
桌面上．开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止状态．现用水平
力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，图10
g取10m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（ ）
A．4cmB．6cmC．8cmD．10cm
11．如图11所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧
竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质
量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态．求：
（1）这时两弹簧的总长．
（2）若有一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两
弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力．图11
►题组4 “滑轮”模型和“死结”模型问题
12．如图12所示，质量为m的物体悬挂在轻质支架上，斜梁OB与竖直
方向的夹角为θ.设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别
为F1和F2，以下结果正确的是（ ）
A．F1＝mgsinθ
B．F1＝
图12
C．F2＝mgcosθ
D．F2＝
13．如图13所示，杆BC的B端用铰链接在竖直墙上，另一端C为一
滑轮．重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡．
若将绳的A端沿墙缓慢向下移（BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均
不计），则（ ）
A．绳的拉力增大，BC杆受绳的压力增大
B．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力增大图13
C．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力减小
D．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力不变
14．在如图14所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接．下列说法正确的是（ ）
图14
A．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙
B．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙
D．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁
升级会员 