高考物理一輪 2.1力、重力、彈力課件.ppt

第二章相互作用 1 對(duì)比新舊考試大綱 新考綱對(duì)重力 滑動(dòng)摩擦力 動(dòng)摩擦因數(shù) 形變 彈性 胡克定律的要求已由原來的 級(jí)要求降為 級(jí)要求 其余基本沒變 2 本章內(nèi)容的重點(diǎn)是受力分析 力的合成和分解 共點(diǎn)力的平衡 1 受力分析 力的合成與分解是解決力學(xué)問題的兩個(gè)基本技能 也是電磁學(xué)的基礎(chǔ) 平衡狀態(tài)是物體常見的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 處理力的平衡問題的方法常滲透到其他章節(jié)或綜合應(yīng)用中 因此本章的內(nèi)容是歷年高考的必考內(nèi)容 其中命題的熱點(diǎn)有 1 摩擦力的分析及計(jì)算問題 2 彈簧彈力的分析及計(jì)算問題 3 共點(diǎn)力作用下物體的平衡問題 2 對(duì)本章的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考查 在各種題型中作為某一環(huán)節(jié)涉及或以選擇題 計(jì)算題的題型出現(xiàn) 3 近幾年的高考中 既有對(duì)本章知識(shí)的單獨(dú)考查 例如 2011安徽第1題 2011海南第4題 2011廣東第16題 2011海南第5題 2011山東第19題 2012江蘇第11題 第14題 全國新課標(biāo)第16題 第24題 山東第17題 廣東第16題 浙江第14題等 也有與牛頓運(yùn)動(dòng)定律 2011江蘇第9題 2011北京理綜第18題 2012重慶第25題等 動(dòng)能定理和能量守恒相結(jié)合 有時(shí)還與電場及磁場中的帶電體的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合 題目難度較大 綜合性較強(qiáng) 還經(jīng)常以現(xiàn)實(shí)生活中的現(xiàn)象為背景 或以高科技為背景考查一些綜合問題 這類問題是今后高考出題的方向 第1節(jié)力重力彈力 1 力的概念 力是的作用 2 力的基本特征 1 物質(zhì)性 力不能而獨(dú)立存在 2 相互性 力的作用是相互的 3 矢量性 既有大小 又有方向 其運(yùn)算法則為 物體對(duì)物體 脫離物體 平行四邊形定則 一 力的概念 4 獨(dú)立性 一個(gè)力作用在某一物體上產(chǎn)生的效果與這個(gè)物體是否同時(shí)受到其他力的作用 5 同時(shí)性 物體間的相互作用總是產(chǎn)生 變化 消失 3 力的效果使物體發(fā)生或使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變 即產(chǎn)生 4 力的分類 1 按分 重力 彈力 摩擦力 分子力 電磁力 核力等 無關(guān) 同時(shí) 同時(shí) 同時(shí) 形變 加速度 性質(zhì) 2 按分 動(dòng)力 阻力 壓力 支持力 向心力 回復(fù)力等 3 按研究對(duì)象分 內(nèi)力 外力 二 重力1 重力的產(chǎn)生 由于對(duì)物體的吸引而使物體受到的力 2 方向 總是 3 大小 g 效果 地球 豎直向下的 mg 4 重心 物體各個(gè)部分受到重力的合力的作用點(diǎn) 重心可能在物體上也可能不在物體上 1 質(zhì)量分布均勻的物體 重心位置只跟形狀有關(guān) 2 質(zhì)量分布不均勻的物體 重心位置跟物體形狀有關(guān) 跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān) 3 用懸掛法測重心 只適合薄片狀均勻物體 5 重力的反作用力是物體對(duì)地球的引力 作用在上 地球 1 定義 發(fā)生彈性形變的物體 對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用 這種力叫彈力 2 產(chǎn)生條件 1 兩物體 2 發(fā)生 兩者缺一不可 并且彈力和形變同時(shí) 同時(shí) 3 方向 與的方向相反 彈力的受力物體是引起形變的物體 施力物體是發(fā)生形變的物體 直接接觸 彈性形變 產(chǎn)生 消失 物體形變 三 彈力 4 大小 彈簧類物體在內(nèi)遵循胡克定律 f 非彈簧類彈力大小應(yīng)由或求解 彈性限度 kx 平衡條件 動(dòng)力學(xué)規(guī)律 題型一 對(duì)力和重力的理解 例1廣州亞運(yùn)會(huì)的火炬從北京傳遞到廣州的過程中 關(guān)于火炬 潮流 的重力 不考慮燃料燃燒對(duì)火炬質(zhì)量的影響 下列說法中正確的是 a 火炬 潮流 的重力大小恒定b 火炬 潮流 