1、合格性考试讲义 必修一第三章 相互作用力第一节 重力与弹力一、力和力的示意图1运动状态的变化：物体的运动状态用速度来描述只要物体的速度变化了，不管是大小还是方向改变了，都说这个物体的运动状态发生了变化2力的作用效果(1)使物体的运动状态发生变化；(2)使物体产生形变3力的矢标性：力是矢量，既有大小又有方向力的大小可以用弹簧测力计测量国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N.4力的表示(1)力的图示：能表示出力的大小、方向和作用点(2)力的示意图：只表示出力的作用点和方向 二、重力1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力2大小(1)在实验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小(2)重力的计算公式
2、是Gmg，公式中G是物体的重力，m是物体的质量，g是自由落体加速度3方向：总是竖直向下4重心(1)定义：重力的等效作用点(2)重心位置决定因素：物体的形状和质量分布三、四种基本相互作用1万有引力：在宇宙中，相互吸引的作用力存在于一切物体之间，强度随物体间距离的增大而减弱2电磁相互作用：电荷和电荷，磁体和磁体间的相互作用3强相互作用：在原子核内把质子和中子紧密地保持在一起的作用力，它的作用范围约1015 m，超出这个界限该力已经不存在了4弱相互作用：在放射现象中起作用的力，作用范围与强相互作用相同，但强度只有强相互作用的106倍四、弹性形变和弹力1形变(1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化
3、 (2)弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变(3)弹性限度当形变超过一定限度时，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度2弹力(1)定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力(2)方向判断方法：压力和支持力的方向垂直于物体的接触面绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向常见模型：压力、支持力的方向垂直接触面，指被压或被支持的物体沿绳子指向绳子收缩的方向(同一根轻绳上拉力相等)轻弹簧弹力的方向指向弹簧恢复形变的方向五、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公式：Fkx，其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每
4、米，符号N/m，它的大小反映了弹簧的软硬程度3适用条件：在弹簧的弹性限度内注意事项：（1）表达式中的x的意义：弹簧的形变量，即弹簧伸长或缩短的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度，同一弹簧伸长或压缩相同长度时，弹力大小相等，但方向不同（2）表达式中的k的意义：弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”“硬”程度，是由弹簧本身的性质(材料、长度、粗细等)决定的. 在国际单位制中k的单位为“N/m”【学考演练】1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在()(2)只有相互接触的物体间才有力的作用()(3)重力就是地球对物体的吸引力()(4)重力的方向也
5、可以表述为指向地心()(5)重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上()(6)发生形变的物体一定产生弹力()(7)若两物体间存在弹力，则它们一定接触()(8)弹簧的长度越长，弹力越大()(9)弹力的方向总与相应的形变的方向相反()(10)只有在一定条件下，胡克定律才成立()2甲、乙两拳击运动员竞技，甲一拳击中乙肩部，观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体，乙运动员(的肩部)是受力物体，但在甲一拳打空的情况下，下列说法中正确的是()A这是一种只有施力物体，没有受力物体的特殊情况B此时的受力物体是空气C甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D以上说法都不正确解析：选C力的作用是相互的，同时存在
6、着施力物体与受力物体，只要有力产生必然存在着施力物体与受力物体，甲运动员击空了，但在其击拳过程中，其拳头、胳膊与躯干的相互作用系统内由于相互作用而产生力，故选C.3(多选)下列关于重力的说法中，正确的是()A物体所受的重力是由地球吸引产生的B物体所受的重力大小等于该物体所受地球的吸引力的大小C物体所受的重力始终等于质量的9.8倍D同一地点质量相同的物体重力也相同解析：选AD物体所受地球的吸引力是物体受到重力的原因，故选项A正确，B错误；不同的地点g的值不同，物体的重力也就不同，故选项C错误，D正确4关于弹性形变，下列说法正确的是()A物体形状的改变叫弹性形变B一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形
7、变C物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变D物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变解析：选C弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变，C正确，A、D错误；钢筋用力弯折后，无法恢复到原来形状，不属于弹性形变，B错误5一轻质弹簧原长为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()A40 m/NB40 N/mC200 m/N D200 N/m解析：选D由胡克定律可知，弹簧的劲度系数为k N/m200 N/m，D项正确6(多选)以下关于四种基本相互作用的说法正确的是()A万有引力把行星、恒星等聚在一起，形成太阳系、银河系和其他星系，
