2020年高考物理一轮复习 第2章 试题解析6力 重力 弹力 9页

第二章　相互作用 学案6 力　重力　弹力 ‎ ‎ 一、概念规律题组 ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力 B．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的 C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在 D．网球运动员用力击球，网球受力后飞出，网球受力的施力物体不再是人 ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大 B．在空中飞行的物体不受重力作用 C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变 D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变 ‎3．关于物体的重心，下列说法不正确的是(　　)‎ A．物体的重心不一定在物体上 B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心 C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变 D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变 ‎4．关于弹力，下面说法不正确的是(　　)‎ A．两个弹性物体相互接触不一定会产生弹力 B．静止在水平面上的物体，对水平面的压力就是物体的重力 C．产生弹力的物体一定发生弹性形变 D．弹力的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹力越大 二、思想方法题组 图1‎ ‎5．如图1所示，一个被吊着的均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口．在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会(　　)‎ A．一直下降 B．一直不变 C．先下降后上升 D．先上升后下降 ‎6．如下图所示的情景中，两个物体a、b(a、b均处于静止状态，接触面光滑)间一定有弹力的是(　　)‎ 9‎ 一、重力与重心 ‎1．重力大小G＝mg.重力的大小与运动状态无关，与所处的纬度和高度有关．因重力加速度随纬度的减小而减小，随高度的增加而减小，故同一物体的重力在赤道处最小，并随高度增加而减小．‎ ‎2．重力的方向总是“竖直向下”的，但并不一定“垂直地面”，也不一定指向地心．‎ ‎3．重力是由于地球的吸引而产生的，但重力并不等于地球的引力，它实际上是万有引力的一个分力．‎ ‎4．重心的位置与物体的形状和质量分布有关，不一定在物体上．‎ ‎【例1】 病人在医院里输液时，液体一滴一滴从玻璃瓶中滴下，在液体不断滴下的过程中，玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将(　　)‎ A．一直下降 B．一直上升 C．先降后升 D．先升后降 ‎[规范思维] [针对训练1]　如图2所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想像、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为(　　)‎ 图2‎ A．马跑得快的缘故 B．马蹄大的缘故 C．马的重心在飞燕上 D．马的重心位置与飞燕在一条竖直线上 二、弹力方向的判断及其大小的计算 ‎1．弹力有无的判断 ‎(1)根据弹力产生的条件直接判断．‎ ‎(2)利用假设法判断 对于形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，看物体还能否保持原有的状态．‎ ‎(3)根据物体的运动状态分析 依据物体的运动状态，由物体的受力平衡(或牛顿第二定律)列方程，或者定性判断弹力是否存在及弹力的方向．‎ ‎2．弹力的方向 弹力 弹力的方向 弹簧两端的弹力 与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向 轻绳的弹力 沿绳指向绳收缩的方向 面与面接触的弹力 垂直于接触面指向受力物体 9‎ 点与面接触的弹力 过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体 杆的弹力 可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析 ‎【例2】 如图3所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定着一个质量为m的球．试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向．‎ 图3‎ ‎(1)小车静止；‎ ‎(2)小车以加速度a水平向右加速运动．‎ ‎[规范思维][针对训练2]　请画出图4中A球的受力情况 图4‎ 三、胡克定律的应用 ‎【例3】 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. ‎[针对训练3]　‎ 图5‎ 某缓冲装置可抽象成图5所示的简单模型．图中k1、k2‎ 9‎ 为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述不正确的是(　　)‎ A．缓冲效果与弹簧的劲度系数有关 B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等 C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等 D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变 ‎【基础演练】‎ ‎1．