（教师备课专用）浙江省2021高考物理一轮复习第二单元相互作用第5课时重力弹力课件 38页

第5课时　重力　弹力 基础过关 1. 力是物体与物体之间的① 　 相互作用      ,力的作用效果是改变物体的运动 状态和使物体发生形变。 2.力的三要素: 大小、方向、作用点。 一 、力　重力 3.重力 (1)产生:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。 (2)大小:②      mg      。 (3) g 的变化:重力加速度 g 随纬度的增大而③ 　 增大      ,随高度的增大而 ④      减小      ; (4)方向:⑤ 　 竖直向下      。 (5)重心:其位置与物体的⑥ 　 质量分布      和形状有关。 二、弹力 1.定义: 直接接触的物体间由于发生① 　 弹性形变      而产生的力。 2.产生条件: ② 　 直接接触      和③ 　 弹性形变      。 3. 方向 : 与施力物体形变的方向④ 　 相反      。如绳子拉力方向总是沿着绳且 指向⑤ 　 绳收缩      的方向 ; 压力或支持力的方向总是垂直于支持面且指向 ⑥ 　 被压或被支持      的物体。 4.大小 (1)一般情况下根据物体运动状态,利用平衡条件或牛顿运动定律来求解。 (2)弹簧弹力可由胡克定律来求解,公式为 F =⑦      kx      ,其中 k 是指由弹簧本身 特性决定的物理量,叫劲度系数,其大小与弹簧的粗细、长度、材料、匝数等 因素有关。 1. 判断下列说法对错。 (1)自由下落的物体所受重力为零。   (　 ✕ 　) (2)重力的方向不一定指向地心。   (　 √ 　) (3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。   (　 √ 　) (4)相互接触的物体间一定有弹力。   (　 ✕ 　) (5) F = kx 中“ x ”表示弹簧形变后的长度。   (　 ✕ 　) (6)弹簧的形变量越大,劲度系数越大。   (　 ✕ 　) (7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。   (　 √ 　) 2. 下列关于重力和重心的说法正确的是   (　 C 　) A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力 B.重力的方向总是指向地心 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. (多选)下列说法正确的是   (　 BCD 　) A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的 B.拿一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于竹竿发生形变 产生的 C.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向 D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是由于电线发生微小形变而产生的 4. 一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性 限度,则该弹簧的劲度系数为   (　 D 　) A.40 m/N　　B.40 N/m　　C.200 m/N　　D.200 N/m 考点突破 考点一　重力、弹力的分析与判断 一、重力的理解 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”,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。 1.弹力有无的判断 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 假设法 对于形变不明显的情况,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,若物体的运动状态不变,则此处不存在弹力,若物体的运动状态改变,则此处一定有弹力 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 二、弹力的判断和计算 2.弹力方向的判断 (1)五种常见模型中弹力的方向     (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 　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       ( 　 C 　 ) A.一直下降　     B.一直上升 C.先降后升　     D.先升后降 解析     当瓶中盛满液体时,重心大致在瓶的中部,随着液体的滴出,重心先下降; 当液体滴完时,重心大致在瓶的中部,故C正确。 例2     (多选)玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是   (　 AC 　) A.桥面受向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 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 D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 解析     弹性形变指物体形变之后撤去外力能完全恢复原来形状的形变,模型桥面受到向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变,选项A正确,B错误;汽车受到向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变,选项C正确,D错误。 1. 关于重力,下列说法正确的是   (　 C 　) A.重力就是地球对物体的吸引力 B.只有静止的物体才受到重力 C.物体在地球上无论运动状态如何,都受到重力的作用 D.竖直悬挂的物体受到的重力就是它拉紧竖直悬绳的力 解析     重力是地球对物体吸引力的一个分力,其另一分力提供物体随地 球自转而绕地轴做匀速圆周运动的向心力,所以A错;地球上一切物体都要受 到地球的吸引,都受到重力的作用,与运动状态无关,故B错、C对;物体受到的 重力与它拉紧竖直悬绳的力是性质完全不同的两个力,前者是重力,后者是弹 力,两力的施力物体和受力物体都不同,故D错。 2. 如图所示的情景中,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   (　 B 　) 解析     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 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,则另一个物体的状态将要发生变化,故 a 、 b 间一定存在弹力。 3. 匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑 斜面接触。关于小球的受力,下列说法正确的是   (　 A 　)   A.受重力和细线对它的拉力 B.受重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力 C.受重力和斜面对它的支持力 D.