高考一轮复习物理要点命题导向策略力重力和弹力.ppt

内容 要求 说明滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数形变、弹性、胡克定律矢量和标量力的合成和分解共点力的平衡实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：验证力的平行四边形定则要求会正确使用的仪器为弹簧测力计力 的 概 念 是 贯 穿 于 整 个 高 中 物 理 的 基 本 概 念 在 物 理学 的 各 分 支 领 域 中 都 有 大 量 的 应 用，是 高 考 中 的 必 考 内 容，其 中 弹 力、摩 擦 力 的 考 查 是 高 考 中 的 一 个 热 点 问 题，一 般需 要 对 物 体 进 行 受 力 分 析 并 利 用 牛 顿 定 律 等 知 识 进 行 综 合分析才能求解，是历年高考的必考内容物 体 的 平 衡 是 本 章 知 识 的 综 合 应 用，同 时 也 是 考 查 的重 点、难 点，需 建 立 在 对 各 种 力 的 产 生 条 件、受 力 情 况 分析及力的合成与分解的基础上求解在 复 习 常 见 的 三 种 力 时，应 当 多 与 生 活 中 的 事 例 相 结合，在 感 性 认 知 的 基 础 上 正 确 建 立 这 些 力 的 概 念 静 摩 擦力 是 一 种 非 常“聪 明”的 力，它 的 大 小、方 向、存 亡 都 会 随其 他 力 发 生 变 化 因 此 分 析 静 摩 擦 力，应 会 从 物 体 的 运 动状 态 和 应 用 牛 顿 运 动 定 律 来 进 行 分 析 对 于 弹 力 的 复 习，通 过 若 干 具 体 实 例 的 分 析、练 习，掌 握 各 种 常 见 弹 力 如 拉力、压 力、支 持 力 的 方 向 特 别 是 轻 杆 的 弹 力，当 杆 受 力较 复 杂 时，杆 中 弹 力 的 方 向 要 具 体 问 题 具 体 分 析 关 于 弹簧的弹力大小，遵守胡克定律，要求定量分析在 理 解 和 掌 握 了 各 种 常 见 力 以 后，多 做 一 些 受 力 分 析的 习 题，在 练 习 中 要 注 意 养 成 良 好 的 受 力 分 析 习 惯，提 高受力分析的熟练性、正确性、规范性 课时4力、重力和弹力 基础梳理1力概念：力是物体对物体的作用基本特征：(1)力 的 物 质 性：力 的 作 用 不 能 离 开 物 体 而 存 在，有 力必有受力物体和施力物体(2)力 的 相 互 性：物 体 之 间 力 的 作 用 总 是 相 互 的，施 力物体同时也是受力物体(3)力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向(4)力 的 作 用 效 果：使 物 体 发 生 形 变 或 使 物 体 运 动 状 态发生变化(物体的速度发生变化，即产生加速度)(5)力 的 三 要 素：力 的 大 小、方 向 和 作 用 点 要 注 意 力的图示与受力示意图的区别2重力概 念：由 于 地 球 的 吸 引 而 使 物 体 受 到 的 力 叫 重 力 地面 附 近 的 一 切 物 体，无 论 其 运 动 状 态 如 何，都 受 重 力 作 用表达式：G mg.基本特征：(1)在 同 一 个 地 点 g值 是 一 个 不 变 的 常 数，而 在 不 同 地点 g 值 不 同，物 体 所 受 重 力 随 其 所 在 地 球 上 纬 度 的 不 同 而 改变，随物体所在高度的不同而改变(2)重力的方向：竖直向下(不是垂直向下)(3)重 力 的 作 用 点 重 心：物 体 的 每 一 部 分 都 受 到 重 力的 作 用，但 为 了 研 究 问 题 简 单，我 们 认 为 一 个 物 体 的 重 力集中作用在一点上，这一点称为物体的重心 疑难详析1力的分类(1)按 性 质 的 不 