关于力的概念，下列说法正确的是(　　)‎ A．没有相互接触的物体间也可能有力的作用 B．力是使物体位移增加的原因 C．压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力并使之压缩，弹簧压缩后再反过来给手一个弹力 D．力可以从一个物体传给另一个物体，而不改变其大小 ‎2．下列关于物体重力的说法中不正确的是(　　)‎ A．地球上的物体只有运动时才受到重力 B．同一物体在某处向上抛出后和向下抛出后所受重力一样大 C．某物体在同一位置时，所受重力与静止还是运动无关，重力大小是相同的 D．物体所受重力大小与其质量有关 图6‎ ‎3．台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为θ，如图6所示．OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是(　　)‎ A．可能沿OA方向 B．一定沿OB方向 C．可能沿OC方向 D．可能沿OD方向 ‎4．一个质量可以不计的弹簧，其弹力F的大小与长度l的关系如图7中的直线a、b所示，这根弹簧的劲度系数为(　　)‎ 图7‎ A．1 250 N/m B．625 N/m C．2 500 N/m D．833 N/m ‎ 图8‎ 9‎ ‎5．一个长度为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的弹簧按如图8所示方式连接，A、B两小球的质量均为m，则两小球平衡时，B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小)(　　)‎ A．3L B．4L C．5L D．6L ‎6．如图9所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时小球在A 处．今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为(　　)‎ 图9‎ A．kx B．kx＋G C．G－kx D．以上都不对 ‎【能力提升】‎ ‎7．a、b两个质量相同的球用线连接，a球用线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的(　　)‎ ‎8．如图10所示，倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是(　　)‎ 图10‎ A．斜面有向左运动的趋势 B．地面对斜面的支持力为80 N C．球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下 D．弹性轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 答案 ‎9.‎ 图11‎ 如图11所示，质量相等的A、B两物体在平行于固定斜面的推力F的作用下沿光滑面做匀速直线运动，A、B间轻弹簧的劲度系数为k，斜面的倾角为30°，则匀速运动时弹簧的压缩量为多少？‎ 9‎ 图12‎ ‎10．如图12所示，质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上．现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接，当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变．已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦．将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时，弹簧B刚好没有形变，求a、b两点间的距离。‎ 学案6　力　重力　弹力 ‎【课前双基回扣】‎ ‎1．D　[甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、脸部等更能承受击打罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A错；“风吹草动”的施力物体是空气，B错；力不可以离开物体，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的，磁场离不开磁铁，故C错；网球飞出后受重力和阻力作用，施力物体是地球和空气，故D正确．]‎ ‎2．D　[在地球上的同一位置，同一物体的重力为一定值，故A错；只要在地球上，物体所受重力就不为零，故B错；重力的方向始终竖直向下，与物体运动状态无关，故C错．]‎ ‎3．BC　[物体的重心是重力的等效作用点，不一定在物体上，所以A项错误；悬挂法确定物体重心时，线的方向一定通过重心，因此B项正确；物体重心与质量分布和形状有关，当质量分布不变、形状不变时，其重心不变，而形状改变时重心位置也改变，所以C项正确，D项错误．]‎ ‎4．CD　[弹力产生的两个条件：①接触；②弹性形变，两者缺一不可，故A错．弹力与重力性质不同，故B错．C、D正确．]‎ ‎5．C　[在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变，但水的重心下降，二者共同的重心在下降．当水流完时，重心又回到球心，故选项C正确．]‎ ‎6．B　[用假设法，即假设存在法或假想分离法判断弹力的有无．A选项中a、b间如果存在弹力，则b给a的弹力水平向左，a将向左侧加速运动，显然与题设条件不符；或者假设拿掉任意一个物体，另一个没有变化，则判断两者之间没有弹力，故A选项中a、b间无弹力作用；同理，对于C选项可以判断出a、b间没有弹力；对于D选项，也可以假设a、b间有弹力，则a(斜面)对b的弹力将垂直于斜面向上，因此，b的合外力不为零，b受到向左的力的作用，即b不可能处于静止状态，故a、b间无弹力作用；B选项，假设拿掉任意一个物体，则另一个的状态将要发生变化，故a、b 9‎ 间一定存在弹力．]