的重力方向總是指向地心c 運(yùn)動(dòng)員舉著火炬加速?zèng)_上某一高臺(tái)時(shí)火炬 潮流 受到的重力大于運(yùn)動(dòng)員舉著火炬在平直道路上奔跑時(shí)火炬 潮流 受到的重力d 傳遞過程中 火炬 潮流 始終對(duì)地球也有吸引力 思路點(diǎn)撥 正確理解力的相互性和重力與萬有引力的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵所在 解析 地球表面不同位置的重力加速度不同 故a錯(cuò)誤 重力只是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個(gè)分力 除赤道和兩極外 其方向并不指向地心 故b錯(cuò)誤 在同一地點(diǎn) 重力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 故c錯(cuò)誤 力的作用是相互的 故d正確 答案 d 題型二 彈力有無及方向的判斷 思路點(diǎn)撥 先找接觸點(diǎn) 再判斷是否有彈力 再確定彈力的方向 例2畫出下圖所示各物體受到的彈力示意圖 解析 方法與知識(shí)感悟 1 彈力有無的分析和判斷 1 直接判定法 對(duì)于形變較明顯的情況 由形變情況直接判斷 2 假設(shè)法 先假設(shè)物體間的彈力不存在 即將與研究對(duì)象接觸的物體去掉 再判斷所研究物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變 若不變則說明無彈力 若改變則說明有彈力 3 狀態(tài)分析法 分析除彈力以外其他力的合力 看該合力是否滿足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 若不滿足 則存在彈力 若滿足則不存在彈力 并可以依據(jù)物體所受的合外力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 由力的平衡或牛頓第二定律求解物體間彈力的大小 如上題中第4 5個(gè)圖中若已知小球的質(zhì)量為m 小車向右勻速運(yùn)動(dòng)和以加速度a勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受彈力的大小分別是多少 2 幾種常見模型中彈力方向的確定 題型三 彈簧彈力大小的計(jì)算 例3如圖所示 一重為12n的物塊上下兩端分別與兩根完全相同的豎直輕彈簧a b相接 彈簧a的上端固定在天花板上 彈簧b的下端固定在桌面上 當(dāng)物塊靜止時(shí) 兩彈簧的彈力大小相等 此時(shí)兩彈簧的長度分別為la 18cm lb 12cm 求 1 每根彈簧的自然長度l0及每根彈簧的勁度系數(shù)k 2 若撤去彈簧b 則物塊靜止時(shí)物塊下端離桌面的距離h 方法與知識(shí)感悟 解答此類題型時(shí) 往往選擇彈簧的一個(gè)端點(diǎn)所連接的物體來進(jìn)行研究 由這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來計(jì)算彈力的大小變化 f 再由胡克定律 f k x求出彈簧的長度變化量 x 1 如圖所示 為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系 根據(jù)圖象判斷 正確的結(jié)論是 a 彈簧的勁度系數(shù)為1n mb 彈簧的勁度系數(shù)為100n mc 彈簧的原長為6cmd 彈簧伸長0 2m時(shí) 彈力的大小為4n bc 2 如圖 a 所示 輕繩ad跨過固定的水平橫梁bc右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為m1的物體 acb 30 圖 b 中輕桿hg一端用鉸鏈固定在豎直墻上 另一端g通過細(xì)繩eg拉住 eg與水平方向也成30 輕桿的g點(diǎn)用細(xì)繩gf拉住一個(gè)質(zhì)量為m2的物體 求 1 輕繩ac段的張力ftac與細(xì)繩eg的張力fteg之比 2 輕桿bc對(duì)c端的支持力 3 輕桿hg對(duì)g端的支持力 解析 題圖 a 和 b 中的兩個(gè)物體m1 m2都處于平衡狀態(tài) 根據(jù)平衡的條件 首先判斷與物體相連的細(xì)繩 其拉力大小等于物體的重力 分別取c點(diǎn)和g點(diǎn)為研究對(duì)象 進(jìn)行受力分析如下圖 a 和 b 所示 根據(jù)平衡規(guī)律可求解 1 下列關(guān)于物體重力的說法中正確的是 a 地球上的物體只有運(yùn)動(dòng)時(shí)才受到重力b 同一物體在某處向上拋出后所受重力較小 向下拋出后所受重力較大c 某物體在同一位置時(shí) 所受重力與靜止還是運(yùn)動(dòng)無關(guān) 