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2022-2023年高考物理一轮复习 重力弹力课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 重力弹力课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共54页。PPT课件主要包含了物体和物体之间，运动状态，竖直向下，弹性形变，施力物体，图3-1，答案BD，图3-2，答案如图所示，图3-3等内容，欢迎下载使用。
一、力1.定义:力是 的相互作用. 2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的 (即产生加速度). 3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.4.基本相互作用(1)四种基本相互作用: 相互作用、 相互作用、强相互作用和弱相互作用. (2)重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是 相互作用的不同表现.
二、重力1.定义:由于地球的 而使物体受到的力. 2.大小:与物体的质量成 ,即G=mg. 3.方向: . 4.重心:重力宏观作用效果的 作用点. 三、弹力1.定义:发生 的物体由于要恢复原状而使物体受到的力. 2.产生条件:两物体相互接触且发生了 .
3.方向:沿 恢复原状的方向. 4.胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力大小与形变量成 ,即F=kx,其中k表示弹簧的劲度系数,反映弹簧的性质.
【辨别明理】(1)重力的方向一定指向地心.( )(2)弹力可以产生在不直接接触的物体之间.( )(3)相互接触的物体间不一定有弹力.( )(4)F=kx中的x表示弹簧伸长量.( )(5)形状规则的物体的重心一定在物体几何中心.( )(6)劲度系数和弹簧长度没有关系.( ) (7)挂在绳上静止的物体受到的重力就是绳对它的拉力.( )(8)有弹力就一定有形变,但有形变不一定有弹力.( )
[答案] (1)(×) (2)(×) (3)(√) (4)(×) (5)(×) (6)(×) (7)(×) (8)(√)
考点一 关于重力、弹力有无的判断
1.(多选)[鲁科版必修1改编] 在对重力的本质还未认清之前,我国古代劳动人民就对其有了比较复杂的应用.我国西安半坡出土了一件距今约五千年的尖底陶瓶,如图3-1所示,这种陶瓶口小、腹大、底尖,有两耳在瓶腹偏下的地方.若用两根绳子系住两耳吊起瓶子,就能从井中取水,下列说法正确的是( )A.陶瓶的重心在装水前后始终不变B.陶瓶的重心随装水的多少发生变化C.陶瓶未装水时,其重心在两吊耳的下方D.陶瓶装满水时,其重心在两吊耳的上方
2.(力的示意图)画出图3-2中物体A受力的示意图.
3.(弹力有无的判断)(多选)如图3-3所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于拉直状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的( )A.F1 B.F2C.F3 D.F4
1.重力方向与重心(1)重力方向:总是竖直向下的,但不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.(2)重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.影响重心位置的因素:①物体的几何形状;②物体的质量分布.
2.弹力有无的判断(1)条件法:根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断.(2)假设法:在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.(3)状态法:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.
考点二 弹力的分析与计算
(1)弹力方向:可根据力的特点判断,也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力).(2)弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.
1.(弹力的方向)有三个重力、形状都相同的光滑圆柱体,它们的重心位置不同,放在同一方形槽上.为了方便,将它们画在同一图上,如图3-4所示,其重心分别用C1、C2、C3表示,FN1、FN2、FN3分别表示三个圆柱体对槽的压力,则( )A.FN1=FN2=FN3B.FN1FN2>FN3D.FN1=FN3>FN2
2.(由状态分析弹力方向)(多选)如图3-5所示,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是(重力加速度为g)( )A.小车静止时,F=mg,方向竖直向上B.小车静止时,F=mgcs θ,方向垂直于杆向上C.小车向右以加速度a运动时,F的方向沿杆向上D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上方,可能不沿杆
考点三 轻绳、轻杆、轻弹簧模型
忽略轻绳质量、形变,轻绳上的弹力一定沿着绳的方向,轻绳上的力处处大小相等.轻绳上的力可以突变.
例1 如图3-7所示,一个物体由绕过定滑轮的绳子拉着,分别按图中所示的三种情况拉住物体静止不动.在这三种情况下,若绳子的张力大小分别为T1、T2、T3,定滑轮对轴心的作用力大小分别为FN1、FN2、FN3,滑轮的摩擦、质量均不计,则 ( )A.T1=T2=T3,FN1>FN2>FN3B.T1>T2>T3,FN1=FN2=FN3C.T1=T2=T3,FN1=FN2=FN3D.T1
“轻弹簧”“橡皮绳”是理想化模型,具有如下特性:(1)在弹性限度内,弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量.(2)轻弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零.(3)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受到拉力作用,不能受到压力作用.轻弹簧(或橡皮绳)上的力不能突变.
例2 (多选)如图3-9所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧a、b一端与质量为m的物体相连接,另一端分别固定,当物体平衡时,如果( )A.a被拉长,则b一定被拉长B.a被压缩,则b一定被压缩C.b被拉长,则a一定被拉长D.b被压缩,则a一定被拉长
变式题 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A.86 cm B.92 cmC.98 cm D.104 cm
忽略轻杆质量、形变,杆上的弹力不一定沿着杆.
