高考物理一轮复习课件 力 重力 弹力 (2).ppt

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1、物理2021/8/11 星期三1物理物理第一第一单元力物体的元力物体的平衡平衡考纲解读内容内容要求要求说明说明1.1.力是物体间的相互作用，力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状是物体发生形变和物体运动状态改变的原因态改变的原因.力是矢量力是矢量.力的力的合成和分解合成和分解不要求知道静摩擦不要求知道静摩擦系数系数2.2.重力重力.重心重心3.3.形变和弹力形变和弹力.胡克定律胡克定律4.4.静摩擦静摩擦.最大静摩擦力最大静摩擦力5.5.滑动摩擦滑动摩擦.滑动摩擦定律滑动摩擦定律6.6.共点力作用下物体的平共点力作用下物体的平衡衡2021/8/11 星期三2物理物理命题趋向从近几年各

2、地高考试题分析来看，高考对本单元主要考查的内容有弹簧相关问题、摩擦力问题、物体的平衡问题、力的合成与分解问题，其中“弹簧模型”、受力分析、摩擦力、正交分解法出现的频率最高；这些内容既有单独命题的考题，也有将这些考点体现在综合题中，综合的内容有运动与力的综合、通电导体在磁场中的平衡、带电粒子在复合场中的运动、电磁感应中导体棒的平衡等.考题较注重与生产、生活实际相结合.本单元内容在高考中所占的分值平均在10分左右第一第一单元元2021/8/11 星期三3物理物理复习策略1.本单元在复习三种性质的力之后，讲述了物体受力分析与力的合成与分解的方法，最后介绍了物体的平衡的处理方法.其中受力分析是解决力学

3、问题的基础，力的合成与分解是对力进行等效处理的方式，而处理力的平衡问题的系列方法能渗透到其他章节或综合应用中.2.建议复习时重点突破以下重点或难点:(1)理解三类性质的力，掌握对物体进行受力分析的方法,能准确分析物体的受力情况并画出力的示意图.（2）会用正交分解法、三角形法、合成法等多种方法解答共点力的平衡问题，会结合整体法与隔离法第一第一单元元2021/8/11 星期三4物理物理复习策略处理系统平衡问题，会用图解法分析三力动态平衡问题.会求平衡中的极值问题.（3）掌握常见的求物体合力的方法，掌握对物体进行按效果分解的方法，会用一类特殊的力的分解求力的极值.（4）掌握弹簧弹力的特点，会用胡克定

4、律分析多个弹簧组成的系统的平衡问题.（5）会求滑动摩擦力和静摩擦力的大小，会分析摩擦力的突变问题.3.本单元为起始复习单元,并建议用15课时,具体为(3+3+3+4+2)的安排.第一第一单元元2021/8/11 星期三5物理物理知识框架第一第一单元元2021/8/11 星期三6物理物理复习指南第第1 1讲力重力力重力弹力力在受力分析、力的平衡、力与运动的综合、动量与能量的综合等内容中将涉及本讲知识；高考对本讲的考查主要集中在弹簧弹力的分析上，有时还涉及物体的重心和重力加速度的问题.考题的题型主要是选择题.本讲复习要求深刻理解力的概念，掌握力的矢量性、物质性、相互性,理解力的三要素，会用力的图示

5、与力的示意图表示力，了解力的分类，知道内力与外力的主要区别；掌握重力、弹力的产生条件及其三要素，会确定匀质、规则几何体的重心，能根据物体的运动状态分析弹力的大小和方向，会分析弹簧类问题.复习时要求知道系统的内力与外力对系统的作用效果的区别，为利用整体法解题打下基础；要从重力与万有引力的关系来理解重力加速度的概念，另外，匀质、规则的绳与链条的重心位于其几何中心上；常见弹力方向总是指向恢复原状最快的方向；多弹簧问题要会用胡克定律分析.2021/8/11 星期三7第第1 1讲课前前热身身1.下列说法中正确的是（）A.力是物体间的相互作用，力总是成对出现的B.对于一个受力物体可能找到多个施力物体C.对

