第3章第1節(jié) 重力與彈力- 2025高一物理同步自學講練資料

試卷第=page22頁，共=sectionpages33頁高一物理同步自學講練資料——新教材第三章《重力與彈力》【學習任務(wù)】1、了解電磁打點計時器和電火花打點計時器的基本構(gòu)成，知道打點計時器的計時原理，并學會使用打點計時器。2、通過實例學會根據(jù)紙帶上的點分析小車的運動性質(zhì)。3、通過實例學會根據(jù)紙帶上的點分析打點計時器打各點時的瞬時速度。4、通過實例學會根據(jù)紙帶上的點求小車的加速度。【知識梳理】一重力1、重力的基本概念1、定義:由于地球的吸引而使物體受到的力。2、施力物體:地球。在地球附近的一切物體，都會受到重力的作用，與物體所處的運動狀態(tài)無關(guān)與物體是否受到其他力完全無關(guān)。3、地球?qū)ξ矬w的吸引力不等于物體所受到的重力。重力是地球引力的一個分力，方向和地心有一個很小的偏角，略小于引力2、重力的大小1、彈簧測力計測重力:1重物靜止掛在彈簧測力計上，因此重物所受的重力與彈簧對重物的拉力是.對平衡力，等大反向共線。②同時,由于重物對彈簧的拉力和彈簧對重物的拉力是一對作用力與反作用力因此大小是相等的?？傻茫瑥椈蓽y力計的示數(shù)就是重物的重力大小。2、公式:G=mg。其中g(shù)=9.8m/s2=9.8N/kg。地球的不同地方，g的大小不同，重力的大小不同。注意:重力和質(zhì)量的區(qū)別(1）質(zhì)量是物體的固有屬性。質(zhì)量不會隨著位置的改變而改變。但是重力會隨著位置的改變而改變，同一物體在不同星球或者同一星球的不同地方重力一般不同。(2）質(zhì)量是標量，重力是矢量。(3）質(zhì)量用天平測量，重力是用測力計測量。二、重力的大小和方向1.重力的大小:G=mgg=9.8N/kg（高中階段一般取g=10N/kg2.重力的方向:豎直向下(1)）重力的方向不是垂直向下。垂直向下，是針對某一個平面來說的。比如，物體對斜面的壓力垂直于斜面向下，重力的方向也可以說是垂直于水平面。）重力的方向不一定指向地心，重力是地球引力的一個分力，方向和地心有一個很小的偏角。在兩極時直向地心。3、重力方向的確定方法1.先確定水平面所謂的水平面，是指水完全靜止時所形成的平面。確定了水平面后，垂直于水平面向下的方向，就是豎直向下的方向，也就是重力的方向。2.重錘線（鉛垂線)在一根細軟繩下掛一重物，就可做成一個重錘線。當將細軟繩掛在某處懸空靜止時，沿繩向下的方向就是豎直向下的方向，也就是重力的方向這種方法常用于建筑準直。三重心1重心的概念1、定義:重心就是各部分重力的等效作用點，或各部分所受重力的合力的作用點。2、重心概念的提出:將物體全部質(zhì)量集中到一點，不影響研究結(jié)果，這其實就是一種等效替代的思想。2、重心的位置1、質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則的物體，其重心就在幾何中心上。厚度均勻的球殼例如_上圖所示，即便是球殼，只要厚度均勻形狀規(guī)則，重心仍然在幾何中心上。2、質(zhì)量分布均勻，形狀不規(guī)則的物體，其重心位置可以用幾何方法判斷。例如:兩把質(zhì)量分布均勻、寬度相等的尺子如圖連接在-起，如何確定它的重心呢?四形變與彈性形變1、形變1.定義:物體在力的作用下，形狀或體積會發(fā)生改變，這種變化叫做形變在力的作用下，物體可以發(fā)生形變，也可以發(fā)生運動狀態(tài)的改變，也可以是兩者同時發(fā)生變化。2.形變的種類:拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變、扭曲形變。二、微小形變的觀察有時物體的形變很小，不易觀察，需要借助于儀器或其他輔助物才能觀測，這里介紹兩種。1.．