同，分 为 重 力、弹 力、摩 擦 力、电 场 力、磁场力、万有引力等；(2)按 效 果 的 不 同，分 为 拉 力、推 力、压 力、动 力、阻力、向心力、支持力等；(3)按研究对象的不同，可分为内力与外力2影响重心位置的因素：质量分布和形状(1)质 量 分 布 均 匀 的 物 体 的 重 心 位 置，只 与 物 体 的 形 状有 关 质 量 分 布 均 匀 形 状 规 则 的 物 体，它 的 重 心 在 其 几 何中心上(2)质 量 分 布 不 均 匀 的 物 体 的 重 心 不 在 其 几 何 中 心 此时，物体的重心可用悬挂法、支持法确定(3)物 体 重 心 的 位 置 不 一 定 总 在 物 体 上，重 心 可 能 在 物体 上，也 可 能 在 物 体 外 例 如 圆 环、三 角 框 架 等，其 重 心都不在物体上 深化拓展重力与万有引力的关系 图1(1)重 力 虽 然 由 万 有 引 力 产 生，但 重 力 一 般 不 等 于 万 有引 力 重 力 与 万 有 引 力 的 关 系 如 图1所 示，重 力 只 是 万 有 引力 的 一 个 分 力，万 有 引 力 的 另 一 个 分 力 提 供 物 体 随 地 球 自转 的 向 心 力 只 有 在 地 球 的 南 极 和 北 极 两 地，物 体 的 重 力与万有引力才大小相等；(2)重 力 是 由 于 地 球 对 物 体 的 吸 引 而 产 生 的，但 重 力 不是 万 有 引 力，这 是 两 个 不 同 性 质 的 力；重 力 的 大 小 随 纬 度的 增 大 而 增 大，随 高 度 的 增 加 而 减 小 但 是，除 非 特 别 考查，一般认为在地球表面附近物体的重力大小不变 基础梳理概 念：发 生 弹 性 形 变 的 物 体，由 于 要 恢 复 原 状，对 跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力表达式：F kx(弹簧弹力的计算公式)基本特征：(1)弹 力 是 由 于 施 力 物 体 形 变 而 引 起 的 例 如 物 体 a对物体b的弹力是由于物体a发生形变而引起(2)弹 力 产 生 的 条 件：物 体 直 接 相 互 接 触；物 体 发生弹性形变 疑难详析1弹力的大小弹 力 的 大 小 与 物 体 形 变 量 有 关，形 变 量 越 大，弹 力 越大(1)对 于 难 以 观 察 的 微 小 形 变，可 以 由 物 体 的 受 力 情 况和运动情况运用物体平衡条件来确定弹力大小(2)对 有 明 显 形 变 的 弹 簧、橡 皮 条 等 物 体，弹 力 的 大 小可以由胡克定律计算胡 克 定 律：在 弹 性 限 度 内，弹 簧 弹 力 F 的 大 小 跟 弹 簧伸 长(或 缩 短)的 长 度 x成 正 比 数 学 表 达 式 是：F kx，还 可以 表 示 成 F kx，其 中 k叫 做 弹 簧 的 劲 度 系 数，其 数 值 上等 于 弹 簧 发 生 单 位 长 度 形 变 时 产 生 的 弹 力 大 小，它 是 用 来描述弹簧的基本性质的物理量劲 度 系 数 跟 弹 簧 的 长 度、弹 簧 的 材 料、弹 簧 丝 的 粗 细都 有 关 系，对 于 一 个 确 定 的 弹 簧 来 说，它 的 劲 度 系 数 是 一定的在国际单位制中，劲度系数k的单位是牛/米2弹力的方向弹 力 的 方 向 始 终 跟 物 体 的 形 变 方 向 相 反，或 与 使 物 体发 生 形 变 的 外 力 方 向 相 反 凡 是 支 持 物 对 物 体 的 弹 力，方向 总 是 垂 直 于 接 触 面 并 指 向 受 力 物 体 凡 是 一 根 线(或 绳)对物体的弹力，方向总是沿线(或绳)收缩的方向举例：轻绳中的弹力方向始终沿着轻绳杆中的弹力方向不一定沿杆面 与 面、点 与 面 接 触 处 的 弹 力 方 向 垂 直 于 面(曲 面 则 