重力大小是相同的d 物體所受重力大小與其質(zhì)量有關(guān) cd 鞏固基礎(chǔ) 解析 地球上的物體運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)都受地球的吸引作用 故運(yùn)動(dòng)或靜止的物體均受重力 a錯(cuò)誤 某物體在地球某點(diǎn)處所受地球吸引而產(chǎn)生的重力一定 與此物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) b錯(cuò)誤 c正確 物體所受重力g mg 在g一定時(shí) g由m決定 d正確 2 2010 2011賽季斯諾克球員巡回賽第五站賽事在謝菲爾德結(jié)束 中國選手丁俊暉一路過關(guān)斬將 決賽中4 1橫掃瓊斯成功奪得本站賽事冠軍 設(shè)在比賽中當(dāng)臺(tái)球以速度v0與球桌邊框成 角撞擊o點(diǎn) 反彈后速度為v1 方向與球桌邊框夾角仍為 如圖所示 ob垂直于桌邊 則下列關(guān)于桌邊框?qū)π∏虻膹椓Ψ较虻呐袛嘀姓_的是 a 可能沿oa方向b 一定沿ob方向c 可能沿oc方向d 可能沿od方向 b 解析 臺(tái)球與球桌邊框碰撞時(shí) 受到邊框的彈力作用 彈力的方向應(yīng)與邊框垂直 即沿ob方向 故b項(xiàng)正確 3 如圖所示 輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k 小球重力為g 平衡時(shí)小球在a處 今用力f壓小球至b處 使彈簧縮短x 則此時(shí)彈簧的彈力為 a kxb kx gc g kxd 以上都不對(duì) b 解析 設(shè)球在a處時(shí)彈簧已壓縮了 x 球平衡時(shí)彈力fa g k x 球在b處時(shí) 彈簧又壓縮x 球再次達(dá)到平衡時(shí)彈力fb k x x g kx 故選項(xiàng)b正確 4 如圖所示 小車沿水平面向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 車上固定的硬桿和水平面的夾角為 桿的頂端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球 當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸增大時(shí) 桿對(duì)小球的作用力 f1至f4變化 的變化圖示可能是 c 解析 小球只受重力和桿的彈力作用 桿的彈力f的豎直分量與重力平衡 水平分量產(chǎn)生加速度 即f豎直 mg f水平 ma 所以選項(xiàng)c正確 提升能力 5 如下圖所示 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)彈簧的伸長量 則有 a l2 l1b l4 l3c l1 l3d l2 l4 d 解析 因?yàn)檎J(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零 即通常所說的 輕彈簧 無論彈簧處于什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 以上各圖中彈簧各處的彈力都一樣大 即各個(gè)彈簧的受力情況都完全相同 都等于右端受到的拉力 由公式f kx可知 彈簧伸長的長度都是相等的 選d 6 緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡單模型 圖中a b為原長相等 勁度系數(shù)分別為k1 k2 k1 k2 的兩個(gè)不同的輕質(zhì)彈簧 下列表述正確的是 a 裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)b 墊片向右移動(dòng)穩(wěn)定后 兩彈簧產(chǎn)生的彈力之比f1 f2 k1 k2c 墊片向右移動(dòng)穩(wěn)定后 兩彈簧的長度之比l1 l2 k2 k1d 墊片向右移動(dòng)穩(wěn)定后 兩彈簧的壓縮量之比x1 x2 k2 k1 d 解析 不同彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān) a錯(cuò)誤 在墊片向右運(yùn)動(dòng)的過程中 由于兩個(gè)彈簧相連 則它們之間的作用力等大 b錯(cuò)誤 由于兩彈簧的勁度系數(shù)不同 由胡克定律f k x可知 兩彈簧的壓縮量 x1 x2 所以c錯(cuò)誤 d正確 7 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 上面的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)緩慢上提上面的木塊