2023學年完整公開課版重力彈力

課件編輯說明第3講重力、彈力知識自查必備│考點互動探究│教師備用習題考試標準知識內容考試要求說明重力、基本相互作用c不要求多個彈簧的串、并聯(lián)問題.彈力c知識自查必備【知識總覽】知識自查必備【辨別明理】(1)自由下落的物體所受重力為零. (

)(2)重力的方向不一定指向地心. (

)(3)彈力一定產生在相互接觸的物體之間. (

)(4)相互接觸的物體間一定有彈力. (

)(5)F=kx中“x”表示彈簧形變后的長度. (

)×√√××考點互動探究1.(重心)(多選)[魯科版必修1改編]

在對重力的本質還未認清之前,我國古代勞動人民就對其有了比較復雜的應用.我國西安半坡出土了一件距今約五千年的尖底陶瓶,如圖所示,這種陶瓶口小、腹大、底尖,有兩耳在瓶腹偏下的地方.若用兩根繩子系住兩耳吊起瓶子,就能從井中取水.下列說法正確的是 (

)A.陶瓶的重心在裝水前后始終不變B.陶瓶的重心隨裝水的多少發(fā)生變化C.陶瓶未裝水時,其重心在兩吊耳的下方D.陶瓶裝滿水時,其重心在兩吊耳的上方考點一關于重力、彈力有無的判斷BD考點互動探究[解析]當陶瓶未裝水時,其重心在兩吊耳的上方,用繩懸掛放進水中,瓶傾倒,水自動流入;瓶中裝入適量水時,重心降到吊耳下方;瓶中裝滿水時,重心又高于吊耳,瓶會自動傾倒,倒出多余的水.重心隨裝水的多少發(fā)生變化,選項B、D正確.考點互動探究2.(力的示意圖)畫出圖中物體A受力的示意圖.考點互動探究[答案]如圖所示考點互動探究3.(彈力有無的判斷)(多選)如圖所示,用兩根細線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點O,并用第三根細線連接A、B兩小球,然后用某個力F作用在小球A上,使三根細線均處于拉直狀態(tài),且OB細線恰好沿豎直方向,兩小球均處于靜止狀態(tài),則該力可能為圖中的 (

)A.F1

B.F2

C.F3

D.F4BC考點互動探究[解析]由于小球B處于靜止狀態(tài),且細線OB沿豎直方向,因此細線AB無彈力,對小球A受力分析,由于它受力平衡,根據(jù)小球A受到的細線的拉力和重力的方向可知,施加給小球A的力F可能沿F2或F3的方向,故選項B、C正確.考點互動探究1.重力方向與重心(1)重力方向:總是豎直向下的,但不一定和接觸面垂直,也不一定指向地心.(2)重心:物體的每一部分都受重力作用,可認為重力集中作用于一點即物體的重心.影響重心位置的因素:①物體的幾何形狀;②物體的質量分布.■要點總結考點互動探究2.彈力有無的判斷(1)條件法:根據(jù)彈力產生的兩個條件——接觸和形變直接判斷.(2)假設法:在一些微小形變難以直接判斷的情況下,可以先假設有彈力存在,然后判斷是否與研究對象所處狀態(tài)的實際情況相符合.(3)狀態(tài)法:根據(jù)研究對象的運動狀態(tài)進行受力分析,判斷物體保持現(xiàn)在的運動狀態(tài)是否需要彈力.(4)替換法:可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產生明顯形變的物體來替換,看能否維持原來的運動狀態(tài).考點互動探究考點二彈力的分析與計算1.彈力方向:可根據(jù)力的特點判斷,也可根據(jù)運動狀態(tài)、平衡條件或牛頓運動定律確定(如桿的彈力).考點互動探究2.彈力大小:除彈簧類彈力由胡克定律計算外,一般要結合運動狀態(tài),根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解.考點互動探究1.(彈力的方向)有三個重力、形狀都相同的光滑圓柱體,它們的重心位置不同,放在同一方形槽上.為了方便,將它們畫在同一圖上,如圖所示,其重心分別用C1、C2、C3表示,FN1、FN2、FN3分別表示三個圓柱體對槽的壓力,則 (