8、故万有引力只存在于天体之间B四种基本相互作用是相互独立存在的，有一种相互作用存在时，就一定不存在其他相互作用C强相互作用和弱相互作用只存在于微观粒子之间D四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此，科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来解析：选CD万有引力存在于一切物体之间，只不过在天体之间的作用效果更明显而已，故A项错误；一种相互作用存在时，另一种相互作用也可能存在，故B项错误；由于强相互作用和弱相互作用的作用范围都约为1015 m，故只有微观粒子之间才可能发生这两种相互作用，故C项正确；四种基本相互作用的“统一场论”正是当前科学家的努力方向，故D项正确7下列关于力的说法，正确的是()
9、A射出的炮弹向前飞行的过程中，受到推力和重力的作用B物体相互作用时，先有施力物体，后有受力物体C力是使物体发生形变或使物体运动状态改变的原因D被踢出后的足球在地面上向前滚动，是由于受到向前的牵引力作用解析：选C射出的炮弹向前飞行并不受推力的作用，而是靠惯性向前飞行被踢出去的足球向前滚动并不受牵引力作用，也是由于惯性向前滚动的物体间相互作用时，相互作用的力是同时产生的，施力物体同时也是受力物体8关于力的作用效果的说法中正确的是()A物体的运动状态发生变化，一定受到外力作用B物体的运动状态不发生变化，一定不受外力作用C力对物体的作用效果完全由力的大小决定D物体受到力的作用后，一定同时出现形变和运动
10、状态发生变化现象解析：选A力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态发生变化，物体一定受到外力的作用，A正确；弹簧受外力被拉伸稳定后，发生了形变，但运动状态并没有发生变化，B、D错误；力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定，C错误9关于地球上的物体，下列说法正确的是()A物体只有静止时才受到重力的作用B物体只有落向地面时才受到重力作用C物体落向地面时比物体上抛时所受到的重力大D物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动无关解析：选D地球附近的物体都要受到重力作用，故A、B错误；物体落向地面时与物体上抛时所受到的重力大小相等，故C错误；物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物
11、体是否运动无关，故D正确10关于重力，下列说法正确的是()A自由下落的物体不受重力B重力就是地球对物体的吸引力C重力的方向总是竖直向下D重心是物体上最重的点解析：选C自由下落的物体受到重力作用，A错误；重力是由于地球的吸引而产生的力，B错误；一个物体的各个部分都要受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心，D错误；重力的方向总是竖直向下，C正确11在体育运动中，人的身体重心位置随着姿势的变化而改变，下列姿势中身体重心位于体外的是()解析：选B根据重心的概念可判B选项正确12下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()A极限法B放大法C控制变量法
12、D等效替代法解析：选B图甲是利用光的多次反射将桌面的微小形变放大，图乙是利用细管中液面的变化反映玻璃瓶的微小形变，都应用了放大法，B正确13(多选)下列各种情况中，属于弹性形变的有()A撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C细钢丝被绕制成弹簧D铝桶被砸扁解析：选AB“撑竿的形变”“椅面发生的微小形变”均能恢复原状，是弹性形变；“细钢丝被绕制成弹簧”不能恢复原状，“铝桶被砸扁”不能恢复原状，是非弹性形变故选项A、B正确，C、D错误14(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例请判断下列说法正确的是()A跳板发生形
13、变，运动员的脚没有发生形变B跳板和运动员的脚都发生了形变C运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的解析：选BC发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体，B、C正确15(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是()A由Fkx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比B由k可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量成反比C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x的大小无关D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧单位长度时弹力的大小解析：选AC在弹性
14、限度内，弹簧的弹力与伸长量(或压缩量)遵守胡克定律Fkx，故选项A正确；弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定，与弹力F及弹簧伸长(或缩短)的长度x无关，故选项C正确，B错误；由胡克定律得k，可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时弹力的值与k值相等，故选项D错误16.(多选)如图所示，一物体A静止在斜面上，关于弹力，下列说法正确的是()A斜面对A的支持力竖直向上BA对斜面的压力竖直向下C斜面对A的支持力垂直斜面向上DA对斜面的压力垂直斜面向下解析：选CD斜面对A的支持力是弹力，与接触面垂直，故垂直斜面向上，故A错误，C正确；A对斜面的压力是弹力，与接触面垂直，故垂直斜面向下，故B错误，D正确17(