6、于一个施力物体可能找到多个受力物体D.只有直接接触的物体间才有力的作用2.当一个物体静止在水平桌面上时，则（）A.物体对桌面的压力就是该物体的重力B.物体对桌面的压力使该物体发生形变C.桌面形变产生对物体的支持力D.桌面的形变使桌面受到向下的压力ABCC2021/8/11 星期三83.关于重心的说法，正确的说法是（）A.物体的重心一定在物体上B.重心就是物体上最重的一点C.任何有规则形状的物体，它的重心都在其几何中心上D.物体的重心可能在物体上，也可能在物体外4.作出下图中质量分布均匀的物体所受的力的示意图(其中P点为物体的重心，所有接触面光滑).D第第1 1讲课前前热身身2021/8/11

7、星期三9第第1 1讲课前前热身身2021/8/11 星期三10【答案】如下图所示.第第1 1讲课前前热身身2021/8/11 星期三115.一个弹簧秤，由于更换弹簧，不能直接在原来的刻度上准确读数，经测试，不挂重物时，示数为2 N；挂100 N的重物时，示数为92 N(弹簧仍在弹性限度内)；那么当读数为20 N时，所挂物体的实际重力为20N.【解析】设该弹簧秤刻度板上相差1 N的两条刻度线的距离为a，其劲度系数为k，由胡克定律得，当挂100 N重物时有：100=k(92-2)a当示数为20 N时有：G=k(20-2)a 由、联立方程组可得G=20 N.第第1 1讲课前前热身身2021/8/11

8、 星期三12第第1 1讲考点整合考点整合一、力定义：力是物体对物体的作用.力的表示：(1)力的图示：用力的标度和有向线段表示力的三要素(大小、方向、作用点)的图示.(2)力的示意图：用一条有向线段表示力的三要素的图示.力的分类：(1)按力的性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、核力、电场力、安培力等.(2)按力的效果分：动力、阻力、压力、拉力、支持力、浮力、向心力、回复力等.基本特性：(1)物质性：力不能离开物体而独立存在.2021/8/11 星期三13(2)相互性：物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上.(3)矢量性：力有方向性，力的运算遵循力的平行四边形定则.(4)独立性

9、：一个力使物体产生的加速度或其他作用效果与其他力的存在与否无关.二、重力产生原因：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力.大小：G=mg（粗略情况下，可近似认为物体的重力等于物体所受的万有引力）.方向：竖直向下.第第1 1讲考点整合考点整合2021/8/11 星期三14作 用 点：物体的重心.重心的位置与物体的形状及质量分布情况有关.(1)质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心如匀质绳、匀质球体等.(2)不规则物体的重心可用悬线法求出重心位置.三、弹力产生条件：两物体相互接触且发生了弹性形变.形变的种类有拉伸、压缩、弯曲、扭转等.作用效果：阻碍形变并试图恢复原状.方向：总是沿着恢复原状最快

10、的方向.具体类型有：a.绳子的拉力方向总是沿着绳子并指向绳子收缩的方向.第第1 1讲考点整合考点整合2021/8/11 星期三15b.压力、支持力的方向总垂直于接触面，指向被压或被支持的物体大小：弹力的大小一般随着形变量增大而增大.(1)弹簧的弹力：在弹簧的弹性限度内，弹力的大小与形变量成正比，即F=kx.这就是胡克定律.由F=kx可得变形式F=kx，复杂的弹簧问题的处理可利用变形式处理，侧重于分析弹力的变化和形变量的变化，同时要考虑弹簧有拉伸与压缩两种情况.(2）其他弹力：其他弹力的大小要结合物体的运动情况用平衡条件或牛顿运动定律求解.第第1 1讲考点整合考点整合2021/8/11 星期三1

11、6第第1 1讲重点探究重点探究探究点一力的概念例1对于磁铁与其附近铁钉的相互作用的说法中，正确的是（）A.磁铁为施力物体，铁钉为受力物体.B.磁铁对铁钉有吸引作用，而铁钉不会吸引磁铁.C.铁钉与磁铁虽然不接触，也会产生力的作用.D.铁钉被磁铁吸引过来，说明磁铁吸引铁钉的力大于铁钉吸引磁铁的力.2021/8/11 星期三17【解析】磁铁与铁钉的力的作用是相互的，磁铁吸引铁钉有力作用，同时铁钉也要吸引磁铁而产生力作用，即磁铁吸引铁钉时，磁铁是施力物体，铁钉是受力物体；铁钉吸引磁铁时，铁钉是施力物体，磁铁是受力物体故A、B错误；磁铁与铁钉相互作用不需要接触，它们可通过磁场发生相互作用，故C正确；铁钉