觀察桌面受壓時的微小形變可在桌面上放兩個平面鏡，用小型激光源發(fā)射激光照射平面鏡M,用力壓桌面，讓一束光依次被兩面鏡子反射，通過反光鏡的放大原理可以使也回上的光點移動很大的距離。2．觀察玻璃瓶被擠壓時的微小形變可把一圓玻璃瓶裝滿水，瓶口用中間插有細管(透明)的瓶塞塞住，如右圖所示，用手擠壓玻璃瓶，細管中的水就會上升，松開手，水面又降回原處。2想一想:如果換成扁玻璃瓶,按壓“凸”面、“扁”面效果一樣嗎?以上兩組實驗使用了放大法、轉(zhuǎn)換法的實驗方法。3、彈性形變本節(jié)主要討論拉伸(或壓縮)形變。1.彈性形變:物體在外力作用下發(fā)生形變，如果撤去外力后，能恢復原狀，這種形變叫彈性形變。2.彈性限度:如果外力使物體的形變過大，超過一定限度，在撤去外力后，形變不能完全恢復，這個限度就叫彈性限度。范性形變:物體在外力作用下發(fā)生形變，如果撤去外力后，不能恢復原狀這種形變叫范性形變，如普通的橡皮泥被捏后變形。五幾種常見的彈力1彈力的基本概念1、定義:發(fā)生形變的物體由于要恢復原狀，對跟它接觸的使它形變的物體產(chǎn)生的力。2、條件:相互接觸;產(chǎn)生彈性形變。例如壓縮的彈簧對外界產(chǎn)生的力。2、幾種常見的彈力1、壓力和支持力如上圖，一本書放在桌子上，其實桌子是有微小形變的，桌子想要恢復到原來形狀，因此會對書產(chǎn)生-一個支持力F1，這個支持力就是-種彈力。同時書也有微小的形變，書也想要恢復到原來的形狀，因此書會對桌面產(chǎn)生一個壓力F2,這個力也是--種彈力。(1)支持力和壓力都是彈力。(2)壓力的方向是總是垂直于支持面而指向被壓的物體，支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。2、繩的拉力如圖是繩子下端系一個重物，我們來分析一下，首先繩子是有形變的，所以會產(chǎn)生一個向上收縮的力，即繩子的拉力，所以繩子的拉力也是一種彈力，它的方向沿著繩子并指向繩收縮的方向。同時重物也有形變，所以重物對繩子會產(chǎn)生一個向下的力，這個力也是彈力。三、彈力方向的總結(jié)彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力，方向相反，或者說與施力物體形變的方向相反?！痉答伨毩暋颗袛囝}1．判斷下列關(guān)于力的說法的正誤（1）甲用力把乙推倒，說明甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用()（2）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力，不會施力()（3）任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體()（4）兩個力的大小都是5N，則這兩個力一定相同()2．判斷正誤：（1）自由下落的物體所受重力為零。()（2）重力的方向不一定指向地心。()（3）彈力一定產(chǎn)生在相互接觸的物體之間。()（4）相互接觸的物體間一定有彈力。()（5）F=kx中“x”表示彈簧形變后的長度。()（6）彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大。()（7）彈簧的勁度系數(shù)由彈簧自身性質(zhì)決定。()（8）胡克定律是英國科學家胡克發(fā)現(xiàn)的。()3．判斷下列說法的正誤。（1）重力的方向總是垂直于地面。()（2）重心是物體重力的作用點，重心一定在物體上。()（3）發(fā)生形變后的物體撤去外力后都能恢復原狀。()（4）靜止在水平地面上的物體受到向上的彈力是因為地面發(fā)生了形變。()【反饋答案】1．錯誤錯誤正確錯誤【詳解】（1）因為力的作用是相互的，所以甲對乙有力的作用，乙對甲也有力的作用，錯誤；（2）無論有無生命或有無動力，物體是施力物體的同時也是受力物體，錯誤；（3）由力的相互性可知，任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體，正確；（4）力是矢量，比較兩個力是否相同，除了要比較其大小之外，還要比較其方向，錯誤。