例3 如图3-10甲所示,轻细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过轻细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°角,在轻杆的G点用轻细绳GK拉住一个质量为M2的物体,求:(1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力.
“死结与活结”和“死杆与活杆”
1.在天花板上用相同的两根轻质细线1和2悬挂一块薄板,细线1和2与竖直方向分别成45°、60°角,薄板处于静止状态,如图所示,则下列说法正确的是( )A.细线2对薄板的拉力大于细线1对薄板的拉力B.设法保持重心位置不变,缓慢增大薄板的质量,则细线1先断C.细线1和2延长线的交点一定是薄板的重心位置D.单独用细线1或2 悬挂,两细线的延长线交点与重心可能不重合
3.如图所示,四个完全相同的轻弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小均为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在粗糙的桌面上滑动.若以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )A.L1=L2L1>L3>L4C.L1=L2=L3=L4D.L1=L2>L3=L4
4.如图所示,两块同样的条形磁铁A、B的质量均为m,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧测力计通过一根轻质细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧测力计的读数为mg(g为重力加速度),则B对A的弹力F1及桌面对B的弹力F2的大小分别为( )A.F1=0,F2=mgB.F1=mg,F2=0C.F1>0,F20,F2=mg
[解析] 磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A向下的引力和B对A向上的支持力,这四个力平衡,因为拉力和重力大小相等,故B对A向下的引力和B对A向上的支持力大小相等,所以F1>0,但不一定等于mg,选项A、B错误;把磁铁A和B当成一个整体,这个整体的重力等于2mg,向上的拉力为mg,还有桌面向上的支持力,根据这三个力平衡可知,水平桌面对B的支持力F2的大小等于mg,选项C错误,选项D正确.
5.实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,连接有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳一端O上,外壳上固定一个圆环.可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重力为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计.现将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力F0竖直向上拉弹簧测力计,静止时弹簧测力计的读数分别为( )A.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0+GB.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0-GC.乙图读数为F0,丙图读数为F0-GD.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0
6.(多选)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
7.(多选)如图所示,一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c,被沿两直角边的轻质细绳A、B悬吊在天花板上,且斜边恰好平行于天花板,过直角顶点的竖直线为MN.设A、B两绳对三角板的拉力分别为Fa和Fb,已知Fa和Fb以及三角板的重力为在同一平面的共点力,则下列判断正确的是( )A.三角板的重心不在MN线上B.三角板所受重力的反作用力的作用点在MN线上C.两绳对三角板的拉力Fa和Fb是由于三角板发生形变而产生的D.两绳对三角板的拉力Fa和Fb之比为Fa∶Fb=b∶a
一、力1.定义:力是 的相互作用. 2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的 (即产生加速度). 3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.4.基本相互作用(1)四种基本相互作用: 相互作用、 相互作用、强相互作用和弱相互作用. (2)重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是 相互作用的不同表现.
二、重力1.定义:由于地球的 而使物体受到的力. 2.大小:与物体的质量成 ,即G=mg. 3.方向: . 4.重心:重力宏观作用效果的 作用点. 三、弹力1.定义:发生 的物体由于要恢复原状而使物体受到的力. 2.产生条件:两物体相互接触且发生了 .
3.方向:沿 恢复原状的方向. 4.胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力大小与形变量成 ,即F=kx,其中k表示弹簧的劲度系数,反映弹簧的性质.
【辨别明理】(1)重力的方向一定指向地心.( )(2)弹力可以产生在不直接接触的物体之间.( )(3)相互接触的物体间不一定有弹力.( )(4)F=kx中的x表示弹簧伸长量.( )(5)形状规则的物体的重心一定在物体几何中心.( )(6)劲度系数和弹簧长度没有关系.( ) (7)挂在绳上静止的物体受到的重力就是绳对它的拉力.( )(8)有弹力就一定有形变,但有形变不一定有弹力.( )
[答案] (1)(×) (2)(×) (3)(√) (4)(×) (5)(×) (6)(×) (7)(×) (8)(√)
考点一 关于重力、弹力有无的判断
1.(多选)[鲁科版必修1改编] 在对重力的本质还未认清之前,我国古代劳动人民就对其有了比较复杂的应用.我国西安半坡出土了一件距今约五千年的尖底陶瓶,如图3-1所示,这种陶瓶口小、腹大、底尖,有两耳在瓶腹偏下的地方.若用两根绳子系住两耳吊起瓶子,就能从井中取水,下列说法正确的是( )A.陶瓶的重心在装水前后始终不变B.陶瓶的重心随装水的多少发生变化C.陶瓶未装水时,其重心在两吊耳的下方D.陶瓶装满水时,其重心在两吊耳的上方
2.(力的示意图)画出图3-2中物体A受力的示意图.
3.(弹力有无的判断)(多选)如图3-3所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于拉直状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的( )A.F1 B.F2C.F3 D.F4
1.重力方向与重心(1)重力方向:总是竖直向下的,但不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.(2)重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.影响重心位置的因素:①物体的几何形状;②物体的质量分布.