12、之所以被磁铁吸引过来，是因为铁钉所受的磁力大于铁钉所受的其他外力，形成了指向磁铁方向的合外力才向磁铁运动的，不能说明磁铁吸引铁钉的力大于铁钉吸引磁铁的力.第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三18【点评】力分接触力与非接触力，非接触力是通过场的方式发生相互作用；物体的运动状态的改变取决于自身的受力，与其他物体的受力无关；力的相互作用力满足牛顿第三定律，不管物体的运动状态如何，不影响相互作用力的等大异向的关系.【答案】C第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三19探究点二内力与外力例2如右图所示,三个物体A、B、C叠放在水平面上，一根水平轻绳一端系着物体A,另一端固

13、定在竖直墙壁上.一个水平作用力作用在物体B上，使三个物体处于静止，且绳处于张紧状态则下列说法正确的有（）A.物体C对物体B的支持力一定为内力第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三20B.以A、B、C三个物体为系统，则物体B对物体A的摩擦力为内力，绳对物体A的作用力为外力C.以物体A和物体B为系统，系统受到5个外力的作用（假设C对B有摩擦力）D.以三个物体A、B、C为系统，则物体C对物体B的摩擦力能使系统产生加速度【解析】若以物体A和物体B为系统，此力为系统外力，故A错.以三个物体A、B、C为系统，受到了系统的重力、绳的拉力、水平面对系统的摩擦力、水平作用力四个外力，其中，物体B

14、对物体A的摩擦力为第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三21系统内部作用力，故B正确；以物体A和物体B为系统,则系统受到系统的重力、绳的拉力、物体C对系统的摩擦力、水平作用力和C的支持力5个外力的作用，故C正确；因系统的内力不能改变系统的加速度与动量，故以三个物体A、B、C为系统，则物体C对物体B的摩擦力不能使系统产生加速度.【点评】分清系统的内力与外力，并且弄清系统的内力与外力在改变系统的速度与动量上的区别是掌握并灵活运用整体法的基础.【答案】BC第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三22探究点三弹力方向的确定例3如下图所示，重杆分别靠在直角架上与半球面上处于

15、静止状态，试画出两种情况下重杆所受的弹力的方向【解析】以上两例均属于点线接触或点面接触，压力、支持力的方向应垂直于线或面在甲图第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三23中是墙上A点与杆上各点接触，故杆为接触线，在B点是杆上一点与地面上各点接触.故地面为接触面.在乙图中，A位置是点与圆面接触，其弹力应过圆心，B位置是点线接触，弹力应垂直于线，所以在A、B点杆所受弹力方向如下图所示第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三24【点评】弹力的方向总是沿着恢复原状最快的方向，弹力的方向的确定就是依据此项规律确定的.压力、支持力的方向对于面面接触，总是垂直于面；对于点面接触，

16、总是垂直于面；对于点线接触，总是垂直于线；对涉及与圆面或球面接触的问题，其方向总是过圆心.弹力的方向在受力分析中是容易出错的，要记住常见的几种弹力的方向类型.第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三25变式题原创题原创题如右图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，有关小球所受的弹力的说法正确的有（）A.杆对球总是提供沿杆方向的作用力B.杆对球只能提供拉力，不能提供支持力，但方向不是唯一的C.小车静止时，杆对球的作用力的大小为mg,方向为竖直向上第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三26D.小车水平向右做加速运动时，杆对球的作用力的方向

17、沿杆【解析】当小车的运动状态不同时，球对杆产生的形变可能出现拉伸、压缩、扭转等形变，杆对球不仅能提供拉力,而且能提供支持力,其方向不一定沿杆方向,故A、B均错;根据物体平衡条件知,选项C正确;因小球随车具有水平向右的加速度,所以弹力的方向应斜向右上方.当加速度的大小发生变化时，小球所受弹力方向与竖直方向的夹角也将发生变化,杆对球的作用力的方向不一定沿杆的方向.第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三27【点评】轻杆、轻绳、轻弹簧是力学中常见的模型,它们对物体施加的弹力的特点是：轻绳受力将出现拉伸形变，只能产生拉力，方向沿绳子且指向绳子收缩的方向；轻弹簧受力，有压缩和拉伸形变，既能