2．錯誤正確正確錯誤錯誤錯誤正確正確【詳解】（1）[1]重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，自由下落的物體受到的重力并沒有變化，（1）錯誤。（2）[2]重力方向豎直向下，只有在赤道或南北兩極，重力方向指向地心，其它位置重力方向不指向地心，（2）正確。（3）[3]彈力一定產(chǎn)生在相互接觸的物體之間，（3）正確。（4）[4]只有相互接觸且發(fā)生彈性形變的物體間才有彈力的作用，（4）錯誤。（5）[5]F=kx中“x”表示彈簧的形變量，（5）錯誤。（6）[6]彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的粗細、材料有關(guān)，與彈簧伸長量無關(guān)，（6）錯誤。（7）[7]彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的粗細、材料有關(guān)，（7）正確。（8）[8]胡克定律是英國科學家胡克發(fā)現(xiàn)的，（8）正確。3．錯誤錯誤錯誤正確【詳解】略【認知提升】重點知識：重力1.定義：由于地球的吸引而使物體受到的力。施力物體：地球受力物體：物體注意：重力是非接觸力。2.大小：G＝mg，g就是自由落體加速度。（1）重力的大小G＝mg，只與質(zhì)量和重力加速度g有關(guān)，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。（2）重力加速度g與物體所處的緯度和高度有關(guān)，在赤道處，g最小，在兩極處，g最大（同一高度）；海拔越高，g越小，離地面越近，g越大。3.方向：豎直向下。豎直向下是指與水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心。4.作用點——重心（1）重心：一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，我們可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心。（2）決定因素：①物體的形狀；②物體的質(zhì)量分布。（3）確定方法：對形狀不規(guī)則的薄板狀物體，可以采用懸掛法來確定重心的位置。（4）重心是物體各部分所受重力的等效作用點，并不是只有物體的重心才受到重力作用。質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心。重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。重點知識：彈力一、彈力1.定義：發(fā)生形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力。2.產(chǎn)生的條件：①兩物體直接接觸；②發(fā)生彈性形變。二、幾種彈力及方向1.壓力和支持力的方向都垂直于物體的接觸面。2.繩的拉力方向總是沿著繩子而指向繩子收縮的方向。繩中的彈力常常叫做張力。三、胡克定律1.內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。2.公式：F＝kx。k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米。拓展拔高：如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝3N，GB＝4N。