第1講力重力彈力

跨越高考

第一輪總復習

物理1第1講力重力彈力

本講知識雖然一般不在高考中單獨考查，但往往會穿插在每年各地的考題中．本講內(nèi)容是以后受力分析的基礎，其中對彈力的有無、大小、方向的分析有一定的難度，需要在本講的復習中深刻理解，強化訓練．2

知識梳理

一、力

1．力的基本特征(1)物質性：力不能離開物體而獨立存在．(2)相互性：力的作用是相互的，施力物體同時也是受力物體，受力物體同時也是施力物體．(3)矢量性：力是矢量，既有大小又有方向．

2．力的作用效果：

(1)使物體發(fā)生形變；(2)改變物體的運動狀態(tài)(產(chǎn)生加速度)．33．力的圖示與力的示意圖4．力的測量和單位5．力的分類

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二、重力1．產(chǎn)生原因：是由于地球對物體吸引而產(chǎn)生的．2．大?。和坏攸c重力的大小與質量成正比，即G＝mg．(1)定性分析：重力源于地球對物體的萬有引力．嚴格地說，重力一般不等于地球對物體的萬有引力．重力是地球對物體的萬有引力的一個分力，萬有引力的另一個分力提供物體隨地球一同繞地軸轉動時所需要的向5

(2)定量計算：由于自轉引起的重力與萬有引力之差遠小于萬有引力，在高中物理中可認為mg＝G．3．方向：豎直向下(垂直當?shù)氐乃矫?．除了在赤道和極地附近，重力方向不通過地心．4．作用點：重心．物體的重心不一定在物體上，質量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心在幾何中心上；質量分布不均勻或形狀不規(guī)則的物體，其重心可用懸掛法來確定．6

三、彈力1．產(chǎn)生的原因：發(fā)生彈性形變的物體有恢復原狀的趨勢2．產(chǎn)生的條件：兩個物體直接接觸，并發(fā)生彈性形變．3．方向：垂直接觸面，與物體形變的方向相反，或者說和使物體發(fā)生形變的外力方向相反．(1)繩的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向．(2)壓力或支持力的方向總是垂直于支持面且指向被壓或者被支持的物體．(3)桿對物體的彈力不一定沿桿的方向．如果輕直桿有一端點固定在鉸鏈上，另一個端點受力，則輕桿兩端對物體的彈力的方向一定沿桿的方向．74．大小

(1)對有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計算．胡克定律可表示為(在彈性限度內(nèi))：F＝kx．

(2)對沒有明顯形變的物體(如桌面、繩子等)，彈力大小由物體的受力情況和運動情況共同決定，解題時可利用平衡條件、牛頓第二定律、動能定理等求解．8

1．(浙江金華一中2010屆高三期中)放在水平桌面上的書，它對桌面的壓力和它的重力之間的關系是()A．壓力就是重力B．壓力和重力是一對平衡力C．壓力的施力物體是重力的受力物體D．壓力的受力物體是重力的施力物體

【答案】C9

2．(湖北省隨州二中2010屆高三期中)下列說法正確的是()A．甲用力把乙推倒而自己不倒，說明只是甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用B．只有有生命或有動力的物體才會施力，無生命或無動力的物體只會受到力，不會施力C．只有運動的物體才會受到力的作用D．找不到施力物體的力是不存在的

【答案】D10

3．(湖北省襄樊四中2010屆高三摸底考試)S1、S2表示勁度系數(shù)分別為k1、k2的兩根彈簧，且k1＞k2；a和b表示質量分別為ma和mb的兩個小物體，且ma＞mb．將彈簧與物體按圖1－2所示的方式懸掛起來，現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最短，則應使()A．S1在上，a在上B．S1在上，b在上C．S2在上，a在上D．S2在上，b在上

【答案】A11

4．(上海市建平中學2010屆高三摸底測試)如圖1－3甲所示，有一等邊三角形ABC，在B、C兩處各放一個質量為m的小球，在A處放一個質量為2m的小球，求這個系統(tǒng)的重心在何處．