受细线对它的拉力和斜面对它的支持力 解析     小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触,假设斜面对小球有弹力,小球将受到三个力作用,重力和细线的拉力在竖直方向上,弹力垂直于斜面向上,三个力的合力不可能为零,与题设条件矛盾,故斜面对小球没有弹力,故A正确。 考点二　胡克定律、弹力的计算 1.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。 2.弹力大小计算的三种方法 (1)根据胡克定律进行求解。 (2)根据力的平衡条件进行求解。 (3)根据牛顿第二定律进行求解。 例3     (多选)(2019浙江瑞安中学段考)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和 长度的关系图像,根据图像判断下列说法正确的是   (　 BC 　) A.弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为100 N/m C.弹簧的原长为6 cm D.弹簧伸长2 cm时,弹力的大小为4 N 解析     弹簧弹力与弹簧长度的关系图像中,图线的斜率的绝对值表示劲 度系数,图像的横轴截距表示弹簧的原长,由题图可知, k =   =   N/m= 100 N/m,选项A错误,B正确;弹簧原长为6 cm,选项C正确;弹簧伸长2 cm,即 L =8 cm时,弹力大小为2 N,选项D错误。 1. (2019山东威海月考)如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为 F 的水平拉力作用,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 的水平拉力作用;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零,以 L 1 、 L 2 、 L 3 、 L 4 依次 表示四个弹簧的伸长量,则有   (　　)   A. L 2 > L 1 　    B. L 4 > L 3 　    C. L 1 > L 3 　    D. L 2 = L 4 解析     D　由于弹簧质量不计,这四种情况下, F 弹 都等于弹簧右端拉力大小 F , 因而弹簧伸长量均相同,故选D。 2. 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性 绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度 为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度 变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)   (　 B 　) A.86 cm　　 B.92 cm　　 C.98 cm　　 D.104 cm 解析     设弹性绳总长度为100 cm时与水平方向的夹角为 θ ,则 cos θ =   ,故 sin θ =   。弹性绳总长度为100 cm时,其弹力 F = kx 1 ,设弹性绳的两端移至天花 板同一点时的弹力为 kx 2 ,则   kx 1 sin θ =   kx 2 ,得 x 2 =12 cm,则弹性绳的总长度为9 2 cm。故B项正确。 3. 如图所示,某一弹簧测力计外壳的质量为 m ,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量 忽略不计。将其放在光滑水平面上,现用两水平拉力 F 1 、 F 2 分别作用在与弹 簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧测力计的示数,下列说法正确 的是   (　 C 　)   A.只有 F 1 > F 2 时,示数才为 F 1 B.只有 F 1 < F 2 时,示数才为 F 2 C.不论 F 1 、 F 2 大小关系如何,示数均为 F 1 D.不论 F 1 、 F 2 大小关系如何,示数均为 F 2 解析     弹簧测力计的示数一定等于弹簧挂钩上的拉力 F 1 ,与 F 1 、 F 2 的大小 关系无关,C正确。 考点三　弹力常见模型分析 轻绳 弹性绳 轻弹簧 轻杆 质量大小 0 0 0 0 受外力作用时形变的种类 拉伸形变 拉伸形变 拉伸形变、压缩形变 拉伸形变、压缩形变、弯曲形变 受外力作用时形变量大小 微小,可忽略 较大,不可忽略 较大,不可忽略 微小,可忽略 弹力方向 沿着绳,指向绳收缩的方向 沿着绳,指向绳收缩的方向 沿着弹簧,指向弹簧 恢复原长的方向 既可沿着杆,也可 跟杆成任意角度 弹力大小变化情况 可以突变 不能突变 不能突变 可以突变 1. (多选)如图所示,用滑轮将质量为 m 1 、 m 2 的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0< θ <180 ° ,整个系统处于平衡状态,关于 m 1 、 m 2 的大小关系应为   (　 BCD 　)   A. m 1 必大于 m 2 　     B. m 1 必大于   C. m 1 可能等于 m 2 　     D. m 1 可能大于 m 2 解析     结点 O 受三个力的作用,如图所示,系统平衡时 F 1 = F 2 = m 1 g , F 3 = m 2 g , 所以2 m 1 g cos   = m 2 g , m 1 =   ,所以 m 1 必大于   。当 θ =120 ° 时, m 1 = m 2 ; 当 θ >120 ° 时, m 1 > m 2 ;当 θ <120 ° 时, m 1 < m 2 。故选B、C、D。 2. 四个质量均为 m 的小球,分别用三根轻绳和一根轻弹簧相连,处于平衡状态, 如图所示。现突然迅速剪断 A 1 、 B 1 ,让小球下落。在剪断轻绳的瞬间,设小球 1、2、3、4的加速度分别用 a 1 、 a 2 、 a 3 、 a 4 表示,则(重力加速度为 g )   (　　) A. a 1 =0, a 2 =2 g , a 3 =0, a 4 =2 g B. a 1 = g , a 2 = g , a 3 =2 g , a 4 =0 C. a 1 =0, a 2 =2 g , a 3 = g , a 4 = g D. a 1 = g , a 2 = g , a 3 = g , a 4 = g 解析     B　剪断 A 1 后系统处于完全失重状态, A 2 中弹力立即消失,1、2两球都 只受到重力作用,加速度都等于 g 。剪断 B 1 前弹簧弹力等于球4的重力,而剪断 B 1 后的瞬间 B 2 中弹力不变,故球4加速度仍为零,而球3加速度易求得为2 g ,故B 正确。 3. 在如图所示的四幅图中, 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 处由铰链连接,下列关于受力的说法正确的是   (    　) A.甲图中的 AB 杆表现为拉力, BC 杆表现为拉力 B.乙图中的 AB 杆表现为拉力, BC 杆表现为支持力 C.丙图中的 AB 、 BC 杆均表现为拉力 D.丁图中的 AB 、 BC 杆均表现为支持力 解析     C　在题甲图中,对 B 点进行受力分析, B 点受到 AB 杆的拉力、 BC 杆的支持力和绳子的拉力,三力平衡,A项错误;在题乙图中,对 B 点进行受力分析, B 点受到绳子竖直向下的拉力,由平衡条件可知 AB 、 BC 杆都表现为支持力,B项错误;在题丙图中,对 B 点进行受力分析可知, B 点受到绳子向下的拉力, AB 杆提供斜向上的拉力, BC 杆应提供向右的拉力,C项正确;在题丁图中,对 B 点进行受力分析可知, B 点受到绳子向下的拉力, AB 杆提供拉力, BC 杆提供支持力,D项错误。