高考總復(fù)習(xí)理課件4 力、重力和彈力

1、 內(nèi)容要求說明滑動(dòng)摩擦、靜摩擦、動(dòng)摩擦因數(shù)形變、彈性、胡克定律矢量和標(biāo)量力的合成和分解共點(diǎn)力的平衡實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則要求會(huì)正確使用的儀器為彈簧測(cè)力計(jì)力的概念是貫穿于整個(gè)高中物理的基本概念在物理學(xué)的各分支領(lǐng)域中都有大量的應(yīng)用，是高考中的必考內(nèi)容，其中彈力、摩擦力的考查是高考中的一個(gè)熱點(diǎn)問題，一般需要對(duì)物體進(jìn)行受力分析并利用牛頓定律等知識(shí)進(jìn)行綜合分析才能求解，是歷年高考的必考內(nèi)容物體的平衡是本章知識(shí)的綜合應(yīng)用，同時(shí)也是考查的重點(diǎn)、難點(diǎn)，需建立在對(duì)各種力的產(chǎn)生條件、受力情況分析及力的合成與分解的基礎(chǔ)上求解在復(fù)習(xí)常見的三種力時(shí)，應(yīng)當(dāng)多與生活中的事例相結(jié)合，在感性

2、認(rèn)知的基礎(chǔ)上正確建立這些力的概念靜摩擦力是一種非?！奥斆鳌钡牧Γ拇笮?、方向、存亡都會(huì)隨其他力發(fā)生變化因此分析靜摩擦力，應(yīng)會(huì)從物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來進(jìn)行分析對(duì)于彈力的復(fù)習(xí)，通過若干具體實(shí)例的分析、練習(xí)，掌握各種常見彈力如拉力、壓力、支持力的方向特別是輕桿的彈力，當(dāng)桿受力較復(fù)雜時(shí)，桿中彈力的方向要具體問題具體分析關(guān)于彈簧的彈力大小，遵守胡克定律，要求定量分析在理解和掌握了各種常見力以后，多做一些受力分析的習(xí)題，在練習(xí)中要注意養(yǎng)成良好的受力分析習(xí)慣，提高受力分析的熟練性、正確性、規(guī)范性 課時(shí)4力、重力和彈力 基礎(chǔ)梳理1力概念：力是物體對(duì)物體的作用基本特征：(1)力的物質(zhì)性：力的作用不

3、能離開物體而存在，有力必有受力物體和施力物體(2)力的相互性：物體之間力的作用總是相互的，施力物體同時(shí)也是受力物體(3)力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向(4)力的作用效果：使物體發(fā)生形變或使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化(物體的速度發(fā)生變化，即產(chǎn)生加速度)(5)力的三要素：力的大小、方向和作用點(diǎn)要注意力的圖示與受力示意圖的區(qū)別2重力概念：由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力地面附近的一切物體，無論其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，都受重力作用表達(dá)式：gmg.基本特征：(1)在同一個(gè)地點(diǎn)g值是一個(gè)不變的常數(shù)，而在不同地點(diǎn)g值不同，物體所受重力隨其所在地球上緯度的不同而改變，隨物體所在高度的不同而改變(2)重力的方向

4、：豎直向下(不是垂直向下)(3)重力的作用點(diǎn)重心：物體的每一部分都受到重力的作用，但為了研究問題簡(jiǎn)單，我們認(rèn)為一個(gè)物體的重力集中作用在一點(diǎn)上，這一點(diǎn)稱為物體的重心 疑難詳析1力的分類(1)按性質(zhì)的不同，分為重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、萬有引力等；(2)按效果的不同，分為拉力、推力、壓力、動(dòng)力、阻力、向心力、支持力等；(3)按研究對(duì)象的不同，可分為內(nèi)力與外力2影響重心位置的因素：質(zhì)量分布和形狀(1)質(zhì)量分布均勻的物體的重心位置，只與物體的形狀有關(guān)質(zhì)量分布均勻形狀規(guī)則的物體，它的重心在其幾何中心上(2)質(zhì)量分布不均勻的物體的重心不在其幾何中心此時(shí)，物體的重心可用懸掛法、支持法確定(3)物體

5、重心的位置不一定總在物體上，重心可能在物體上，也可能在物體外例如圓環(huán)、三角框架等，其重心都不在物體上 深化拓展重力與萬有引力的關(guān)系 圖1(1)重力雖然由萬有引力產(chǎn)生，但重力一般不等于萬有引力重力與萬有引力的關(guān)系如圖1所示，重力只是萬有引力的一個(gè)分力，萬有引力的另一個(gè)分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力只有在地球的南極和北極兩地，物體的重力與萬有引力才大小相等；(2)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，但重力不是萬有引力，這是兩個(gè)不同性質(zhì)的力；重力的大小隨緯度的增大而增大，隨高度的增加而減小但是，除非特別考查，一般認(rèn)為在地球表面附近物體的重力大小不變 基礎(chǔ)梳理概念：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，

