1、第3讲PART 03重力、弹力教材知识梳理考点互动探究教师备用习题一、力.定义:力是的相互作用.作用效果:使物体发生形变或改变物体的(即产生加速度).性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.基本相互作用()四种基本相互作用:相互作用、相互作用、强相互作用和弱相互作用.()重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是相互作用的不同表现.教材知识梳理物体和物体之间运动状态引力电磁电磁二、重力.定义:由于地球的而使物体受到的力.大小:与物体的质量成,即.方向:.重心:重力宏观作用效果的作用点.三、弹力.定义:发生的物体由于要恢复原状而使物体受到的力.产生条件:两物体
2、相互接触且发生了.教材知识梳理吸引正比竖直向下等效弹性形变弹性形变.方向:沿恢复原状的方向.胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力大小与形变量成,即,其中表示弹簧的劲度系数,反映弹簧的性质.教材知识梳理施力物体正比教材知识梳理【辨别明理】()重力的方向一定指向地心.()()弹力可以产生在不直接接触的物体之间.()()相互接触的物体间不一定有弹力.()()中的表示弹簧伸长量.()()形状规则的物体的重心一定在物体几何中心.()()劲度系数和弹簧长度没有关系.()()挂在绳上静止的物体受到的重力就是绳对它的拉力.()()有弹力就一定有形变,但有形变不一定有弹力.()教材知识梳理答案()()()(
3、)()()()()()()()()()()()()考点一关于重力、弹力有无的判断考点互动探究.(多选)鲁科版必修改编在对重力的本质还未认清之前,我国古代劳动人民就对其有了比较复杂的应用.我国西安半坡出土了一件距今约五千年的尖底陶瓶,如图所示,这种陶瓶口小、腹大、底尖,有两耳在瓶腹偏下的地方.若用两根绳子系住两耳吊起瓶子,就能从井中取水,下列说法正确的是().陶瓶的重心在装水前后始终不变.陶瓶的重心随装水的多少发生变化.陶瓶未装水时,其重心在两吊耳的下方.陶瓶装满水时,其重心在两吊耳的上方图考点互动探究答案考点互动探究.(力的示意图)画出图中物体受力的示意图.图考点互动探究答案如图所示考点互动探
4、究.(弹力有无的判断)(多选)如图所示,用两根细线把、两小球悬挂在天花板上的同一点,并用第三根细线连接、两小球,然后用某个力作用在小球上,使三根细线均处于拉直状态,且细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的()图考点互动探究答案考点互动探究 要点总结.重力方向与重心()重力方向:总是竖直向下的,但不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.()重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.考点互动探究.弹力有无的判断()条件法:根据弹力产生的两个条件接触和形变直接判断.()假设法:在一些微小形变难以直接
5、判断的情况下,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.()状态法:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力.()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.考点二弹力的分析与计算考点互动探究()弹力方向:可根据力的特点判断,也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力).()弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.考点互动探究.(弹力的方向)有三个重力、形状都相同的光滑圆柱体,它们的重心位置不同,放在同一方形槽上
6、.为了方便,将它们画在同一图上,如图所示,其重心分别用、表示、分别表示三个圆柱体对槽的压力,则()图考点互动探究答案考点互动探究.(由状态分析弹力方向)(多选)如图所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为的小球.下列关于杆对球的作用力的判断正确的是(重力加速度为)().小车静止时,方向竖直向上.小车静止时,方向垂直于杆向上.小车向右以加速度运动时的方向沿杆向上.小车向右以加速度运动时的方向斜向右上方,可能不沿杆图考点互动探究答案考点互动探究图考点互动探究答案考点互动探究 要点总结考点三轻绳、轻杆、轻弹簧模型考点互动探究四种材料的弹力比较对比项弹力表现形式弹力方向能否突变轻绳
7、拉力沿绳收缩方向能轻杆拉力、支持力不确定能轻弹簧拉力、支持力沿弹簧轴线否橡皮条拉力沿橡皮条收缩方向否考点互动探究考向一轻绳忽略轻绳质量、形变,轻绳上的弹力一定沿着绳的方向,轻绳上的力处处大小相等.轻绳上的力可以突变.考点互动探究例如图所示,一个物体由绕过定滑轮的绳子拉着,分别按图中所示的三种情况拉住物体静止不动.在这三种情况下,若绳子的张力大小分别为、,定滑轮对轴心的作用力大小分别为、,滑轮的摩擦、质量均不计,则(),故选项正确.方法二:用理论法确定、的大小关系.已知两个分力的大小,两分力的夹角越小,合力越大,所以,故选项正确.考点互动探究图考点互动探究答案考点互动探究考向二轻弹簧“轻弹簧”“