)

A.FN1=FN2=FN3B.FN1<FN2<FN3C.FN1>FN2>FN3D.FN1=FN3>FN2A考點互動探究[解析]每個圓柱體均受重力和槽的支持力,重力相同,根據(jù)平衡條件可知,槽的支持力與重力大小相等,與重心的位置無關,根據(jù)牛頓第三定律可知,三個圓柱體對槽的壓力大小相等.考點互動探究2.(由狀態(tài)分析彈力方向)(多選)如圖所示,小車上固定著一根彎成θ角的曲桿,桿的另一端固定一個質量為m的小球.下列關于桿對球的作用力F的判斷正確的是(重力加速度為g) (

)A.小車靜止時,F=mg,方向豎直向上B.小車靜止時,F=mgcosθ,方向垂直于桿向上C.小車向右以加速度a運動時,F的方向沿桿向上D.小車向右以加速度a運動時,F的方向斜向右上方,可能不沿桿AD考點互動探究

考點互動探究

B考點互動探究

考點互動探究(1)任何彈力都是由于形變引起的.(2)對于難以觀察到的微小形變,通常從狀態(tài)出發(fā),利用“假設法”、平衡條件和牛頓第二定律等確定彈力是否存在及彈力的大小和方向.(3)胡克定律適用于能發(fā)生明顯形變的彈簧、橡皮筋等物體.■要點總結考點互動探究考點三輕繩、輕桿、輕彈簧模型【物理建模】對比項彈力表現(xiàn)形式彈力方向能否突變輕繩拉力沿繩收縮方向能輕桿拉力、支持力不確定能輕彈簧拉力、支持力沿彈簧軸線否橡皮條拉力沿橡皮條收縮方向否

考點互動探究考向一

輕繩(活結與死結)1.“活結”:跨過光滑滑輪(或桿、釘子)的輕繩,其兩端張力大小相等.2.“死結”:如果幾段輕繩系在一個結點上,那么這幾段輕繩的張力大小不一定相等.考點互動探究

C考點互動探究

考點互動探究變式題節(jié)日里懸掛燈籠是我國的一種民俗.由于建筑物位置原因,懸掛時A、B點高度不同,如圖所示,B點高于A點,O為結點,輕繩AO、BO長度相等,拉力分別為FA、FB,燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是 (

)A.FA一定小于GB.FA一定小于FBC.FA與FB大小相等D.FA與FB大小之和等于GB考點互動探究[解析]以O點為研究對象作出受力分析圖,如圖所示,由于B點比A點高,根據(jù)幾何關系可知α>β,O點受到FA、FB、FT三個力作用,根據(jù)平衡條件可知,FA與FB的合力與重力G大小相等,方向相反,所以此合力的方向豎直向上,根據(jù)幾何關系可知FB>FA,但不能判斷FA與G的大小關系,根據(jù)三角形中兩邊之和大于第三邊可知,FA與FB大小之和大于G,故B正確,A、C、D錯誤.考點互動探究考向二

輕彈簧“輕彈簧”“橡皮繩”是理想化模型,具有如下特性:(1)在彈性限度內,彈力遵循胡克定律F=kx,其中x是彈簧的形變量.(2)輕彈簧(或橡皮繩)的質量可視為零.(3)彈簧既能受到拉力作用,也能受到壓力作用(沿著彈簧的軸線),橡皮繩只能受到拉力作用,不能受到壓力作用.輕彈簧(或橡皮繩)上的力不能突變.考點互動探究例2(多選)如圖所示,在豎直方向上,兩根完全相同的輕質彈簧a、b一端與質量為m的物體相連接,另一端分別固定,當物體平衡時,如果 (