A用細線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧中的彈力F＝2N，則細線中的張力及B對地面的壓力的可能值分別是（）A.5N和6NB.5N和2NC.1N和6ND.1N和2N【答案】BC【解析】彈簧如果處于被拉伸的狀態(tài)，它將有收縮到原狀的趨勢，會向下拉A，向上提B，則B項正確；彈簧如果處于被壓縮的狀態(tài)，將向兩邊恢復原狀，會向上頂A，向下壓B，則C項正確，故選B、C。歸納總結(jié)：1.重力的產(chǎn)生原因：地球的吸引。但是重力并不是地球引力，重力≠吸引力；方向為豎直向下；作用點為重心。2.產(chǎn)生彈力的條件是接觸并發(fā)生彈性形變；掌握幾個典型彈力方向。3.F=kx；k是勁度系數(shù)，由彈簧本身決定；x是形變量，不是彈簧長度?！揪珳示毩暋恳弧芜x題1．從力學角度對下列文言進行解讀，有誤的一項是（）A．“無邊落木蕭蕭下”：落葉受到的重力及空氣阻力可以改變其運動狀態(tài)B．“不盡長江滾滾來”：后浪與前浪的作用是相互的C．“輕挖慢捻抹復挑”：大小、方向不同的力，對琵琶弦產(chǎn)生的形變效果不同D．“栗深林兮驚層巔”：使樹木顫抖的力，沒有相應(yīng)的施力物體2．圖為“玉兔二號”巡視器在月球上從O處行走到B處的照片，軌跡OA段是直線，AB段是曲線，巡視器質(zhì)量為135kg，則巡視器（）

A．受到月球的引力為1350N B．在AB段運動時一定有加速度C．OA段與AB段的平均速度方向相同 D．從O到B的位移大小等于OAB軌跡長度3．在城市樓房的建筑工地上經(jīng)常見到塔吊，工人師傅在安裝塔吊時，常在塔吊臂的未裝滑輪端安裝一個大的鐵箱，并在鐵箱內(nèi)裝入很重的沙子（如圖所示），其主要目的是（）

A．為了左右對稱，美觀B．增加塔吊重量，防止被風吹得左右搖擺C．防止沙子不夠用，做臨時補充D．使塔吊起吊建材時重心落在豎直固定架上，工作起來更加平衡、安全4．重陽節(jié)那天，李曉同學網(wǎng)購了一雙老人鞋送給奶奶，奶奶穿后說：“鞋底彈性好，穿著很舒服，”奶奶所說的“彈性好”，正確的理解是（）A．鞋底不受彈力 B．鞋底的彈性形變較明顯C．鞋底不發(fā)生形變 D．鞋底消除了人的重量5．下列選項中，所畫彈力方向不正確的是（）A． B．C． D．6．為了騎行舒適，電動車裝有減震彈簧，如圖，當騎行者對車的壓力增大時，彈簧的（）A．勁度系數(shù)增大 B．勁度系數(shù)減小 C．壓縮量增大 D．壓縮量減小7．一小組將兩個完全相同的輕彈簧分別按圖甲和圖乙連接，等效為兩個新彈簧，測得兩個新彈簧的“拉力與彈簧伸長量的關(guān)系圖像”如圖丙所示，則下列說法正確的是（

）A．F=2N時甲圖中每個彈簧伸長0.1mB．F=2N時乙圖中每個彈簧伸長0.1mC．原來每個彈簧的勁度系數(shù)為20N/mD．b為甲圖彈簧得到的圖像二、多選題8．下列物體的設(shè)計中能增大穩(wěn)度的是（）A．不倒翁的下部填充實物，上部空殼B．賽車有一副“身矮輪寬”的怪模樣C．凳子將四條腿改為三條腿D．船的兩頭尖，中間寬9．兩個光滑的木板固定為如圖所示的結(jié)構(gòu)，其中下面的木板水平，小球A放于其中，且與兩木板都接觸，則（）

A．兩個木板對A都有彈力作用B．只有下面的木板對A有彈力作用C．將圖中結(jié)構(gòu)整體逆時針旋轉(zhuǎn)一小角度后，A球受兩木板的彈力作用D．將圖中結(jié)構(gòu)整體逆時針旋轉(zhuǎn)一小角度后，A球僅受左邊木板的彈力作用10．一長度為l、勁度系數(shù)為k的均勻輕彈簧分割成長度分別為l1和l2的兩部分，且l1=nl2，n為整數(shù)，則相應(yīng)的勁度系數(shù)k1和k2為（）A． B． C． D．11．關(guān)于如圖所示的彈簧測力計，以下說法正確的是（）A．彈簧測力計的量程及最小分度值分別是和B．在彈性限度內(nèi)，彈簧測力計的彈簧伸長越長，它所受的拉力就越大C．使用彈簧測力計只能測出豎直方向上的拉力而無法測出水平方向的拉力D．量程大的測力計彈簧長度一定比量程小的測力計彈簧長度長12．