【物理】高三第一輪復(fù)習(xí)——力重力彈力.ppt

重力和彈力 2010高考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí) 一 概念復(fù)習(xí) 1 力的概念 1 力是物體和物體間的 力不能脫離物體而獨(dú)立存在 相互作用 2 力的作用效果 使物體發(fā)生 或使物體發(fā)生變化 形變 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 3 力是矢量 是力的三要素 大小 方向 作用點(diǎn) 用一根帶箭頭的線(xiàn)段表示力的大小 方向 作用點(diǎn)的方法 就是力的圖示 問(wèn) 兩個(gè)物體間有相互作用就一定有相互接觸嗎 試舉例說(shuō)明 4 力的單位 測(cè)量工具是 牛頓 測(cè)力計(jì) 5 力的分類(lèi) 重力 彈力 摩擦力 分子力 電磁力 核力等是按分類(lèi)的 壓力 支持力 動(dòng)力 阻力 向心力 回復(fù)力等是按分類(lèi)的 力的性質(zhì) 力的效果 問(wèn) 浮力是按什么命名的力 6 力的基本性質(zhì) 力的物質(zhì)性 力不能離開(kāi)物體單獨(dú)存在 力的相互性 力的作用是相互的 力的矢量性 力是矢量 既有大小也有方向 力的獨(dú)立性 一個(gè)力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個(gè)物體是否同時(shí)受其它力作用無(wú)關(guān) 施力物體和受力物體 力總是成對(duì)出現(xiàn)的 施力物體同時(shí)也是受力物體 受力物體同時(shí)也是施力物體 力的運(yùn)算遵從平行四邊形定則 自然界中最基本的相互作用是 引力相互作用 電磁相互作用 強(qiáng)相互作用 弱相互作用 常見(jiàn)的重力是萬(wàn)有引力在地球表面附近的表現(xiàn) 常見(jiàn)的彈力 摩擦力是由電磁力引起的 例 關(guān)于力的說(shuō)法正確的是 a 只有相互接觸的物體間才有力的作用b 物體受到力的作用 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變c 施力物體一定受力的作用d 豎直向上拋出的物體 物體豎直上升 是因?yàn)樨Q直方向上受到升力的作用 c 2 重力 1 重力是由于對(duì)物體的吸引而使物體受到的力 地球 2 大小 在地球上不同位置 同一物體的重力大小略有不同 g mg 3 方向 豎直向下 4 重心 重力的 等效作用點(diǎn) 重心相對(duì)物體的位置由物體的分布決定 質(zhì)量分布 形狀的物體的重心在物體的幾何中心 形狀和質(zhì)量 均勻 規(guī)則 重力大小不僅與物體質(zhì)量有關(guān) 還與物體所處的位置 高度有關(guān) 問(wèn)1 重心一定在物體上嗎 問(wèn)2 能用天平測(cè)重力的大小嗎 例1 下列關(guān)于重心的說(shuō)法 正確的是 a 重心就是物體上最重的一點(diǎn)b 形狀規(guī)則的物體重心必與其幾何中心重合c 直鐵絲被彎曲后 重心便不在中點(diǎn) 但一定還在該鐵絲上d 重心是物體的各部分所受重力的合力的作用點(diǎn) 解析 重力的作用點(diǎn)就是物體重心 但重心并不一定在物體上 如粗細(xì)均勻的鐵絲被彎曲成圓 其重心在圓心處 而不在物體上 重心的位置不但與物體形狀有關(guān) 而且與其質(zhì)量分布是否均勻有關(guān) d 例2 如圖所示 一個(gè)空心均勻球殼里面注滿(mǎn)水 球的正下方有一個(gè)小孔 當(dāng)水由小孔慢慢流出的過(guò)程中 空心球殼和水的共同重心將會(huì)a 一直下降b 一直上升c 先升高后降低d 先降低后升高 d 例3 關(guān)于重力的說(shuō)法正確的是 a 物體重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) 當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力大 當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時(shí) 物體的重力小b 重力的方向跟支承面垂直c 重力的作用點(diǎn)是物體的重心d 重力的方向是垂直向下 c 3 彈力 1 直接接觸的物體間由于發(fā)生而產(chǎn)生的力 彈性形變 2 產(chǎn)生條件 兩物體 物體發(fā)生 直接接觸 彈性形變 3 彈力方向的確定 壓力 支持力的方向總是于接觸面 若接觸面是曲則于過(guò)接觸點(diǎn)的切面 指向被壓或被的物體 繩的拉力方向總是沿繩指向繩的方向 桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向 可由物體平衡條件判斷方向 垂直 垂直 支持 收縮 4 彈力大小的確定 彈簧在彈性限度內(nèi)彈力的大小遵循胡克定律 f 