物理選修3-1 2.1 力 重力 彈力

1、第第1 1節(jié)節(jié) 力重力彈力力重力彈力 1 1力的概念：力是力的概念：力是 的作用的作用2 2力的基本特征：力的基本特征：(1)(1)物質(zhì)性：力不能物質(zhì)性：力不能 而獨立存在而獨立存在(2)(2)相互性：力的作用是相互的相互性：力的作用是相互的(3)(3)矢量性：既有大小，又有方向，其運算法則矢量性：既有大小，又有方向，其運算法則為為 物體對物體物體對物體脫離物體脫離物體平行四邊形定則平行四邊形定則一、力的概念一、力的概念(4)獨立性：一個力作用在某一物體上產(chǎn)生的效果與這獨立性：一個力作用在某一物體上產(chǎn)生的效果與這個物體是否同時受到其他力的作用個物體是否同時受到其他力的作用 (5)同時性：物體間

2、的相互作用總是同時性：物體間的相互作用總是 產(chǎn)生，產(chǎn)生， 變化，變化， 消失消失3力的效果力的效果使物體發(fā)生使物體發(fā)生 或使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變或使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變(即即產(chǎn)生產(chǎn)生 )4力的分類力的分類(1)按按 分：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁分：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等力、核力等無關(guān)無關(guān)同時同時同時同時同時同時形變形變加速度加速度性質(zhì)性質(zhì)(2)按按 分：動力、阻力、壓力、支持力、向心分：動力、阻力、壓力、支持力、向心力、回復(fù)力等力、回復(fù)力等(3)按研究對象分：內(nèi)力、外力按研究對象分：內(nèi)力、外力二、重力二、重力1重力的產(chǎn)生：由于重力的產(chǎn)生：由于 對物體的吸引而使物

3、對物體的吸引而使物體受到的力體受到的力2方向：總是方向：總是 3大小：大?。篏 .效果效果地球地球豎直向下的豎直向下的mg4重心：物體各個部分受到重力的合力的作用重心：物體各個部分受到重力的合力的作用點重心可能在物體上也可能不在物體上點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)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)關(guān)，跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)(3)用懸掛法測重心用懸掛法測重心(只適合薄片狀均勻物體只適合薄片狀均勻物體)5重力的反作用力是物體對地

4、球的引力，作用在重力的反作用力是物體對地球的引力，作用在 上上地球地球1 1定義：發(fā)生彈性形變的物體，對跟它接觸的物體產(chǎn)定義：發(fā)生彈性形變的物體，對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力生力的作用，這種力叫彈力2 2產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：(1)(1)兩物體兩物體 ，(2)(2)發(fā)生發(fā)生 ；兩者缺一不可，并；兩者缺一不可，并且 彈 力 和 形 變 同 時且 彈 力 和 形 變 同 時 ， 同， 同時時 3 3方向：與方向：與 的方向相反，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)生形變的物體形變的物體直接接觸直接接觸彈性形變彈性形變產(chǎn)生

5、產(chǎn)生消失消失物體形變物體形變?nèi)椓θ?、彈?大?。簭椈深愇矬w在大小：彈簧類物體在 內(nèi)遵循胡克定內(nèi)遵循胡克定律：律：F .非彈簧類彈力大小應(yīng)由非彈簧類彈力大小應(yīng)由 或或 求解求解彈性限度彈性限度kx平衡條件平衡條件動力學(xué)規(guī)律動力學(xué)規(guī)律題型一：對力和重力的理解題型一：對力和重力的理解例例1 廣州亞運會的火炬從北京傳遞到廣州的過程中，關(guān)廣州亞運會的火炬從北京傳遞到廣州的過程中，關(guān)于火炬于火炬“潮流潮流”的重力的重力(不考慮燃料燃燒對火炬質(zhì)量的影不考慮燃料燃燒對火炬質(zhì)量的影響響)，下列說法中正確的是，下列說法中正確的是()A火炬火炬“潮流潮流”的重力大小恒定的重力大小恒定B火炬火炬“潮流潮流”的重力

6、方向總是指向地心的重力方向總是指向地心C運動員舉著火炬加速沖上某一高臺時火炬運動員舉著火炬加速沖上某一高臺時火炬“潮流潮流”受到的重力大于運動員舉著火炬在平直道路上奔跑時火受到的重力大于運動員舉著火炬在平直道路上奔跑時火炬炬“潮流潮流”受到的重力受到的重力D傳遞過程中，火炬?zhèn)鬟f過程中，火炬“潮流潮流”始終對地球也有吸引力始終對地球也有吸引力【思路點撥】【思路點撥】正確理解力的相互性和重力與萬有引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)鍵所在力的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵所在 【解析】【解析】地球表面不同位置的重力加速度不同，故地球表面不同位置的重力加速度不同，故A錯誤；重力只是地球?qū)ξ?/p>