6、對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力表達(dá)式：fkx(彈簧彈力的計(jì)算公式)基本特征：(1)彈力是由于施力物體形變而引起的例如物體a對(duì)物體b的彈力是由于物體a發(fā)生形變而引起(2)彈力產(chǎn)生的條件：物體直接相互接觸；物體發(fā)生彈性形變 疑難詳析1彈力的大小彈力的大小與物體形變量有關(guān)，形變量越大，彈力越大(1)對(duì)于難以觀察的微小形變，可以由物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)用物體平衡條件來確定彈力大小(2)對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力f的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比數(shù)學(xué)表達(dá)式是：fkx，還可以表示成fkx，其中k叫做彈簧的勁度系

7、數(shù)，其數(shù)值上等于彈簧發(fā)生單位長(zhǎng)度形變時(shí)產(chǎn)生的彈力大小，它是用來描述彈簧的基本性質(zhì)的物理量勁度系數(shù)跟彈簧的長(zhǎng)度、彈簧的材料、彈簧絲的粗細(xì)都有關(guān)系，對(duì)于一個(gè)確定的彈簧來說，它的勁度系數(shù)是一定的在國(guó)際單位制中，勁度系數(shù)k的單位是牛/米2彈力的方向彈力的方向始終跟物體的形變方向相反，或與使物體發(fā)生形變的外力方向相反凡是支持物對(duì)物體的彈力，方向總是垂直于接觸面并指向受力物體凡是一根線(或繩)對(duì)物體的彈力，方向總是沿線(或繩)收縮的方向舉例：輕繩中的彈力方向始終沿著輕繩桿中的彈力方向不一定沿桿面與面、點(diǎn)與面接觸處的彈力方向垂直于面(曲面則垂直于接觸點(diǎn)的切面) 深化拓展如何判斷兩個(gè)物體間是否存在彈力(1)根

8、據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷，即看物體間是否直接接觸以及物體是否發(fā)生彈性形變(2)用假設(shè)法判斷當(dāng)彈力的存在與否難以根據(jù)第一點(diǎn)直接判斷時(shí)，可以假設(shè)兩個(gè)物體之間彈力不存在，看物體是否還能保持現(xiàn)在的狀態(tài)，如果能說明則沒有彈力，否則就是有彈力(3)根據(jù)“物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”分析對(duì)物體進(jìn)行受力分析，判斷需不需要彈力，物體才能保持現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)注意：彈力是接觸力，但不是所有相互接觸的物體之間都存在彈力，物體發(fā)生彈性形變是產(chǎn)生彈力的必要條件題型一對(duì)重力和重心的理解例1如圖2所示，兩輛車在以相同的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識(shí)你可以得出的結(jié)論是() 圖2解析物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力

9、集中于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是物體的重心，a正確；重力的方向總是和水平面垂直，是豎直向下而不是垂直向下，b錯(cuò)誤；從圖中可以看出，汽車(包括貨物)的形狀和質(zhì)量分布發(fā)生了變化，重心的位置就發(fā)生了變化，c正確；力不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是使物體發(fā)生形變或產(chǎn)生加速度的原因，d錯(cuò)誤答案ac題后反思：正確理解力的概念，掌握重力方向豎直向下，垂直水平面向下，但不一定垂直接觸面.因?yàn)榻佑|面不一定水平.明確重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量有關(guān).質(zhì)量為2 kg的物體被一根細(xì)繩懸吊在天花板下靜止(g取9.8 n/kg)，則以下說法正確的是 ()a物體重力大小等于19.6 nb物體對(duì)繩的拉力與物體重力的大小、方向均相同，所以它們

10、是同一個(gè)力c剪斷細(xì)繩后，物體不受任何力的作用d物體的各部分中，只有重心處受重力解析：由重力和質(zhì)量的關(guān)系可知gmg29.8 n19.6 n，a選項(xiàng)正確判斷兩個(gè)力是否是同一個(gè)力不能僅看大小、方向是否相同，還要看作用點(diǎn)、性質(zhì)等因素物體對(duì)繩的拉力，施力物體是該物體，受力物體是繩，作用點(diǎn)在繩上，屬于彈力，而重力的施力物體是地球，受力物體是該物體，作用點(diǎn)在該物體上，它們不是同一個(gè)力，b選項(xiàng)不正確剪斷細(xì)繩后，物體仍然受重力作用，c選項(xiàng)不正確物體的各部分都受重力，從“效果”上看跟重力作用在重心一樣，d選項(xiàng)不正確答案：a題型二彈力的分析和計(jì)算例2(2010遼寧丹東模擬)如圖3所示，小車上固定著一根彎成角的曲桿，