18、产生拉力，又能产生压力，方向沿弹簧的轴线方向；轻杆受力，有拉伸、压缩、弯曲、扭转形变，与之对应，杆的弹力方向具有多向性，不一定沿杆的方向，也不一定垂直于杆的方向，具体方向应根据物体的运动状态进行分析.【答案】C第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三28探究点四重力加速度与液体的重心例4关于重力加速度的说法正确的是（）A.月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的六分之一，说明同一物体在月球表面所受的万有引力约为地球表面所受的万有引力的六分之一B.在地心处重力加速度为0C.在地球的表面上，赤道附近的重力加速度最小，南北两极附近的重力加速度最大D.在离地心距离为地球半径的三倍的位

19、置，其重力加速度约为地球表面重力加速度的九分之一第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三29【解析】因重力加速度的大小等于重力与质量的比值，而重力的大小近似地等于物体所受的万有引力.因月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的六分之一，说明同一物体在月球表面所受的重力约为地球表面所受的重力的六分之一，进而可得出万有引力之间的关系，所以A项正确；因地心处物体所受的万有引力为0（四周的引力对称抵消），故B项正确；在地球的表面上，重力与万有引力因为地球自转而存在一定的差别.物体在赤道附近时，重力等于万有引力与向心力之差，而赤道附近的向心力最第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/1

20、1 星期三30大，故物体的重力最小，对应的重力加速度最小，随着纬度的增加，向心力变小，物体的重力变大，对应的重力加速度变大，在南北两极附近，向心力为0，重力与万有引力相等，对应的重力加速度最大,故C项正确.在一般情况下，我们认为物体重力的大小等于物体所受的万有引力,所以,在离地心距离为地球半径的三倍的位置,其重力加速度约为地球表面重力加速度的九分之一,故D项正确.第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三31【点评】1.求解重力加速度时，可利用物体重力的大小近似等于或等于物体所受的万有引力这一结论求解.2.地面上的物体的重力是物体所受引力的一个分力，总存在GF引，但它们的大小相差很

21、小.【答案】ABD第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三32变式题如下图所示为一个连通器，两边管的面积分别为SA=0.04 m2、SB=0.01 m2，中间用很小的细管相连，并有一个阀门K控制.今在A管内注入1.0 m高的水，当打开阀门K水重新静止后，水的重心高度变化多少？第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三33【解析】打开阀门前，水的重心在其几何中心上，其高度为0.5 m,打开阀门后,由于水的体积不变，可得出水的高度为0.8 m，故水的重心的高度为0.4 m.所以，水的重心高度降低,降低量为0.1 m进而可以求出水的重力势能的变化量Ep=mgh=4010(0

22、.4-0.5)J=-40 J，所以，水的重力势能减小40 J.【点评】在理解重心的概念的基础上，要求会在具体问题中确定物体的重心，尤其是质量分布均匀的物体，如匀质绳、匀质链条、液体等的重心.对液体与气体而言,由于它们的质量分布可近似看作均匀,若盛放在形状规则的容器中,则它们的重心在其几何中心上.第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三34探究点五用胡克定律的变形式处理多弹簧问题例5如右图所示，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，另一劲度系数为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，要想使物块在静止时，下面弹簧承受物重的，应将上

23、面弹簧的上端A竖直向上提高多大的距离?第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三35【解析】解决本题的关键是明确每根弹簧的状态变化.有效的办法是明确每根弹簧的初末状态，必要时画出直观图.受力分析如右图所示,其中F1、F2分别是弹簧k1、k2的作用力.物块静止，F1+F2=mg 初态时，弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg 末态时，弹簧k2(压缩)的弹力F2=第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三36弹簧k2的长度变化量：由式得F1=初态时，弹簧k1(原长)的弹力F1=0末态时，弹簧k1(伸长)的弹力F1=弹簧k1的长度变化量由几何关系知所求为第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三37【点评】分析弹簧弹力的一个重要技巧是利用F=kx 进行分析.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，弹力的改变量满足F=kx.故分析弹簧总的长度的变化时，只须分析每一个弹簧所受弹力的变化.第第1 1讲重点探究重点探究2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三39