7、體的萬有引力的一個分錯誤；重力只是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個分力，除赤道和兩極外，其方向并不指向地心，故力，除赤道和兩極外，其方向并不指向地心，故B錯錯誤；在同一地點，重力與其運動狀態(tài)無關(guān)，故誤；在同一地點，重力與其運動狀態(tài)無關(guān)，故C錯錯誤；力的作用是相互的，故誤；力的作用是相互的，故D正確正確【答案】【答案】D題型二：彈力有無及方向的判斷題型二：彈力有無及方向的判斷【思路點撥】【思路點撥】先找接觸點、再判斷是否有彈力、再確定先找接觸點、再判斷是否有彈力、再確定彈力的方向彈力的方向例例2 2 畫出下圖所示各物體受到的彈力示意圖畫出下圖所示各物體受到的彈力示意圖【解析】【解析】【方法與知識感悟】

8、【方法與知識感悟】1. 彈力有無的分析和判斷彈力有無的分析和判斷(1)“直接判定法直接判定法”： 對于形變較明顯的情況，由形變情對于形變較明顯的情況，由形變情況直接判斷況直接判斷. (2)“假設(shè)法假設(shè)法”：先假設(shè)物體間的彈力不存在，即將與先假設(shè)物體間的彈力不存在，即將與研究對象接觸的物體去掉研究對象接觸的物體去掉再判斷所研究物體的運動再判斷所研究物體的運動狀態(tài)是否改變?nèi)舨蛔儎t說明無彈力；若改變則說明有狀態(tài)是否改變?nèi)舨蛔儎t說明無彈力；若改變則說明有彈力彈力(3)“狀態(tài)分析法狀態(tài)分析法”：分析除彈力以外其他力的合力，：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動狀態(tài)，若不滿足，則存看該合

9、力是否滿足給定的運動狀態(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動狀態(tài)，由力的平衡或牛頓第二的合外力和物體的運動狀態(tài)，由力的平衡或牛頓第二定律求解物體間彈力的大小定律求解物體間彈力的大小(如上題中第如上題中第4、5個圖個圖中若已知小球的質(zhì)量為中若已知小球的質(zhì)量為m，小車向右勻速運動和以加，小車向右勻速運動和以加速度速度a勻加速運動時所受彈力的大小分別是多少勻加速運動時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幾種常見模型中彈力方向的確定彈力彈力彈力的方向彈力的方向彈簧的彈力彈簧的彈力與彈簧測力計中心

10、軸線重合，指向彈簧恢復(fù)原與彈簧測力計中心軸線重合，指向彈簧恢復(fù)原狀的方向狀的方向輕繩的彈力輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向沿繩指向繩收縮的方向面與面接觸的面與面接觸的彈力彈力垂直于接觸面指向受力的物體垂直于接觸面指向受力的物體點與面接觸的點與面接觸的彈力彈力過接觸點垂直于接觸面過接觸點垂直于接觸面(或過接觸點的切面或過接觸點的切面)而而指向受力物體指向受力物體球與面接觸的球與面接觸的彈力彈力在接觸點與球心連線上，指向受力物體在接觸點與球心連線上，指向受力物體球與球接觸的球與球接觸的彈力彈力垂直于過接觸點的公切面，而指向受力物體垂直于過接觸點的公切面，而指向受力物體桿的彈力桿的彈力可能沿桿，也可能

11、不沿桿，應(yīng)具體情況具體分可能沿桿，也可能不沿桿，應(yīng)具體情況具體分析析題型三：彈簧彈力大小的計算題型三：彈簧彈力大小的計算例例3 如圖所示，一重為如圖所示，一重為12 N的物塊上下兩的物塊上下兩端分別與兩根完全相同的豎直輕彈簧端分別與兩根完全相同的豎直輕彈簧a、b相接，彈簧相接，彈簧a的上端固定在天花板上，彈的上端固定在天花板上，彈簧簧b的下端固定在桌面上的下端固定在桌面上. 當(dāng)物塊靜止時，當(dāng)物塊靜止時，兩彈簧的彈力大小相等，此時兩彈簧的長度分別為兩彈簧的彈力大小相等，此時兩彈簧的長度分別為La18 cm、Lb12 cm.求：求：(1)每根彈簧的自然長度每根彈簧的自然長度L0及每根彈簧的勁度系數(shù)

