2024年高考物理第一輪復習強化練習試題：第1講　重力　彈力

氏?相互作用——力

【課程標準內容及要求】1.認識重力、彈力與摩擦力。2.知道滑動摩擦和靜摩擦

現(xiàn)象，能用動摩擦因數(shù)計算滑動摩擦力的大小。3.能用共點力的平衡條件分析生

產生活中的問題。實驗二：探究彈簧彈力與形變量的關系。實驗三：探究兩個互

成角度的力的合成規(guī)律。

第1講重力彈力

|□夯實些備知識

一、重力

1.產生：由于地球的吸引而使物體受到的力。

注意：重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的一個分力。

2.大小：G=mg,可用彈簧測力計測量。

注意：物體在地球上不同位置處質量不會變；G的變化是由g的變化引起的。

3.方向：總是豎直向下。

注意：豎直向下是和水平面垂直向下，不一定和接觸面垂直，也不一定指向地心。

4.重心：一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可認為各部分受到

的重力作用集中于一點，這一點叫作物體的重心。

(1)影響重心位置的因素：物體的幾何形狀；物體的質量分布。

⑵不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：懸掛法。

注意：重心的位置不一定在物體上。

二、彈力

1.彈力

(1)定義：發(fā)生形變的物體,要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用。

(2)產生條件

①物體間直接接觸；

②接觸處發(fā)生跑生混變。

(3)方向：總是與施力物體形變的方向相反。

2.胡克定律

(1)內容：在彈性限度內，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力產的大小跟彈簧伸長(或縮

短)的長度x成正比。

(2)表達式：F=kx

①女叫作彈簧的勁度系數(shù),單位是牛頓每米，符號是N/m；〈的大小由彈簧自身性

質決定。

②妹是彈簧長度的變化量,不是彈簧形變以后的長度。

【自測】下列圖中各物體均處于靜止狀態(tài)。圖中畫出了小球A所受彈力的情況，

其中正確的是()

|口研透命題要點

命題點一彈力的有無及方向的判斷

1.“三法”判斷彈力有無

2.彈力方向的判斷

與

面

平

公

垂

共

一直

接

面

觸

而

面平

與

面

一

直

垂

于

與

面

平

I

I

l

H

I

i

l

面

平

接

垂

點

過

點

觸與

-

面

直

于

面

方平

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j

與

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由

^

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磯

繩

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可

卜

不

桿

T

示

物

。

受

所

情

如

畫

的

意圖

力

中

體

景

圖

示

出

A

例

【

：

1

直方

輕質彈

豎

直

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小車

所

針

【

條與豎

簧一

和

一根

方向

內沿

，

】

示

圖

如

練

1

1

訓

對

向成a角的細繩拴接一小球。當小車與小球相對靜止，一起在水平面上運動時,

下列說法正確的是（）

A.細繩一定對小球有拉力的作用

B.輕彈簧一定對小球有彈力的作用

C.細繩不一定對小球有拉力的作用，但是輕彈簧對小球一定有彈力

D.細繩不一定對小球有拉力的作用，輕彈簧對小球也不一定有彈力

答案D

解析當小車勻速運動時，彈簧彈力大小等于小球重力大小，細繩的拉力FT=O；

當小車和小球向右做勻加速直線運動時，繩的拉力不能為零，彈簧彈力有可能為

零，故D正確。

命題點二彈力分析的“四類模型”問題

1.四類模型的比較

輕繩輕桿彈性繩輕彈簧

質量大小0000

拉伸形變、

受外力作用時拉伸形變、

拉伸形變壓縮形變、拉伸形變

形變的種類壓縮形變

彎曲形變

受外力作用時較大，不可較大，不可

微小，可忽略微小，可忽略

形變量大小忽略忽略

沿著彈簧，

沿著繩，指向既能沿著桿，也沿著繩，指向

指向彈簧恢

彈力方向繩收縮的方可以跟桿成任意繩收縮的方

復原長的方

向角度向

向

彈力大小變

可以突變可以突變不能突變不能突變

化情況

2.計算彈力大小的三種方法

(1)根據(jù)胡克定律進行求解。

(2)根據(jù)力的平衡條件進行求解。

(3)根據(jù)牛頓第二定律進行求解。

模型1繩的彈力

【例2：如圖2所示，水平直桿。尸右端固定于豎直墻上的。點，長為L=2m的

輕繩一端固定于直桿尸點，另一端固定于墻上。點正下方的。點，0P長為d=

1.2m,重為8N的鉤碼用質量不計的光滑掛鉤掛在輕繩上且處于靜止狀態(tài)，則輕

繩的彈力大小為()