一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 利用牛頓定律或平衡條件來(lái)計(jì)算 kx 二 題型分析 1 彈力方向判斷 彈力方向與物體形變的方向相反 作用在迫使物體發(fā)生形變的那個(gè)物體上 常見(jiàn)的幾種情況 彈簧兩端的彈力方向 輕繩的彈力方向 面與面接觸的彈力方向 點(diǎn)與面接觸的彈力方向 桿受力有拉伸 壓縮 彎曲 扭轉(zhuǎn)形變與之對(duì)應(yīng) 桿的彈力方向具有多向性 不一定沿桿方向 若輕桿兩端受到拉伸或擠壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉力或壓力 拉力或壓力的方向沿桿方向 因?yàn)榇藭r(shí)只有輕桿兩端受力 在這兩個(gè)力作用下桿處于平衡狀態(tài) 則這兩個(gè)力必為平衡力 必共線(xiàn) 即沿桿的方向 1 根據(jù)物體產(chǎn)生形變的方向判斷 2 根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)情況 利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷 例1 標(biāo)出各物體在a b c處所受的支持力的方向 例2 圖中a b c為三個(gè)物塊 m n為兩個(gè)輕質(zhì)彈簧 r為跨過(guò)定滑輪的輕繩 它們連接如圖并處于平衡狀態(tài)a 有可能n處于拉伸狀態(tài)而m處于壓縮狀態(tài)b 有可能n處于壓縮狀態(tài)而m處于拉伸狀態(tài)c 有可能n處于不伸不縮狀態(tài)而m處于拉伸狀態(tài)d 有可能n處于拉伸狀態(tài)而m處于不伸不縮狀態(tài) ad 例3 小車(chē)上固定著一根彎成 角的曲桿 桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的球 試分析下列情況下桿對(duì)球的彈力的大小和方向 1 小車(chē)靜止 2 小車(chē)以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng) 解 1 物體平衡 受二力 二力平衡 故 n mg 方向豎直向上 2 選小球?yàn)檠芯繉?duì)象 運(yùn)動(dòng)狀況是加速 合力方向與加速度方向一致 受力分析 規(guī)律總結(jié) 根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)情況 利用牛頓第二定律判斷 關(guān)鍵在于先判定加速度方向 從而確定合力方向 例1 如圖所示 均勻的球靜止于墻角 若豎直的墻面是光滑的 而水平的地面是粗糙的 試分析均勻球的受力情況 2 彈力有無(wú)的判斷 撤墻假設(shè) 1 條件判據(jù) g n 2 假設(shè)撤墻 球仍靜止 3 由此判斷 無(wú)t 撤墻假設(shè) 不明智 1 物塊a b疊放于水平面 2 撤去a b仍靜止 3 由此判斷 a對(duì)b無(wú)壓力 f 1 假設(shè)有t 向右加速 2 為使平衡 應(yīng)有f 3 如有f 球?qū)⑥D(zhuǎn)動(dòng) 4 無(wú)f 無(wú)t 正確思路 分析除彈力以外其它力的合力 看該合力是否滿(mǎn)足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 若不滿(mǎn)足 則存在彈力 若滿(mǎn)足則不存在彈力 例2 如圖所示 細(xì)繩豎直拉緊 小球和光滑斜面接觸 并處于平衡狀態(tài) 則小球的受力是 a 重力 繩的拉力b 重力 繩的的拉力 斜面的彈力c 重力 斜面的彈力d 繩的拉力 斜面的彈力 a 例3 一塊鐵板折成如圖形狀 光滑的球置于水平面bc上 鐵板和球一起 1 向右加速運(yùn)動(dòng) 2 沿垂直ab斜向上勻速運(yùn)動(dòng)問(wèn) ab對(duì)球有無(wú)彈力 1 有 2 無(wú) 3 彈力大小的計(jì)算 1 一般彈力的大小沒(méi)有現(xiàn)成公式 只能利用物體的平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解彈力大小 例1 如圖所示 一根彈性桿的一端固定在傾角300的斜面上 桿的另一端固定一個(gè)重量為2n的小球 小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí) 桿對(duì)小球的彈力 a 大小為2n 方向平行于斜面向上b 大小為1n 方向平行于斜面向上c 大小為2n 方向垂直于斜面向上d 大小為2n 方向豎直向上 d 例2 如圖所示 三根質(zhì)量和形狀都相同的光滑圓柱體 擱在兩墻角上 它們的重心位置不同 將它們的重心畫(huà)在同一截面上 重心的位置分別用1 2 3標(biāo)出 重心2與圓心o重合 三個(gè)重心位置均在同一豎直線(xiàn)上 f1f2f3分別為三根圓柱體對(duì)墻的壓力 