【答案】在BC邊上的高的中點處12一、彈力有無的判斷

例1

如圖1－4所示，在甲圖中懸掛小球的細線處于豎直狀態(tài)，在乙圖中懸線與豎直方向成α角，在圖丙和圖丁中都是一支持面水平，另一面傾斜，且各面都光滑．各圖中小球均處于靜止狀態(tài)．試判定甲、乙、丙、丁各圖中小球是否對斜面有彈力．

圖1－413方法概述

彈力有無的判斷方法－－假設法假設法：將與研究對象接觸的某一物體假設不存在彈力，看物體的運動狀態(tài)是否能保持原來的狀態(tài)．若保持原來的狀態(tài)，說明接觸處沒有彈力，若狀態(tài)改變，則說明接觸處有彈力14二、彈力方向的判定

例2

如圖1－5甲所示，一表面光滑、質量分布不均勻的小球，其重心在圓心O點下方的P點上，小球被夾在墻AC與板BC之間處于靜止狀態(tài)，試畫出小球的受力示意圖．

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方法概述

彈力的方向可根據(jù)“彈力總是跟兩接觸物體的接觸面(公切面)垂直，并作用在與施力物體相接觸的受力物體接觸點上，和使物體產(chǎn)生彈性形變的外力方向相反”這一規(guī)律來判斷．常見的有以下幾種情況(所舉示例中的物體均處于靜止狀態(tài))(1)線與物接觸：彈力方向沿線收縮方向，如圖1－6甲所示

圖1－6甲16(2)點與面接觸：彈力方向垂直于接觸點的公切面，指向被支持的物體(3)輕桿既可承受壓力，也可承受拉力，且方向不一定沿著桿．17

三、彈力大小的計算

1．有明顯形變的彈性體(如彈簧)

F＝kx或ΔF＝kΔx．18

對沒有明顯形變的物體，如桌面、繩子等物體，彈力大小由物體的受力情況和運動情況共同決定，可利用平衡條件或牛頓運動定律求解．

幾種典型物體模型的彈力特點項目輕繩輕桿彈簧形變情況伸長忽略不計認為長度不變可伸長、可縮短施力與受力情況只能承受拉力或施加拉力能承受拉力或壓力，也可施加拉力或壓力能承受拉力或壓力，也可施加拉力或壓力力的方向始終沿繩不一定沿桿沿彈簧軸向力的變化可發(fā)生突變可發(fā)生突變兩端都連接物體時只能發(fā)生漸變19

高考排雷例1

(2004年全國理綜卷Ⅱ)如圖，四個完全相同的輕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：①中彈簧的左端固定在墻上；②中彈簧的左端也受大小為F的拉力作用；③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動；④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動．若不計彈簧的質量,以l1、l2、l3、l4依次表示四個彈簧的伸長量，則有()圖1－9

A．l2＞l1B．l4＞l3C．l1＞l3

D．l2＝l420

【錯解】在2004年高考中，較多考生因③、④中彈簧做加速運動，以及圖④中桌面粗糙而選擇了B、C．

【剖析】高中物理試題中的彈簧一般都注明“輕彈簧”，這是一理想模型——即質量為零的彈簧．故無論何種情形下它兩端受的彈力一定大小相等，方向相反，否則由牛頓第二定律可得：a＝＝∞．但要注意彈簧秤的外殼拉環(huán)的受力與掛鉤的受力不一定大小相等，因為外殼的質量不能忽略，讀數(shù)應等于掛鉤受的拉力．

【正解】在任何情形下，輕彈簧兩端對外的彈力(受的彈力)總是大小相等，方向相反，彈簧的伸長量x＝(其中F即為某一端的彈力大小)．故l1＝l2＝l3＝l4．

【答案】D21

體驗成功

1．(上海市建平中學2010屆高三摸底測試)下列有關彈力的說法中，正確的是()A．彈力的大小總是與形變成正比B．彈力的反作用力不一定是彈力C．彈力的平衡力一定是彈力D．桌子上的鉛筆給桌子的壓力是由于鉛筆發(fā)生形變而產(chǎn)生的