圖2

A.IONB.8N

C.6ND.5N

答案D

解析設掛鉤所在處為N點，延長PN交墻于M點，如圖所示，同一條繩子拉力

相等，根據(jù)對稱性可知兩邊的繩子與豎直方向的夾角相等，設為呢則根據(jù)幾何

關系可知NNQM=NNMQ=a,故NQ=MN,即PM等于繩長；根據(jù)幾何關系可

PO12

得sin。=＞而=亍=0.6,則cosa=0.8,根據(jù)平衡條件可得2FTCOSa=G,解得

FT=5N,故D正確。

模型2彈簧的彈力

【例3：(多選)如圖3所示是鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每

根彈簧的自然長度都是40cm,某人用600N的力把它們拉長至1.6m,則（）

圖3

A.人的每只手受到拉力器的拉力為300N

B.每根彈簧產生的彈力為150N

C.每根彈簧的勁度系數(shù)為125N/m

D.每根彈簧的勁度系數(shù)為500N/m

答案BC

解析每只手的拉力均為600N,故選項A錯誤；每根彈簧的彈力為尸=^N

=150N,故選項B正確；每根彈簧的勁度系數(shù)%N/m=125N/m,

故選項C正確，D錯誤。

模型3桿的彈力

【例4：如圖4所示為位于水平面上的小車，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿

的夾角為仇在斜桿下端固定有質量為，”的小球，重力加速度為g?，F(xiàn)使小車以

加速度。向右做勻加速直線運動，下列說法正確的是（）

圖4

A.桿對小球的彈力一定豎直向上

B.桿對小球的彈力一定沿桿向上

C.桿對小球的彈力大小為mg

D.桿對小球的彈力大小為F=]（〃2g）2+（〃皿）2

答案D

解析對小球受力分析如圖，由圖可知，當。大小變化時，桿上的彈力與豎直方

向夾角變化，方向不一定沿桿，但一定是斜向上，且Qmg,故選項A、B、C錯

誤；由幾何關系可知，F(xiàn)=yj（mg）（“）2,選項D正確。

F

~^rna

命題點三“活結”和“死結”與“動桿”和“定桿”問題

類型1“活結”和''死結”問題

I.活結：當繩繞過光滑的滑輪或掛鉤時，由于滑輪或掛鉤對繩無約束，因此繩上

的力是相等的，即滑輪只改變力的方向不改變力的大小。

2.死結：若結點不是滑輪或掛鉤，而是固定點時，稱為“死結”結點，此時兩側

繩上的彈力不一定相等。

【真題示例5】（2020?全國HI卷，17）如圖5所示，懸掛甲物體的細線拴牢在一不

可伸長的輕質細繩上。點處；繩的一端固定在墻上，另一端通過光滑定滑輪與物

體乙相連。甲、乙兩物體質量相等。系統(tǒng)平衡時，。點兩側繩與豎直方向的夾角

分別為a和夕。若a=70。，則夕等于（）

A.45°B.55°

C.60°D.70°

答案B

解析對。點進行受力分析，如圖所示。因為甲、乙物體質量相等，所以為與

色大小相等，合成的平行四邊形為菱形，a=70。，則N1=N2=55。，,和死的

合力與尸3等大反向，夕=N2,故B正確。

類型2“動桿”和“定桿”問題

1.動桿：若輕桿用光滑的轉軸或較鏈連接，當桿處于平衡時，桿所受到的彈力方

向一定沿著桿，否則會引起桿的轉動。如圖6甲所示，C為轉軸，8為兩繩的結

點，輕桿在緩慢轉動過程中，彈力方向始終沿桿的方向。

圖6

2.定桿：若輕桿被固定不發(fā)生轉動，則桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向,

如圖乙所示。

【例6：如圖7為兩種形式的吊車的示意圖，為可繞。點轉動的輕桿，輕桿的

重力不計，A8為纜繩，當它們吊起相同重物時，桿04在圖（a）、（b）中的受力分

別為Fa、Fb,則下列關系正確的是（）

圖7

A.Fa=FbB.Fa>Fb

C.Fa<FbD.大小不確定

答案A

解析對題圖中的A點受力分析，則由圖甲可得

Fa=Fa=2mgcos30°=S，wg

由圖乙可得tan30。=等

rb

則Fb=Fb'=@mg

故Fa=FboA項正確。

B\

口

mg

甲乙

【針對訓練2】水平橫梁一端A插在墻壁內，另一端裝有一小滑輪3,輕繩的一