垂直于接触点的切面)深化拓展如何判断两个物体间是否存在弹力(1)根 据 弹 力 产 生 的 条 件 判 断，即 看 物 体 间 是 否 直 接 接触以及物体是否发生弹性形变(2)用 假 设 法 判 断 当 弹 力 的 存 在 与 否 难 以 根 据 第 一 点直 接 判 断 时，可 以 假 设 两 个 物 体 之 间 弹 力 不 存 在，看 物 体是 否 还 能 保 持 现 在 的 状 态，如 果 能 说 明 则 没 有 弹 力，否 则就是有弹力(3)根 据“物 体 的 运 动 状 态”分 析 对 物 体 进 行 受 力 分 析，判断需不需要弹力，物体才能保持现在的运动状态注 意：弹 力 是 接 触 力，但 不 是 所 有 相 互 接 触 的 物 体 之间 都 存 在 弹 力，物 体 发 生 弹 性 形 变 是 产 生 弹 力 的 必 要 条 件题型一对重力和重心的理解 例1 如 图2所 示，两 辆 车 在 以 相 同 的 速 度 做 匀 速 运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()图2 解 析 物 体 各 部 分 都 受 重 力 作 用，但 可 以 认 为 物 体各 部 分 所 受 重 力 集 中 于 一 点，这 个 点 就 是 物 体 的 重 心，A 正确；重 力 的 方 向 总 是 和 水 平 面 垂 直，是 竖 直 向 下 而 不 是 垂直 向 下，B 错 误；从 图 中 可 以 看 出，汽 车(包 括 货 物)的 形 状和 质 量 分 布 发 生 了 变 化，重 心 的 位 置 就 发 生 了 变 化，C 正 确；力 不 是 使 物 体 运 动 的 原 因，而 是 使 物 体 发 生 形 变 或 产 生 加速度的原因，D 错误 答案 AC题 后 反 思：正 确 理 解 力 的 概 念，掌 握 重 力 方 向 竖 直 向下，垂 直 水 平 面 向 下，但 不 一 定 垂 直 接 触 面.因 为 接 触 面 不一定水平.明确重心的位置与物体的形状和质量有关.质 量 为2 kg 的 物 体 被 一 根 细 绳 悬 吊 在 天 花 板 下 静 止(g取9.8 N/kg)，则以下说法正确的是()A 物体重力大小等于19.6 NB 物 体 对 绳 的 拉 力 与 物 体 重 力 的 大 小、方 向 均 相 同，所以它们是同一个力C 剪断细绳后，物体不受任何力的作用D 物体的各部分中，只有重心处受重力解 析：由 重 力 和 质 量 的 关 系 可 知 G mg 29.8 N 19.6 N，A 选项正确判 断 两 个 力 是 否 是 同 一 个 力 不 能 仅 看 大 小、方 向 是 否相 同，还 要 看 作 用 点、性 质 等 因 素 物 体 对 绳 的 拉 力，施力 物 体 是 该 物 体，受 力 物 体 是 绳，作 用 点 在 绳 上，属 于 弹力，而 重 力 的 施 力 物 体 是 地 球，受 力 物 体 是 该 物 体，作 用点在该物体上，它们不是同一个力，B 选项不正确剪断细绳后，物体仍然受重力作用，C 选项不正确物 体 的 各 部 分 都 受 重 力，从“效 果”上 看 跟 重 力 作 用 在重心一样，D 选项不正确答案：A题型二弹力的分析和计算 例2(2010 辽 宁 丹 东 模 拟)如 图3所 示，小 车 上 固 定 着一 根 弯 成 角 的 曲 杆，杆 的 另 一 端 固 定 着 一 个 质 量 为 m 的 球试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向(1)小车静止；(2)小车以加速度a水平向右运动 解 析(1)小 车 静 止 时，根 据 物 体 平 衡 条 件 知，杆 对球产生的弹力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg.