2015屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)：2-1重力彈力.ppt

第1講 重力 彈力,1.重力 (1)產(chǎn)生：由于 的吸引而使物體受到的力 (2)大?。号c物體的質(zhì)量成 ，即G .可用 測(cè)量重力 (3)方向：總是 的 (4)重心：其位置與物體的 分布和 有關(guān),形變、彈性 (考綱要求 ),地球,正比,mg,彈簧測(cè)力計(jì),豎直向下,質(zhì)量,形狀,2彈力 (1)形變：物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變 (2)彈性 彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠 的形變 彈性限度：當(dāng)形變超過一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來的 ，這個(gè)限度叫彈性限度,恢復(fù)原狀,形狀,(3)彈力 定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要 ，會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用 產(chǎn)生條件 物體相互 且發(fā)生 方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向 ,恢復(fù)原狀,接觸,彈性形變,相反,判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“” (1)重力的方向豎直向下，但不一定與接觸面垂直 ( ) (2)物體所受彈力方向與自身形變的方向相同. ( ) (3)繩、桿的彈力方向一定沿繩、桿 ( ) (4)面面接觸(或點(diǎn)面接觸)的物體間的彈力垂直于面(或切面)并指向受力物體 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4),1.內(nèi)容：彈簧發(fā)生 時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成 2表達(dá)式：F_. (1)k是彈簧的 ，單位為N/m；k的大小由彈簧 _決定 (2)x是彈簧長度的 ，不是彈簧形變以后的長度,胡克定律 (考綱要求 ),彈性形變,正比,勁度系數(shù),自身性質(zhì),變化量,kx,1(多選)如圖211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 ( ),基礎(chǔ)自測(cè),圖211,A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集中于一點(diǎn) B重力的方向總是垂直向下的 C物體重心的位置與物體形狀或質(zhì)量分布有關(guān) D力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因,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集中于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是物體的重心，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，所以A正確，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，故C正確；力不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，所以D錯(cuò)誤 答案 AC,2(單選)玩具汽車停在模型橋面上，如圖212所示，下列說法正確的是 ( ) A橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變 B汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力 C汽車受向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變 D汽車受向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了形變,圖212,解析 汽車與橋面相互擠壓都發(fā)生了形變，B錯(cuò)；由于橋面發(fā)生彈性形變，所以對(duì)汽車有向上的彈力，C對(duì)，D錯(cuò)；由于汽車發(fā)生了形變，所以對(duì)橋面產(chǎn)生向下的壓力，A錯(cuò) 答案 C,3(單選)在圖中，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則A、B之間一定有彈力的是 ( ),解析 假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體逐一移走，如果研究對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化，則表示它們之間有彈力；如果狀態(tài)無變化，則表示它們之間無彈力四個(gè)選項(xiàng)中當(dāng)B選項(xiàng)中的B物體移走后，A物體一定會(huì)擺動(dòng)，所以B選項(xiàng)中A、B間一定有彈力 答案 B,4(單選)在半球形光滑碗內(nèi)斜擱一根筷子，如圖213所示，筷子與碗的接觸點(diǎn)分別為A、B，則碗對(duì)筷子A、B兩點(diǎn)處的作用力方向分別為 ( ) A均豎直向上 B均指向球心O CA點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處豎直向上 DA點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處垂直于筷子斜向上,圖213,解析 碗對(duì)筷子A、B兩點(diǎn)處的作用力屬于彈力，而接觸的彈力總是垂直于接觸面，因而尋找接觸面便成為確定彈力方向的關(guān)鍵在A點(diǎn)處，當(dāng)筷子滑動(dòng)時(shí)，筷子與碗的接觸點(diǎn)在碗的內(nèi)表面(半球面)上滑動(dòng)，所以在A點(diǎn)處的接觸面是球面在該點(diǎn)的切面，此處的彈力與切面垂直，即指向球心O.在B點(diǎn)處，當(dāng)筷子滑動(dòng)時(shí)，筷子與碗的接觸點(diǎn)在筷子的下表面上滑動(dòng)，所以在B點(diǎn)處的接觸面與筷子平行，此處的彈力垂直于筷子斜向上故選項(xiàng)D正確 答案 D,答案 D,1彈力有無的判斷“四法” (1)條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力此方法多用來判斷形變較明顯的情況 (2)假設(shè)法：對(duì)形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定有彈力 (3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在,熱點(diǎn)一 彈力的有無及方向的判斷,(4)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，看能否發(fā)生形態(tài)的變化，若發(fā)生形變，則此處一定有彈力,2彈力方向的確定,【典例1】 如圖214所示，在一個(gè)正 方體的盒子中放有一個(gè)質(zhì)量分布均勻的 小球，小球的直徑恰好和盒子內(nèi)表面正 方體的邊長相等，盒子沿傾角為的固 定斜面滑動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，下列說法 