端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質量為〃2=10kg的重物，ZCBA

=30°,如圖8所示，則滑輪受到輕繩的作用力的大小為（g取10N/kg）（）

圖8

A.50NB.20N

C.100ND.5(h/3N

答案C

解析由題意可得，對滑輪B受力分析，滑輪受到繩子的作用力應為圖中兩段繩

中拉力Fl和人的合力，因同一根繩張力處處相等，都等于物體的重力，即n=

F2=G=/?g=100N,用平行四邊形定則作圖，由于拉力尸1和放的夾角為120。,

則合力尸=100N,所以滑輪受繩的作用力為100N,方向與水平方向成30。角斜

向下，選項C正確。

|飛升素養(yǎng)能力（限時：30分鐘）

|A級基礎對點練

對點練U彈力的有無及方向的判斷

1.（多選）關于彈力，下列說法正確的是（）

A.彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反

B.輕繩中的彈力方向一定沿著繩并指向繩收縮的方向

C.輕桿中的彈力方向一定沿著輕桿

D.在彈性限度內，彈簧的彈力大小與彈簧的形變量成正比

答案ABD

2.在日常生活及各項體育運動中，有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍，如圖1所示的情

況就是一個實例。當運動員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點時，下列說法正確的是

()

圖1

A.跳板發(fā)生形變，運動員的腳沒有發(fā)生形變

B.運動員受到的支持力是運動員的腳發(fā)生形變而產生的

C.此時跳板對運動員的支持力和運動員的重力等大

D.此時跳板對運動員的支持力大于運動員的重力

答案D

解析發(fā)生相互作用的物體均要發(fā)生形變，故A錯誤；發(fā)生形變的物體，為了恢

復原狀，會對與它接觸的物體產生彈力的作用，運動員受到的支持力是跳板發(fā)生

形變產生的，B錯誤；在最低點，運動員雖然處于瞬時靜止狀態(tài)，但接著運動員

要加速上升，故此時跳板對運動員的支持力大于運動員的重力，C錯誤，D正確。

3.如圖2所示，一傾角為45。的斜面固定于墻角，為使一光滑的鐵球靜止于圖示

位置，需加一水平力E且尸通過球心。下列說法正確的是()

圖2

A.鐵球一定受墻面水平向左的彈力

B.鐵球可能受墻面水平向左的彈力

C.鐵球一定受斜面通過鐵球的重心的彈力

D.鐵球可能受斜面垂直于斜面向上的彈力

答案B

解析尸的大小合適時，鐵球可以靜止在無墻的斜面上，尸增大時墻面才會對鐵

球有彈力，所以選項A錯誤，B正確；斜面必須對鐵球有斜向上的彈力才能使鐵

球不下滑，該彈力方向垂直于斜面但不一定通過鐵球的重心，所以選項C、D錯

誤。

對點練?彈力的分析和計算

4.如圖3所示，質量均為粗的木塊A和8,用一個勁度系數(shù)為人的輕質彈簧連

接，最初系統(tǒng)靜止，現(xiàn)在用力緩慢拉A直到8剛好離開地面，則這一過程A上升

的高度為（）

圖3

A.竿B.平

kk

Jku-k

答案B

解析最初彈簧處于壓縮狀態(tài)，根據(jù)平衡條件對A有B剛好離開地面

時彈簧處于拉伸狀態(tài)，根據(jù)平衡條件對5有姐/2=，叫，這一過程A上升的高度為

△/I+A/2=2詈，故選項B正確。

5.如圖4所示，與豎直墻壁成53。角的輕桿一端斜插入墻中并固定，另一端固定

3

一個質量為根的小球，水平輕質彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為扣g（g表示重力

加速度），則輕桿對小球的彈力大小為（）

圖4

A.pgB.產g

「4

C.^mg

答案D

解析小球處于靜止狀態(tài)，其合力為零，對小球受力分析，如圖所示,

加

F'

由圖中幾何關系可得尸=\^(mg)2+(%zg)2=^mg,選項D正確。

6.如圖5所示，水平地面上有一個由四塊完全相同石塊所組成的拱形建筑，其截

面為半圓環(huán)，石塊的質量均為mo若石塊接觸面之間的摩擦忽略不計，則