图3 图4(2)选 小 球 为 研 究 对 象，小 车 以 加 速 度 a向 右 运 动 时，小 球 所 受 重 力 和 杆 的 弹 力 的 合 力 一 定 水 平 向 右，此 时，弹力 F 的 方 向 一 定 指 向 右 上 方，只 有 这 样，才 能 保 证 小 球 在 竖直 方 向 上 保 持 平 衡，水 平 方 向 上 具 有 向 右 的 加 速 度 假 设小 球 所 受 弹 力 方 向 与 竖 直 方 向 的 夹 角 为(如 图4所 示)，根 据牛顿第二定律有题 后 反 思：接 触 面 间 的 弹 力 方 向 一 定 垂 直 于 接 触 面，但 固 定 在 杆 上 的 物 体 所 受 的 弹 力 其 大 小 和 方 向 都 是 可 变 的，其 方 向 可 能 沿 杆 也 可 能 不 沿 杆，故 需 利 用 平 衡 条 件 或 牛 顿第二定律来分析计算.在 下 图 中，a、b(a、b均 处 于 静 止 状 态)间 一 定 有 弹 力的是()解 析：A 选 项 中，a、b间 如 果 存 在 弹 力，则 b给 a的 弹力 水 平 向 左，a将 向 左 侧 加 速 运 动，显 然 与 题 设 要 求 不 符，故A 选 项 中 a、b间 无 弹 力 作 用 同 理，C 选 项 中 a、b间 没 有弹 力 对 于D 选 项，也 可 以 假 设 a、b间 有 弹 力，则 a(斜 面)对 b 的 弹 力 将 垂 直 于 斜 面 向 上，因 此，b所 受 的 合 外 力 不 为零，即 b不 可 能 处 于 静 止 状 态 B 选 项，假 设 b对 a没 有 弹 力，则 a 所 受 的 合 外 力 不 为 零，将 不 可 能 静 止，故 a、b间 必 须 存在弹力故选B.答案：B题型三弹簧弹力的计算图5 例3 如 图5所 示，劲 度 系 数 为 k1的 轻 弹 簧 两 端 分 别 与质 量 为 m1、m2的 物 块 拴 接，劲 度 系 数 为 k2的 轻 弹 簧 上 端 与物 块2拴 接，下 端 压 在 桌 面 上(不 拴 接)，整 个 系 统 处 于 平 衡状 态 现 施 力 将 物 块1缓 慢 竖 直 上 提，直 到 下 面 那 个 弹 簧 的下 端 刚 脱 离 桌 面 在 此 过 程 中，物 块2向 上 移 动 了 多 少？物块1向上移动了多少？题 后 反 思：(1)本 题 以 平 衡 条 件、胡 克 定 律 等 知 识 为 依据，考 查 物 理 规 律 的 灵 活 应 用 及 处 理 复 杂 物 理 过 程 的 能 力.(2)因 为 弹 簧 的 弹 力F 与 形 变 量x 成 正 比，所 以 当 弹 簧 在原基础上再伸长(或缩短)x 时，弹力的改变量F=kx.图6 图7如 图6所 示，劲 度 系 数 为 k2的 轻 质 弹 簧，竖 直 放 在 桌 面上，上 面 压 一 质 量 为 m 的 物 块，劲 度 系 数 为 k1的 轻 质 弹 簧 竖直 地 放 在 物 块 上 面，其 下 端 与 物 块 上 表 面 连 接 在 一 起，现想 使 物 块 在 静 止 时，下 面 弹 簧 承 受 物 重 的2/3，应 将 上 面 弹簧的上端A 竖直向上提高多大的距离？1 如 图8所 示，四 个 完 全 相 同 的 弹 簧 都 处 于 水 平 位 置，它 们 的 右 端 受 到 大 小 皆 为 F 的 拉 力 作 用，而 左 端 的 情 况 各 不相 同：中 弹 簧 的 左 端 固 定 在 墙 上，中 弹 簧 的 左 端 受 大小 也 为 F 的 拉 力 作 用，中 弹 簧 的 左 端 拴 一 小 物 块，物 块 在光 滑 的 桌 面 上 滑 动，中 弹 簧 的 左 端 拴 一 小 物 块，物 块 在有 摩 擦 的 桌 面 上 滑 动 若 认 为 弹 簧 的 质 量 都 为 零，以 l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有()