8、橡皮绳”是理想化模型,具有如下特性:()在弹性限度内,弹力遵循胡克定律,其中是弹簧的形变量.()轻弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零.()弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受到拉力作用,不能受到压力作用.轻弹簧(或橡皮绳)上的力不能突变.考点互动探究例(多选)如图所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧、一端与质量为的物体相连接,另一端分别固定,当物体平衡时,如果()被拉长,则一定被拉长被压缩,则一定被压缩被拉长,则一定被拉长被压缩,则一定被拉长图考点互动探究答案考点互动探究变式题全国卷一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距的两点上,弹性绳的原长也为.将
9、一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为;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)()答案考点互动探究考点互动探究考向三轻杆忽略轻杆质量、形变,杆上的弹力不一定沿着杆.考点互动探究例如图甲所示,轻细绳跨过固定的水平轻杆右端的光滑定滑轮挂住一个质量为的物体,;图乙中轻杆一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过轻细绳拉住与水平方向也成角,在轻杆的点用轻细绳拉住一个质量为的物体,求:()细绳段的张力与细绳的张力之比;()轻杆对端的支持力;()轻杆对端的支持力.图考点互动探究考点互动探究考点互动探究图 考点互动探究考点互动探究 建模点拨“死结与
10、活结”和“死杆与活杆”对比项特点“死结”绳子出现结点、绳子中间某点固定在某处或几段绳子系在一起,结点或固定点两端绳子的拉力大小不一定相等“活结”整根绳子跨过光滑滑轮或挂钩等物体,没有打结,轻绳内各点的张力大小相等“死杆”杆的一端固定,不能随意转动,轻质固定杆中的弹力方向不一定沿杆的方向,需要结合平衡条件或牛顿第二定律求得.“活杆”杆的一端有转轴,可以自由转动,轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向.教师备用习题.在天花板上用相同的两根轻质细线和悬挂一块薄板,细线和与竖直方向分别成、角,薄板处于静止状态,如图所示,则下列说法正确的是().细线对薄板的拉力大于细线对薄板的拉力.设法保持重心位置不变,
11、缓慢增大薄板的质量,则细线先断.细线和延长线的交点一定是薄板的重心位置.单独用细线或悬挂,两细线的延长线交点与重心可能不重合教师备用习题答案教师备用习题教师备用习题答案教师备用习题.如图所示,四个完全相同的轻弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小均为的拉力作用,而左端的情况各不相同:中弹簧的左端固定在墙上;中弹簧的左端受大小也为的拉力作用;中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;中弹簧的左端拴一小物块,物块在粗糙的桌面上滑动.若以、依次表示四个弹簧的伸长量,则有()教师备用习题答案教师备用习题.如图所示,两块同样的条形磁铁、的质量均为,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧测力计通过一根轻
12、质细线竖直向上拉磁铁,若弹簧测力计的读数为(为重力加速度),则对的弹力及桌面对的弹力的大小分别为()教师备用习题答案解析磁铁受到向下的重力、向上的拉力、对向下的引力和对向上的支持力,这四个力平衡,因为拉力和重力大小相等,故对向下的引力和对向上的支持力大小相等,所以,但不一定等于,选项、错误;把磁铁和当成一个整体,这个整体的重力等于,向上的拉力为,还有桌面向上的支持力,根据这三个力平衡可知,水平桌面对的支持力的大小等于,选项错误,选项正确.教师备用习题.实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,连接有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳一端上,外壳上固定一个圆环.可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(
13、重力为)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计.现将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力竖直向上拉弹簧测力计,静止时弹簧测力计的读数分别为().乙图读数为,丙图读数为.乙图读数为,丙图读数为.乙图读数为,丙图读数为.乙图读数为,丙图读数为教师备用习题答案教师备用习题.(多选)天津卷如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、上的、两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是().绳的右端上移到,绳子拉力不变.将杆向右移一些,绳子拉力变大.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点
14、右移教师备用习题答案教师备用习题.(多选)如图所示,一个教学用的直角三角板的边长分别为、,被沿两直角边的轻质细绳、悬吊在天花板上,且斜边恰好平行于天花板,过直角顶点的竖直线为.设、两绳对三角板的拉力分别为和,已知和以及三角板的重力为在同一平面的共点力,则下列判断正确的是().三角板的重心不在线上.三角板所受重力的反作用力的作用点在线上.两绳对三角板的拉力和是由于三角板发生形变而产生的.两绳对三角板的拉力和之比为 教师备用习题答案解析三角板受重力、两个拉力而处于平衡状态,三个力虽然不是作用在同一点,但三个力的延长线一定交于一点,由几何关系知,三个力一定交于三角形下面的顶点,所以重心一定在线上,根据牛顿第三定律知,重力的反作用力的作用点在线上,选项错误,选项正确;两绳对三角板的拉力和是由于绳发生形变而产生的,选项错误;对三角板受力分析如图所示,则,所以 ,选项正确.