15、2019广东省佛山市高一检测)如图所示，建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上，现工人将另一根木头P搁在上面，便于将木头P锯断，关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向，下面哪个图是正确的()解析：选CM处受到的支持力与地面垂直向上，即竖直向上；N处受到的支持力与原木P垂直向上，不是竖直向上，由上分析可知，C正确，A、B、D错误，故选C18.如图所示，重为20 N的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧伸长了4 cm.现换用另一个重为40 N的物体悬挂在弹簧的下端(形变仍在弹性限度内)，这时弹簧的弹力大小、劲度系数分别是()A20 N,500 N/mB20 N,1 000 N/mC40 N,500 N/
16、mD40 N,1 000 N/m解析：选C重为20 N的物体悬挂在弹簧的下端时，根据物体平衡条件可知，弹簧的弹力F20 N，弹簧伸长的长度x4 cm4102m.根据胡克定律Fkx得k N/m500 N/m，当重为40 N的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧的弹力F40 N，劲度系数不变，故C正确19(2018浙江省金兰教育合作组织高一期中)弹簧拉力器是一种适合于大众健身的器械，如图所示，它由几根规格相同的弹簧并联而成，弹簧根数可以调整，甲同学使用挂有3根弹簧的拉力器训练，乙同学使用挂有2根弹簧的拉力器训练，乙同学将弹簧拉开的最大长度是甲同学的2倍，则乙同学对拉力器施加的最大拉力是甲同学的()A倍 B
17、倍C倍 D2倍解析：选B设一根弹簧的劲度系数为k，甲拉开的长度为x，乙拉开的长度为2x，甲的力为F3kx，乙的力为F2k2x，设乙同学对拉力器施加的最大拉力是甲同学的n倍，n，故选项B正确【真题演练】5. （2017河南）如图所示,用劲度系数为1000N/m的轻质弹簧竖直悬挂一重物,重物静止时,弹簧的伸长量为2cm,则弹簧对重物的拉力A. 大小为2000N,方向竖直向上B. 大小为2000N,方向竖直向下C. 大小为20N,方向竖直向上D. 大小为20N, 方向竖直向下【答案】C【解析】【详解】根据胡克定律得：，因重物处于平衡状态，即弹簧的弹力与重力平衡，则弹力的方向竖直上，故选C【点睛】根据
18、胡克定律即可求出弹力的大小，根据平衡条件即可分析出弹力的方向4. （2018江苏）下列关于重力的说法正确的是（ ）A. 重力的方向不一定竖直向下B. 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的C. 所有物体的重心都在物体上D. 只有静止的物体才受到重力【答案】B【解析】【详解】重力是由于地球的吸引而产生的，重力的大小与运动状态无关，其方向总是竖直向下的，重心是重力的作用点，可能在物体之上也可能在物体之外，故ACD错误，B正确故选B.4. （2019.12河北）关于物体所受的重力，下列说法正确的是A. 物体的重心一定在物体上B. 放在斜面上的物体所受重力的方向与斜面垂直C. 同一地点，物体所受重力与其
19、质量成正比D. 抛出后的铅球在空中飞行时不受重力作用【答案】C【解析】【详解】A.重心可以不在物体上，比如空心球体，A错误；B.所有物体受到重力方向竖直向下，故B错误；C.由G=mg可知，同一地点g相同，故受到的重力与质量成正比，C正确；D.地球附近的所有物体都受重力作用，D错误；故选C。9. （2020陕西）如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂10N的重物，该弹簧的劲度系数为100N/m。重物处于静止时弹簧的形变量是（）A. 0.1cmB. 1cmC. 10cmD. 100cm【答案】C【解析】【详解】根据胡克定律可得重物处于静止时弹簧的形变量是故选C。8. （2018.7宁夏）关于物体的重
20、心，下列说法中正确的是（ ）A. 重心就是物体上最重的一点B. 用细线将物体悬挂起来，静止时重心一定在悬线所在直线上C. 重心是物体所受重力的作用点，故重心一定在物体上D. 形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心【答案】B【解析】【详解】A.重力是由于地球吸引而产生的力，均匀作用在物体上，故重心并不是物体上最重的点，是各个部分受重力的等效作用点故A错误；B. 由二力的平衡可知用线悬挂的物体静止时，悬线方向一定通过物体的重心，则B正确；C.物体的重心可以不在物体上，可能在物体的外部，选项C错误；D. 形状规则且质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心，选项D错误.9. （2018.7宁夏）一根轻
21、质弹簧原长10cm，悬挂钩码静止后，弹簧长度变为12cm已知该弹簧的劲度系数为0.5N/cm，则钩码重为（ ）A. 11NB. 6NC. 5ND. 1N【答案】D【解析】【详解】钩码受重力和弹力而平衡，根据平衡条件，有：F=G；根据胡克定律，有：F=kx=0.5N/cm2cm=1N；故G=1N；A. 11N，与结论不相符，选项A错误；B. 6N，与结论不相符，选项B错误；C. 5N，与结论不相符，选项C错误；D. 1N，与结论相符，选项D正确；10（2015山东）弹簧的弹力F与弹簧伸长量x的关系如图所示，该弹簧的劲度系数为（）A0.4 N/mB4 N/mC40 N/mD400 N/m【答案】D
22、 【解析】根据F=kx知，图线的斜率表示劲度系数，则k=。54. （2017.6广东）（多选）如图所示，原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧一端悬挂在天花板上，另一端悬挂质量为m的物体(弹簧处于弹性限度内)当物体静止时，下列说法正确的有( )A. 物体对弹簧的拉力大小等于mgB. 弹簧的伸长量等于mg/kC. 弹簧的长度等于mg/kLD. 物体受到的合外力不为零【答案】ABC【解析】【详解】A、静止时，物体在重力和弹簧拉力作用下平衡，故选项A正确；B、由且得，故选项B正确；C、弹簧长度等于原长加伸长量，为，故选项C正确；D、由于物块处于平衡状态，故物体所受合外力为零，故选项D错误第 15 页 共 15 页