12、及每根彈簧的勁度系數(shù)k；(2)若撤去彈簧若撤去彈簧b，則物塊靜止時物塊下端離桌面的距，則物塊靜止時物塊下端離桌面的距離離h.【方法與知識感悟】【方法與知識感悟】解答此類題型時，往往選擇彈簧解答此類題型時，往往選擇彈簧的一個端點所連接的物體來進行研究，由這個物體的的一個端點所連接的物體來進行研究，由這個物體的運動狀態(tài)來計算彈力的大小變化運動狀態(tài)來計算彈力的大小變化F.再由胡克定律再由胡克定律Fkx求出彈簧的長度變化量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)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)論是系根據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論是( )A.

13、彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為1 N/mB. 彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為100 N/mC. 彈簧的原長為彈簧的原長為6 cmD. 彈簧伸長彈簧伸長0.2 m時，彈力的大時，彈力的大小為小為4 NBC2如圖如圖(a)所示，輕繩所示，輕繩AD跨過固定的水平橫梁跨過固定的水平橫梁BC右端右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為的定滑輪掛住一個質(zhì)量為M1的物體，的物體，ACB30；圖圖(b)中輕桿中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過細(xì)繩通過細(xì)繩EG拉住，拉住，EG與水平方向也成與水平方向也成30，輕桿的，輕桿的G點用細(xì)繩點用細(xì)繩GF拉住一個質(zhì)量為拉住一個質(zhì)量為M2

14、的物體，求：的物體，求：(1)輕繩輕繩AC段的張力段的張力FTAC與細(xì)繩與細(xì)繩EG的張力的張力FTEG之比；之比；(2)輕桿輕桿BC對對C端的支持力；端的支持力；(3)輕桿輕桿HG對對G端的支持力端的支持力. 【解析】【解析】題圖題圖(a)和和(b)中的兩個物體中的兩個物體M1、M2都處于平衡都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，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；分別取其拉力大小等于物體的重力；分別取C點和點和G點為研究點為研究對象，進行受力分析如下圖對象，進行受力分析如下圖(a)和和(b)所示，根據(jù)平衡規(guī)所示，根據(jù)平衡規(guī)律可求解律可

15、求解. *1.下列關(guān)于物體重力的說法中正確的是下列關(guān)于物體重力的說法中正確的是( )A地球上的物體只有運動時才受到重力地球上的物體只有運動時才受到重力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出后所受重力較大C某物體在同一位置時，所受重力與靜止還是運動無某物體在同一位置時，所受重力與靜止還是運動無關(guān)，重力大小是相同的關(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)物體所受重力大小與其質(zhì)量有關(guān)CD【鞏固基礎(chǔ)】【鞏固基礎(chǔ)】【解析】【解析】地球上的物體運動或靜止時都受地球的吸引地球上的物體運動或靜止時都受地球的吸引作用，故運動或靜止的

16、物體均受重力，作用，故運動或靜止的物體均受重力，A錯誤；某物錯誤；某物體在地球某點處所受地球吸引而產(chǎn)生的重力一定，與體在地球某點處所受地球吸引而產(chǎn)生的重力一定，與此物體的運動狀態(tài)無關(guān)，此物體的運動狀態(tài)無關(guān)，B錯誤，錯誤，C正確；物體所受正確；物體所受重力重力Gmg，在，在g一定時，一定時，G由由m決定，決定，D正確正確220102011賽季斯諾克球員巡回賽第五站賽事在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，決謝菲爾德結(jié)束，中國選手丁俊暉一路過關(guān)斬將，決賽中賽中4 1橫掃瓊斯成功奪得本站賽事冠軍設(shè)在比橫掃瓊斯成功奪得本站賽事冠軍設(shè)在比賽中當(dāng)臺球以速度賽中當(dāng)臺球以