2.弹力有无的判断(1)条件法:根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断.(2)假设法:在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.(3)状态法:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.
考点二 弹力的分析与计算
(1)弹力方向:可根据力的特点判断,也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力).(2)弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.
1.(弹力的方向)有三个重力、形状都相同的光滑圆柱体,它们的重心位置不同,放在同一方形槽上.为了方便,将它们画在同一图上,如图3-4所示,其重心分别用C1、C2、C3表示,FN1、FN2、FN3分别表示三个圆柱体对槽的压力,则( )A.FN1=FN2=FN3B.FN1
2.(由状态分析弹力方向)(多选)如图3-5所示,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是(重力加速度为g)( )A.小车静止时,F=mg,方向竖直向上B.小车静止时,F=mgcs θ,方向垂直于杆向上C.小车向右以加速度a运动时,F的方向沿杆向上D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上方,可能不沿杆
考点三 轻绳、轻杆、轻弹簧模型
忽略轻绳质量、形变,轻绳上的弹力一定沿着绳的方向,轻绳上的力处处大小相等.轻绳上的力可以突变.
例1 如图3-7所示,一个物体由绕过定滑轮的绳子拉着,分别按图中所示的三种情况拉住物体静止不动.在这三种情况下,若绳子的张力大小分别为T1、T2、T3,定滑轮对轴心的作用力大小分别为FN1、FN2、FN3,滑轮的摩擦、质量均不计,则 ( )A.T1=T2=T3,FN1>FN2>FN3B.T1>T2>T3,FN1=FN2=FN3C.T1=T2=T3,FN1=FN2=FN3D.T1
“轻弹簧”“橡皮绳”是理想化模型,具有如下特性:(1)在弹性限度内,弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量.(2)轻弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零.(3)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受到拉力作用,不能受到压力作用.轻弹簧(或橡皮绳)上的力不能突变.
例2 (多选)如图3-9所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧a、b一端与质量为m的物体相连接,另一端分别固定,当物体平衡时,如果( )A.a被拉长,则b一定被拉长B.a被压缩,则b一定被压缩C.b被拉长,则a一定被拉长D.b被压缩,则a一定被拉长
变式题 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A.86 cm B.92 cmC.98 cm D.104 cm
忽略轻杆质量、形变,杆上的弹力不一定沿着杆.
例3 如图3-10甲所示,轻细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过轻细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°角,在轻杆的G点用轻细绳GK拉住一个质量为M2的物体,求:(1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力.
“死结与活结”和“死杆与活杆”
1.在天花板上用相同的两根轻质细线1和2悬挂一块薄板,细线1和2与竖直方向分别成45°、60°角,薄板处于静止状态,如图所示,则下列说法正确的是( )A.细线2对薄板的拉力大于细线1对薄板的拉力B.设法保持重心位置不变,缓慢增大薄板的质量,则细线1先断C.细线1和2延长线的交点一定是薄板的重心位置D.单独用细线1或2 悬挂,两细线的延长线交点与重心可能不重合
3.如图所示,四个完全相同的轻弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小均为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在粗糙的桌面上滑动.若以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )A.L1=L2
4.如图所示,两块同样的条形磁铁A、B的质量均为m,将它们竖直叠放在水平桌面上,用弹簧测力计通过一根轻质细线竖直向上拉磁铁A,若弹簧测力计的读数为mg(g为重力加速度),则B对A的弹力F1及桌面对B的弹力F2的大小分别为( )A.F1=0,F2=mgB.F1=mg,F2=0C.F1>0,F2
[解析] 磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、B对A向下的引力和B对A向上的支持力,这四个力平衡,因为拉力和重力大小相等,故B对A向下的引力和B对A向上的支持力大小相等,所以F1>0,但不一定等于mg,选项A、B错误;把磁铁A和B当成一个整体,这个整体的重力等于2mg,向上的拉力为mg,还有桌面向上的支持力,根据这三个力平衡可知,水平桌面对B的支持力F2的大小等于mg,选项C错误,选项D正确.
5.实验室常用的弹簧测力计如图甲所示,连接有挂钩的拉杆与弹簧相连,并固定在外壳一端O上,外壳上固定一个圆环.可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳(重力为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计.现将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力F0竖直向上拉弹簧测力计,静止时弹簧测力计的读数分别为( )A.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0+GB.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0-GC.乙图读数为F0,丙图读数为F0-GD.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0
6.(多选)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )A.绳的右端上移到b',绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
7.(多选)如图所示,一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c,被沿两直角边的轻质细绳A、B悬吊在天花板上,且斜边恰好平行于天花板,过直角顶点的竖直线为MN.设A、B两绳对三角板的拉力分别为Fa和Fb,已知Fa和Fb以及三角板的重力为在同一平面的共点力,则下列判断正确的是( )A.三角板的重心不在MN线上B.三角板所受重力的反作用力的作用点在MN线上C.两绳对三角板的拉力Fa和Fb是由于三角板发生形变而产生的D.两绳对三角板的拉力Fa和Fb之比为Fa∶Fb=b∶a
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