中正確的是 ( ) A無論盒子沿斜面上滑還是下滑，球都僅對(duì)盒子的下底面有壓力 B盒子沿斜面下滑時(shí)，球?qū)凶拥南碌酌婧陀覀?cè)面有壓力 C盒子沿斜面下滑時(shí)，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力 D盒子沿斜面上滑時(shí)，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力,圖214,解析 先以盒子和小球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，無論上滑還是下滑，用牛頓第二定律均可求得系統(tǒng)的加速度大小為agsin ，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始終保持相對(duì)靜止，所以小球的加速度大小也是agsin ，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要左、右側(cè)面提供彈力故選項(xiàng)A正確 答案 A,【跟蹤短訓(xùn)】 1畫出下圖215中物體A所受彈力的示意圖(所有接觸面均光滑),圖215,答案,彈力大小的計(jì)算方法 (1)對(duì)于難以觀察的微小形變，可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用物體平衡條件或牛頓第二定律來確定彈力大小 (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Fkx計(jì)算,熱點(diǎn)二 彈力大小的計(jì)算,【典例2】 圖216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，在斜桿的下端固 定有質(zhì)量為m的小球下列關(guān)于桿對(duì)球 的作用力F的判斷中，正確的是 ( ) A小車靜止時(shí)，F(xiàn)mgsin ，方向沿桿向上 B小車靜止時(shí)，F(xiàn)mgcos ，方向垂直于桿向上 C小車向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有Fmg，方向豎直向上 D小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有Fmg，方向可能沿桿向上,圖216,審題指導(dǎo) 審題關(guān)鍵詞：固定曲桿 桿發(fā)生微小彈性形變桿上的彈力方向具有多種可能性需借助相關(guān)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判斷(不能直接判斷),解析 小球受重力和桿的作用力F處于靜止或 勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由力的平衡條件知，二力 必等大反向，有Fmg，方向豎直向上小 車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球有向右的恒定 加速度，根據(jù)牛頓第二定律知，mg和F的合 力應(yīng)水平向右，如圖所示，由圖可知，F(xiàn)mg， 方向可能沿桿向上 答案 CD,反思總結(jié) 輕桿彈力的確定方法 桿的彈力與繩的彈力不同，繩的彈力始終沿繩指向繩收縮的方向，但桿的彈力方向不一定沿桿的方向，其大小和方向的判斷要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來確定，可以理解為“按需提供”，即為了維持物體的狀態(tài)，由受力平衡或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解得到所需彈力的大小和方向，桿就會(huì)根據(jù)需要提供相應(yīng)大小和方向的彈力,2如圖217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：,圖217,彈簧的左端固定在墻上；彈簧的左端受大小也為F的拉力作用；彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)；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)為彈簧質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3、L4依次表示四個(gè)彈簧的伸長量，則有 ( ) AL2L1 BL4L3 CL1L3 DL2L4,解析 彈簧伸長量由彈簧的彈力(F彈)大小決定由于彈簧質(zhì)量不計(jì)，這四種情況下，F(xiàn)彈都等于彈簧右端拉力F，因而彈簧伸長量均相同，故選D項(xiàng) 答案 D,模型闡述 輕桿、輕繩、輕彈簧都是忽略質(zhì)量的理想模型，與這三個(gè)模型相關(guān)的問題在高中物理中有相當(dāng)重要的地位，且涉及的情景綜合性較強(qiáng)，物理過程復(fù)雜，能很好地考查學(xué)生的綜合分析能力，是高考的?？紗栴}.,物理建模 1.輕桿、輕繩、輕彈簧模型,自由桿和固定桿中的彈力方向,【典例1】 甲、乙兩圖中的桿都保持靜止，試畫出甲、乙兩圖O點(diǎn)受桿的作用力的方向(O為結(jié)點(diǎn)),圖218,解析 甲為自由桿，受力一定沿桿方向，如下圖甲所示的FN1.乙為固定桿，受力由O點(diǎn)所處狀態(tài)決定，此時(shí)受力平衡，由平衡條件知桿的支持力FN2的方向與mg和F1的合力方向相反，如下圖乙所示,答案 如解析圖所示,圖219,答案 C,反思總結(jié) 如何理解理想化模型“輕彈簧”與“橡皮筋” (1)彈簧與橡皮筋產(chǎn)生的彈力遵循胡克定律Fkx，x是指形變量 (2)“輕”即指彈簧(或橡皮筋)的重力不計(jì)，所以同一彈簧的兩端及中間各點(diǎn)的彈力大小相等 (3)彈簧既能受拉力，也能受壓力(沿彈簧軸線)，分析彈簧問題時(shí)一定要特別注意這一點(diǎn)，而橡皮筋只能受拉力作用 (4)彈簧和橡皮筋中的彈力均不能突變，但當(dāng)將彈簧(或橡皮筋)剪斷時(shí)，其彈力立即消失,即學(xué)即練 (2013石家莊質(zhì)檢，18)如圖2110所示，一個(gè)“Y”形彈弓頂部跨度為L，兩根相同的橡皮條自由長度均為L，在兩橡皮條的末端用一塊軟羊皮(長度不計(jì))做成裹片若橡皮條的彈力與形變量的關(guān)系滿足胡克定律，且勁度系數(shù)為k，發(fā)射彈丸時(shí)每根橡皮條的最大長度為2L(彈性限度內(nèi))，則發(fā)射過程中裹片對(duì)彈丸的最大作用力為 ( ),圖2110,答案 D,附：對(duì)應(yīng)高考題組,答案 C,2(2011山東卷，19)如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩系于墻壁開始時(shí)a、b均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ff a0，b所受摩擦力Ff b0.現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間 ( ) AFf a大小不變 BFf a方向改變 CFf b仍然為零 DFf b方向向右,解析 剪斷右側(cè)繩的瞬間，右側(cè)細(xì)繩上拉力突變?yōu)榱?，而彈簧?duì)兩木塊的拉力沒有發(fā)生突變，與原來一樣，所以b對(duì)地面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，受到靜摩擦力Ff b方向向右，C錯(cuò)誤，D正確剪斷右側(cè)繩的瞬間，木塊a受到的各力都沒有發(fā)生變化，A正確，B錯(cuò)誤 答案 AD,3(2012山東基本能力，85)力是物體間的相互作