【答案】D22

2．(長沙市一中2010屆高三第二次月考)在圖1－10中,a、b(a、b均處于靜止狀態(tài))間一定有彈力的是()【答案】B23

3．(湖北省隨州二中2010屆高三摸底考試)有一原長為16cm的輕質彈簧，當甲、乙兩人同時用100N的力由兩端反向拉伸此彈簧時，彈簧長度變?yōu)?8cm．若將彈簧一端固定在墻上，另一端由甲用200N的力拉，這時彈簧長度變?yōu)開_____cm，此彈簧的勁度系數(shù)為______N/m．

【答案】205×10324

4．如圖1－12所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重為2N的小球，小球處于靜止狀態(tài)時，彈性桿對小球的彈力

A．大于2N，方向沿桿末端的切線方向B．大小為1N，方向平行于斜面向上C．大小為2N，方向垂直于斜面向上D．大小為2N，方向豎直向上

【答案】D25

5．如圖所示，有三個質量、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，其重心分別用C1、C2、C3表示，N1、N2、N3分別表示三個圓柱體對槽P的壓力，則有()

A．N1＝N2＝N3B．N1＜N2＜N3C．N1＞N2＞N3 D．N1＝N2＞N3

【答案】A266．關于物體的重心，下列說法正確的是()A．重心就是物體上最重的一點B．任何有規(guī)則形狀的物體，它的重心一定在其幾何中心C．重心是物體所受重力的作用點，所以重心總是在物體上，不可能在物體外D．懸掛在細線下的薄木板處于平衡狀態(tài)，則薄木板的重心一定在沿細線方向的豎直線上277．如圖甲所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F的作用下，A、B保持靜止．按力的性質分析,物體B的受力個數(shù)為()A．2B．3C．4D．5【答案】C288．如圖所示，物體P用一小動滑輪掛在繩上，可在繩上無摩擦地滑動，P處于平衡時繩中拉力為T1．現(xiàn)保持A端不動，把B端沿PB方向移至B′(繩長大于AB′的直線距離)，當P再次平衡時，繩中拉力為T2．則前后兩次繩中拉力的關系為()A．T1＜T2B．T1＝T2C．T1＞T2D．重新平衡后兩邊繩的張力不等，不能比較

【答案】A299．如圖，物體P、Q跨過定滑輪用輕繩連接，物體P靜止在傾角為37°的斜放木板上，Q懸掛著．已知P、Q的質量mP、mQ的大小關系為mQ＝mP．現(xiàn)將斜放木板的傾角從37°增大到45°，物體P仍保持靜止而沒有滑動，若不計滑輪處的摩擦，則下列說法中正確的是()A．繩子的張力將變大B．物體P受到的靜摩擦力將變小C．物體P對斜板的壓力將變小D．繩子的張力和物體P受到的摩擦力均不變【答案】BC3010．如圖，極限承受力為200N的細繩AB兩端分別固定在兩堵墻上．繩上C處固定一重物P，使AC段處于水平，BC段與豎直墻成60°角．那么，重物P的最大重力()A．不能超過100NB．不能超過400NC．若超過允許的最大值，則BC段先斷D．若超過允許的最大值，則AC段先斷【答案】AC3111．如圖，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質量為m的小球．下列關于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是()A．小車靜止時，F(xiàn)＝mgsinθ，方向沿桿向上B．小車靜止時，F(xiàn)＝mgcosθ，方向垂直桿向上C．小車向右以加速度a運動時，一定有F＝D．小車向左以加速度a運動時，F(xiàn)＝，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角α＝arctan3212．如圖甲所示，長5m的繩子的兩端分別系于豎立在地面上相距為4m的兩桿的頂端A、B處．繩子上掛一個光滑的輕質掛鉤，其下端連著一個重為12N的物體，求平衡時繩中的張力(拉力)大?。?/p>

甲33

【解析】“光滑的掛鉤”提示我們：物體掛在繩子上后將沿著繩子滑動，直到找到平衡位置，并最終靜止在該位置．由于AOB是同一根繩子，所以各