)A.a被拉長,則b一定被拉長B.a被壓縮,則b一定被壓縮C.b被拉長,則a一定被拉長D.b被壓縮,則a一定被拉長BC考點互動探究[解析]對物體受力分析,由平衡條件可知,當a對物體有拉力Fa時,若Fa>mg,則b被拉長,若Fa<mg,則b被壓縮,若Fa=mg,則b處于自然狀態(tài),選項A錯誤;同理,選項D錯誤;若a被壓縮,則b對物體施加的一定是向上的支持力,即b一定被壓縮,選項B正確;同理,選項C正確.考點互動探究變式題(多選)[2019·南潯聯(lián)考]

四個完全相同的輕質彈簧測力計的外殼通過繩子分別與四個完全相同的物體相連,掛鉤一端施加沿軸線方向的恒力,大小為F,如圖所示的四種情況中說法正確的是 (

)A.如果圖甲中的物體靜止在水平地面上,那么彈簧測力計的讀數(shù)可能小于FB.如果圖乙中的物體靜止在斜面上,那么彈簧測力計的讀數(shù)一定等于FC.如果圖丙中的物體靜止在粗糙水平地面上,那么彈簧測力計的讀數(shù)一定等于FD.如果已知圖丁中水平地面光滑,則由于物體的質量未知,無法判定彈簧測力計的讀數(shù)與F的大小關系BC考點互動探究[解析]處于輕質彈簧來說,無論與其相連的物體處于什么樣的運動狀態(tài),彈簧兩端所受的拉力都相等,所以輕質彈簧測力計的讀數(shù)一定等于掛鉤上的拉力,即彈簧測力計的讀數(shù)一定等于F,故B、C正確,A、D錯誤.考點互動探究考向三

輕桿(活桿與死桿)1.“活桿”:即一端由鉸鏈相連的輕質活動桿,它的彈力方向一定沿桿的方向.2.“死桿”:即輕質固定桿,它的彈力方向不一定沿桿的方向,需要結合平衡條件或牛頓第二定律求得.考點互動探究例3圖甲中輕繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的光滑定滑輪掛住一個質量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端G通過輕繩EG拉住,EG與水平方向成30°角,輕桿的G端用輕繩GF拉住一個質量為M2的物體,重力加速度為g.求:(1)輕繩AC段的張力FTAC與輕繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對C端的支持力;(3)輕桿HG對G端的支持力.考點互動探究

考點互動探究

教師備用習題1.如圖所示,A、B兩物體并排放在水平桌面上,C物體疊放在A、B上,D物體懸掛在線的下端時線恰好豎直,且D物體與斜面接觸.若接觸面均光滑,所有物體均靜止,下列說法中正確的是 (

)A.A對B的彈力方向水平向右B.C對地面的壓力大小等于C的重力C.D對斜面沒有壓力作用D.斜面對D的支持力垂直斜面向上C教師備用習題[解析]物體接觸并產生彈性形變時就能產生彈力作用,無法直接判斷有無形變時,可用假設法.若A、B間有彈力作用,則A、B不能保持靜止狀態(tài),所以A和B之間沒有彈力,A錯誤;C對A、B產生向下的壓力作用,對地面并不產生壓力,B錯誤;如果去掉斜面,D物體仍然靜止,保持原來的狀態(tài),所以D與斜面之間沒有彈力作用,C正確,D錯誤.教師備用習題2.如圖所示為一輕質彈簧的長度和彈力大小的關系圖像.根據(jù)圖像判斷,正確的結論是 (

)A.彈簧的原長為6cmB.彈簧的勁度系數(shù)為1N/mC.可將圖像中右側的圖線無限延長D.該彈簧兩端各加2N拉力時,彈簧的長度為10cmA教師備用習題

教師備用習題3.(多選)如圖所示,某同學通過滑輪組將一重物吊起,該同學對繩的豎直拉力為F1,對地面的壓力為F2,不計滑輪與繩的重力及摩擦,則在重物緩慢上升的過程中,下列說法正確的是 (

)A.F1逐漸變小B.F1逐漸變大C.F2逐漸變小D.F2先變大后變小BC教師備用習題

教師備用習題4.如圖所示的四個圖中,AB、BC均為輕質桿,各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接,兩桿都在B處由鉸鏈連接,且系統(tǒng)均處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用等長的輕繩來代替輕桿,若要求繼續(xù)保持平衡,則 (