則 a b c d a f f g 例3 如圖所示 有一箱裝得很滿(mǎn)的土豆 以一定的初速度在動(dòng)摩擦因數(shù)為 的水平地面上做勻減速運(yùn)動(dòng) 不計(jì)其他外力及空氣阻力 則中間一質(zhì)量為m的土豆a受到其他土豆對(duì)它的作用大小應(yīng)是 a mgb mgc mgd mg 1 c 2 胡克定律 用于求彈簧產(chǎn)生的彈力或遵循胡克定律的橡皮條的彈力 在彈性限度內(nèi)彈力的變化量與形變量的變化量成正比 公式 f kx k為勁度系數(shù) x為形變量 或 f k x 例1 一個(gè)彈簧秤 由于更換彈簧 不能直接在原來(lái)的刻度上準(zhǔn)確讀數(shù) 經(jīng)測(cè)試 不掛重物時(shí) 示數(shù)為2n 掛100n的重物時(shí) 示數(shù)為92n 彈簧仍在彈性限度內(nèi) 那么當(dāng)讀數(shù)為20n時(shí) 所掛物體的實(shí)際重力為n 20 解析 設(shè)該彈簧秤刻度板上相差1n的兩條刻度線(xiàn)的距離為a 其勁度系數(shù)為k 由胡克定律得 當(dāng)掛100n重物時(shí)有 100 k 92 2 a 當(dāng)示數(shù)為20n時(shí)有 g k 20 2 a 由 聯(lián)立方程組可得g 20n 例2 如圖所示 兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2 兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2上面木塊壓在上面的彈簧上 但不拴接 整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊 直到它剛離開(kāi)上面彈簧 在這過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離為 a b c d c 例3 a b兩個(gè)物塊的重力分別是ga 3n gb 4n 彈簧的重力不計(jì) 整個(gè)裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài) 這時(shí)彈簧的彈力f 2n 則天花板受到的拉力和地板受到的壓力 有可能是 a 1n 6nb 5n 6nc 1n 2nd 5n 2n ad 解析 彈簧的彈力為2n 有兩種可能情形 彈簧處于拉伸狀態(tài) 彈簧處于壓縮狀態(tài) 因此 應(yīng)有兩組解 規(guī)律總結(jié) 彈簧本身的特點(diǎn)決定了當(dāng)彈簧處于拉伸和壓縮時(shí)彈簧都能產(chǎn)生彈力 若無(wú)特殊指明 應(yīng)考慮兩種情況 例4 用手拉k1上端a 使它緩慢上移 當(dāng)乙中彈力為原來(lái)的2 3時(shí) 甲上端移動(dòng)的距離為多少 例5 s1和s2表示勁度系數(shù)分別為k1和k2兩根輕質(zhì)彈簧 k1 k2 a和b表示質(zhì)量分別為ma和mb的兩個(gè)小物塊 ma mb 將彈簧與物塊按圖示方式懸掛起來(lái) 現(xiàn)要求兩根彈簧的總長(zhǎng)度最大則應(yīng)使 a s1在上 a在上b s1在上 b在上c s2在上 a在上d s2在上 b在上 d 例6 一根大彈簧內(nèi)套一根小彈簧 小彈簧比大彈簧長(zhǎng)0 2m 它們的一端固定 另一端自由 如圖所示 求這兩根彈簧的勁度系數(shù)k1 小彈簧 和k2 大彈簧 分別為多少 k1 100n mk2 200n m 三 解題注意點(diǎn) 1 彈簧秤的讀數(shù) 輕彈簧鉤子上受的力即為彈簧秤的讀數(shù) 5n 5n 讀數(shù) f 5n 平衡狀態(tài) 加速上升 5n 讀數(shù) 5n 例 如圖所示 四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置 它們的右端受到大小皆為f的拉力作用 而左端的情況各不相同 中彈簧的左端固定在墻上 中彈簧的左端受大小也為f的拉力作用 中彈簧的左端拴一小物塊 物塊在光滑的桌面上滑動(dòng) 中彈簧的左端拴一小物塊 物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng) 若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零 以l1 l2 l3 l4依次表示四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量 試比較l1 l2 l3 l4 l1 l2 l3 l4 2 區(qū)別彈簧與剛性繩 剪斷1繩瞬間a球所受合力 剪斷1繩瞬間b球所受合力 a b 彈簧 發(fā)生的是宏觀(guān)形變 恢復(fù)需要時(shí)間 剛性繩 發(fā)生的是微小形變 外力消失時(shí) 形變能立即消失 3 區(qū)別一根繩和兩根繩 1 同一根繩中張力處處相等 從p移到q 繩中張力如何變