17、速度v0與球桌邊框成與球桌邊框成角撞擊角撞擊O點，反點，反彈后速度為彈后速度為v1，方向與球桌邊框夾角仍為，方向與球桌邊框夾角仍為，如圖所，如圖所示示OB垂直于桌邊，則下列關(guān)于桌邊框?qū)π∏虻膹棿怪庇谧肋?，則下列關(guān)于桌邊框?qū)π∏虻膹椓Ψ较虻呐袛嘀姓_的是力方向的判斷中正確的是( )A可能沿可能沿OA方向方向B一定沿一定沿OB方向方向C可能沿可能沿OC方向方向D可能沿可能沿OD方向方向B【解析】【解析】臺球與球桌邊框碰撞時，受到邊框的彈力作用，臺球與球桌邊框碰撞時，受到邊框的彈力作用，彈力的方向應(yīng)與邊框垂直，即沿彈力的方向應(yīng)與邊框垂直，即沿OB方向，故方向，故B項正確項正確3如圖所示，輕質(zhì)彈簧的勁

18、度系數(shù)為如圖所示，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k，小，小球重力為球重力為G，平衡時小球在，平衡時小球在A處，今用力處，今用力F壓壓小球至小球至B處，使彈簧縮短處，使彈簧縮短x，則此時彈簧的彈，則此時彈簧的彈力為力為( )AkxBkxGCGkxD以上都不對以上都不對B【解析】【解析】設(shè)球在設(shè)球在A處時彈簧已壓縮了處時彈簧已壓縮了x，球平衡時彈，球平衡時彈力力FAGkx，球在，球在B處時，彈簧又壓縮處時，彈簧又壓縮x，球再次，球再次達(dá)到平衡時彈力達(dá)到平衡時彈力FBk(xx)Gkx.故選項故選項B正確正確. 4 4如圖所示，小車沿水平面向右做勻加速直線運如圖所示，小車沿水平面向右做勻加速直線運動，車上固定的

19、硬桿和水平面的夾角為動，車上固定的硬桿和水平面的夾角為，桿的頂，桿的頂端固定著一個質(zhì)量為端固定著一個質(zhì)量為m m的小球，當(dāng)小車運動的加速的小球，當(dāng)小車運動的加速度逐漸增大時，桿對小球的作用力度逐漸增大時，桿對小球的作用力( (F F1 1 至至F F4 4 變化變化) )的變化圖示可能是的變化圖示可能是( )( )C【解析】【解析】小球只受重力和桿的彈力作用桿的彈力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，即的豎直分量與重力平衡，水平分量產(chǎn)生加速度，即 F豎直豎直mg，F(xiàn)水平水平ma，所以選項，所以選項C正確正確【提升能力】【提升能力】5如下圖所示，四個

20、完全相同的彈簧都處于水平位如下圖所示，四個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置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的拉力作用，而左端的情況各不相同：的情況各不相同：中彈簧的左端固定在墻上，中彈簧的左端固定在墻上，中中彈簧的左端受大小也為彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，的拉力作用，中彈簧的左中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動，端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動，中彈簧中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動若的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以l1、l2、l3、l4依次表示四依次表示四個彈簧

21、的伸長量，則有個彈簧的伸長量，則有( )Al2l1 Bl4l3Cl1l3 Dl2l4D【解析】【解析】因為認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，即通常所說的因為認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，即通常所說的“輕彈簧輕彈簧”，無論彈簧處于什么樣的運動狀態(tài)，以上，無論彈簧處于什么樣的運動狀態(tài)，以上各圖中彈簧各處的彈力都一樣大，即各個彈簧的受力各圖中彈簧各處的彈力都一樣大，即各個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情況都完全相同，都等于右端受到的拉力由公式Fkx可知，彈簧伸長的長度都是相等的選可知，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緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡單模型，圖中所示的簡單模型，圖中A

22、、B 為原長相等，勁度系數(shù)分別為為原長相等，勁度系數(shù)分別為 k1、k2(k1k2)的兩個不同的輕質(zhì)彈簧下列表述正確的兩個不同的輕質(zhì)彈簧下列表述正確的是的是( )A裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧產(chǎn)生的彈力之比墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧產(chǎn)生的彈力之比 F1 F2k1 k2C墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的長度之比墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的長度之比 l1 l2k2 k1D墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的壓縮量之比墊片向右移動穩(wěn)定后，兩彈簧的壓縮量之比 x1 x2k2 k1D【解析】【解析】不同彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有不同彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，關(guān)，A錯誤；在墊片向右運動的過程中，由于兩個錯誤；在墊片向右運動的過程中，由于兩個彈簧相連，則它們之間的作用力等大，彈簧相連，則它們之間的作用力等大，B錯誤；由錯誤；由于兩彈簧的勁度系數(shù)不同，由胡克定律于兩彈簧的勁度系數(shù)不