如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA=3N，GB=4N。A用細線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F=2N，則細線中的張力及B對地面的壓力的可能值分別是（）A．5N和2N B．5N和1N C．1N和5N D．1N和6N三、作圖題13．畫出圖中（a）、（b）兩種情況下物體M的受力示意圖。其中（a）圖為質(zhì)量分布均勻、光滑球放在斜墻與水平地面間保持靜止；（b）圖的豎直墻面光滑，地面粗糙，梯子質(zhì)量分布均勻。四、解答題14．如圖所示，用10N的力托著一本書，用500N的力推汽車，如何簡潔明了地表示出這兩個力呢？15．一只熱氣球下面吊著重量為G=2000N的吊籃，沿與水平面成45°角的方向斜向上勻速飛行，如圖所示。若只考慮吊籃受到空氣浮力和空氣阻力，請畫出吊籃受力的圖示?！揪珳示毩晠⒖即鸢浮?．D【詳解】A．力改變物體的運動狀態(tài)，詩句中的落葉受到重力以及空氣阻力的作用，從而改變了運動狀態(tài)，故A項正確，不符合題意；B．力的作用時相互的，后浪對前浪有個力的作用，同樣前浪對后浪也有一個力的作用，故B項正確，不符合題意；C．力的對物體的作用效果之一是使物體發(fā)生形變，所以大小、方向不同的力使琵琶的琴弦產(chǎn)生的形變也不相同，故C項正確。不符合題意；D．力具有物質(zhì)性，即一定存在施力物體與受力物體，故D項錯誤，符合題意。故選D。2．B【詳解】A．在月球上的g與地球不同，故質(zhì)量為135kg的巡視器受到月球的引力不是1350N，故A錯誤；B．由于在AB段運動時做曲線運動，速度方向一定改變，一定有加速度，故B正確；C．平均速度的方向與位移方向相同，由圖可知OA段與AB段位移方向不同，故平均速度方向不相同，故C錯誤；D．根據(jù)位移的定義可知從O到B的位移大小等于OB的連線長度，故D錯誤。故選B。3．D【詳解】物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，塔吊臂未裝滑輪端安裝鐵箱并配重后，當?shù)跗鹬匚飼r，可以使重心落在豎直固定架上，增加穩(wěn)度。故選D。4．B【詳解】ABCD．“彈性好”是指鞋底的彈性形變較明顯，故ACD錯誤，B正確。故選B。5．D【詳解】彈力的方向總是垂直于接觸面指向受力物體或沿繩子收縮的方向。故D中地面的支持力方向垂直地面向上。故選D。6．C【詳解】AB．彈簧的勁度系數(shù)由彈簧本身的性質(zhì)決定，所以當騎行者對車的壓力增大時，勁度系數(shù)不變，故AB錯誤；CD．根據(jù)胡克定律當壓力增大時，彈簧的彈力增大，則彈簧的壓縮量增大，故C正確，D錯誤。故選C。7．A【詳解】ABD．根據(jù)彈簧串聯(lián)與并聯(lián)的特點可知，兩條彈簧并聯(lián)后新彈簧的勁度系數(shù)增大，而串聯(lián)后新彈簧的勁度系數(shù)相對較??；彈簧的拉力與彈簧伸長量的關(guān)系圖像中，直線的斜率對比胡克定律F=kΔx可知，直線的斜率即表示彈簧的勁度系數(shù)。由于a的勁度系數(shù)大，b的勁度系數(shù)小，所以a為甲圖彈簧得到的圖像，b為乙圖彈簧得到的圖像。甲圖是兩根彈簧并聯(lián)，新彈簧的伸長量等于每一個彈簧的伸長量，所以甲圖中，F(xiàn)=2N時每個彈簧都伸長0.1m，A正確、BD錯誤；C．由丙圖可知，新彈簧的勁度系數(shù)則原來每個彈簧的勁度系數(shù)一定不是20N/m，C錯誤。故選A。8．AB【詳解】A．不倒翁的結(jié)構(gòu)能降低重心，從而增大穩(wěn)度，A正確；B．賽車的寬輪胎能增大接觸面，從而增大穩(wěn)度，B正確；CD．凳子將四條腿改為三條腿，船的兩頭尖，中間寬，均不能增大穩(wěn)度，CD錯誤。故選AB。9．BC【詳解】AB．判斷上板對A球