11、桿的另一端固定著一個(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)小車靜止；(2)小車以加速度a水平向右運(yùn)動(dòng)解析(1)小車靜止時(shí)，根據(jù)物體平衡條件知，桿對(duì)球產(chǎn)生的彈力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg.圖3 圖4(2)選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小車以加速度a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球所受重力和桿的彈力的合力一定水平向右，此時(shí)，彈力f的方向一定指向右上方，只有這樣，才能保證小球在豎直方向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速度假設(shè)小球所受彈力方向與豎直方向的夾角為(如圖4所示)，根據(jù)牛頓第二定律有題后反思：接觸面間的彈力方向一定垂直于接觸面，但固定在桿上的物體所受的彈力其大小和方向都是可變的，其方向可

12、能沿桿也可能不沿桿，故需利用平衡條件或牛頓第二定律來分析計(jì)算.在下圖中，a、b(a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài))間一定有彈力的是 () 解析：a選項(xiàng)中，a、b間如果存在彈力，則b給a的彈力水平向左，a將向左側(cè)加速運(yùn)動(dòng)，顯然與題設(shè)要求不符，故a選項(xiàng)中a、b間無彈力作用同理，c選項(xiàng)中a、b間沒有彈力對(duì)于d選項(xiàng)，也可以假設(shè)a、b間有彈力，則a(斜面)對(duì)b的彈力將垂直于斜面向上，因此，b所受的合外力不為零，即b不可能處于靜止?fàn)顟B(tài)b選項(xiàng)，假設(shè)b對(duì)a沒有彈力，則a所受的合外力不為零，將不可能靜止，故a、b間必須存在彈力故選b.答案：b題型三彈簧彈力的計(jì)算圖5例3如圖5所示，勁度系數(shù)為k1的輕彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1

13、、m2的物塊拴接，勁度系數(shù)為k2的輕彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)施力將物塊1緩慢豎直上提，直到下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面在此過程中，物塊2向上移動(dòng)了多少？物塊1向上移動(dòng)了多少？ 題后反思：(1)本題以平衡條件、胡克定律等知識(shí)為依據(jù)，考查物理規(guī)律的靈活應(yīng)用及處理復(fù)雜物理過程的能力.(2)因?yàn)閺椈傻膹椓與形變量x成正比，所以當(dāng)彈簧在原基礎(chǔ)上再伸長(zhǎng)(或縮短)x時(shí)，彈力的改變量f=kx. 圖6 圖7如圖6所示，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧，豎直放在桌面上，上面壓一質(zhì)量為m的物塊，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧豎直地放在物塊上面，其下端與物塊上表面連接在一起，現(xiàn)想使物

14、塊在靜止時(shí)，下面彈簧承受物重的2/3，應(yīng)將上面彈簧的上端a豎直向上提高多大的距離？ 1如圖8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，則有 ()圖8al2l1bl4l3cl1l3 dl2l4解析：解析：由于彈簧質(zhì)量不考慮，所以四種情況下彈簧的由于彈簧質(zhì)量不考慮，所以四種情況下彈簧的伸長(zhǎng)量只由力伸長(zhǎng)量只由力f決定，

15、力決定，力f相同，則彈簧伸長(zhǎng)量相同，所以相同，則彈簧伸長(zhǎng)量相同，所以d選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確答案：答案：d2.(2008.廣東高考)如圖9所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)支架上，斜梁ob與豎直方向的夾角為.設(shè)水平橫梁oa和斜梁ob作用于o點(diǎn)的彈力分別為f1和f2，以下結(jié)果正確的是 ()圖9 圖10解析：分析o點(diǎn)受力如圖10所示，由共點(diǎn)力的平衡知識(shí)可得f1mgtan，f2mg/cos，故d正確，a、b、c錯(cuò)誤答案：d3.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15 n重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.16 m；懸掛20 n重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.18 m，則彈簧的原長(zhǎng)l0和勁度系數(shù)k分別為 ()al00.02 mk500 n/mbl00.10 mk500 n/mcl00.02 mk250 n/mdl00.10 mk250 n/m解析：由fkx可得15k(0.16l0)20k(0.18l0)聯(lián)立得k250 n/m，l00.10 md正確，a、b、c錯(cuò)誤答案：d圖114.一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，小球通過細(xì)繩與車頂相連小球某時(shí)刻正處于圖示狀態(tài)設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為n，細(xì)繩對(duì)小球的拉力為t，關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況，下列說法正確的是 ()a若小車向左運(yùn)動(dòng)，n可能為零b若小車向左運(yùn)動(dòng)，t可能為零c若小車向右運(yùn)