‎ 思维提升 ‎1．(1)力的作用是相互的．若甲物体对乙物体施加某种力的作用，则乙物体必同时对甲物体施加相同性质的力的作用．施力物体同时也是受力物体，受力物体也必然是施力物体．这说明力是成对出现的．(2)力的产生和存在离不开物体．一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用．前者是受力物体(研究对象)，后者是施力物体，只要有力产生，就一定同时存在着受力物体和施力物体．力不能脱离物体而独立存在．分析力时，要弄清该力是谁对谁的作用．若找不到施力物体，则该力不存在．‎ ‎2．(1)物体的重心与物体的形状和质量分布有关，形状和质量分布发生变化时，将会引起重心的变化．‎ ‎(2)第5题分析时注意两点，一是抓住两个特殊状态：装满水时和水流完时，重心均在球心；二是分析由于水的流出重心先如何变化——降低，结合这两方面就可得到其重心先降低后升高．‎ ‎3．判断弹力有无一般有两种方法：(1)根据产生条件判断．此法适用于形变明显的情形．(2)根据产生效果判断．此法适用于形变不明显的情形．另外应用此法时还常常与假设法相结合．‎ ‎【核心考点突破】‎ 例1 C　[当瓶中盛满液体时，重心在瓶的中部，随着液体的滴出，重心下降；当液体滴完时，重心又上升到原来的位置．]‎ ‎[规范思维]　重心相对于物体的位置与物体的形状和质量分布有关，质量分布均匀且有规则几何形状的物体，其重心就在其几何中心，但不一定在物体上．本题找准重心的初末位置及初始阶段重心位置的变化即可．‎ 例2 (1)mg　竖直向上　(2)见解析 解析　(1)小车静止时，球处于平衡状态，由平衡条件可知：F1＝mg，方向竖直向上．‎ ‎(2)当小车以加速度a向右匀加速运动时，小球的加速度也为a，设杆对球的弹力为F2，与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则有 F2cos θ＝mg F2sin θ＝ma 可解得：‎ F2＝＝m tan θ＝ ‎[规范思维]　(1)细绳对物体的弹力一定沿绳，而杆对物体的弹力不一定沿杆．‎ ‎(2)除弹簧的弹力可用胡克定律直接计算外，一般情况下，弹力的大小和方向要由物体的平衡条件或牛顿运动定律来求．‎ 例3 C　[根据胡克定律有F1＝k(l0－l1)，F2＝k(l2－l0)，联立解得k＝.]‎ ‎[针对训练]‎ ‎1．D ‎2.‎ ‎3．BD　[两弹簧中任一点处相互作用均相等，都等于弹簧一端的力，与劲度系数无关(只是劲度系数不同，形变量不同)，B对，C错．两弹簧均发生形变，其弹性势能均变化，D对．]‎ 9‎ ‎【课时效果检测】‎ ‎1．A　[各种场力，就是没有相互接触的物体间存在的力的作用，A对．力是改变物体运动状态的原因，B错．力的作用是相互的、同时的，没有先后顺序，C错．力是物体间的相互作用，不能传递，D错．]‎ ‎2．CD　[地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用，故运动或静止的物体均受重力，A错误；某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定，与此物体的运动状态无关，B错误，C正确；物体所受重力G＝mg，在g一定时，G由m决定，D正确．]‎ ‎3．B　[台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿OB方向，故选B.]‎ ‎4．C　[由图象可以看出在直线a对应的阶段，弹簧处于压缩状态，弹力F随着缩短量的减小而减小，当弹簧长度为12 cm时恢复原长；直线b对应的是弹簧的伸长阶段，弹力F随伸长量的增大线性递增．由此可看出弹力F＝100 N时，弹簧对应的形变量x＝4 cm，根据胡克定律可求出弹簧的劲度系数k＝＝2 500 N/m.]‎ ‎5．C　[一根弹簧，挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L，伸长L，劲度系数k＝mg/L，若两个小球如题图示悬挂，则下面的弹簧伸长L，上面的弹簧受力2mg，伸长2L，则弹簧的总长为L＋L＋L＋2L＝5L，故C正确．]‎ ‎6．B　[设球在A处时弹簧已压缩了Δx，球平衡时弹力FA＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩x，球再达平衡时弹力FB＝k(Δx＋x)＝G＋kx，故选项B是正确的．注意：此题易选错为A项，原因是x并非球在B处时弹簧的变化量，即不是弹簧压缩后与原长的差值．]‎ ‎7．B　[先隔离物体b受力分析，由平衡条件可知，选项A错误；再将a、b看作一个整体，则a、b之间绳子的张力属于内力，由整体受力平衡可知，选项B正确．]‎ ‎8．C　[把小球、杆和斜面作为一个系统受力分析，可知，系统仅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故A、B错；对小 球受力分析知，小球只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆)，故C对，D错．]‎ ‎9. 解析　设A、B匀速运动时弹簧的压缩量为x，由平衡条件 对A　F＝mgsin 30°＋kx①‎ 对B　kx＝mgsin 30°②‎ 解①②联立的方程组得x＝.‎ ‎10．mg(＋)‎ 解析　开始时，弹簧B的压缩长度为x1＝ 当弹簧B无形变时，弹簧C伸长x2＝ 所以a、b间距离为x1＋x2＝mg(＋)‎ 易错点评 ‎1．发生相互作用的物体不一定都是相互接触的．‎ ‎2．物体的重心不一定都在物体内．‎ ‎3．物体的质量不随物体所处位置而改变，但其重心却随物体位置的不同而不同．‎ ‎4．弹力方向总与接触面垂直，而与物体的运动状态以及接触面形状无关．‎ ‎5．胡克定律F＝kx中的x是弹簧的形变量，而不是弹簧的长度。‎ 9‎ ‎ ‎ 9‎