2027年高考物理一轮复习学案练习含答案02-第二章 相互作用——力 01-第一讲 重力 弹力（教用）

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课标要求
认识重力、弹力；通过实验，了解胡克定律。
考点一 力 重力
回归教材 强基础
1．力
（1）定义：力是一个物体对另一个物体的作用。
（2）力的三要素：大小，方向，作用点。
（3）作用效果：使物体发生形变或改变物体的_ _ _ _ _ _ _ _ （即产生加速度）。
（4）性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征。
【答案】运动状态
2．重力
（1）产生：由于_ _ _ _ _ _ _ _ 而使物体受到的力。
（2）大小：G=mg。
（3）方向：总是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】地球的吸引； 竖直向下
3.重心：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。
易错辨析
1．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受力，不会施力。（ ）
【答案】×
2．物体所受的重力就是地球对物体的吸引力。（ ）
【答案】×
3．重力的方向一定指向地心。（ ）
【答案】×
4．形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心。（ ）
【答案】×
5．重心就是物体上最重的一点。（ ）
【答案】×
突破核心 提能力
例1 （2022·浙江1月选考卷·4，3分）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（ ）
A. 水桶自身重力的大小B. 水管每秒出水量的大小
C. 水流对桶撞击力的大小D. 水桶与水整体的重心高低
【答案】D
【解析】水管不断向桶内注水，使桶与水整体的重心位置变化，致使其受力不平衡，桶翻转，D正确。
总结归纳
1.重心的决定因素
①物体质量分布情况。
②物体的形状。
2.薄板类物体重心的确定
可用支撑法或悬挂法来确定重心。如图所示，C点即物体的重心。
考点二 弹力
回归教材 强基础
1．定义：发生形变的物体，要_ _ _ _ _ _ _ _ ，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。
【答案】恢复原状
2．产生的条件：a.两物体_ _ _ _ _ _ _ _ ；b.发生_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】相互接触； 弹性形变
3．方向：与施力物体形变方向_ _ _ _ 。
【答案】相反
4．胡克定律
（1） 内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成_ _ _ _ 。
（2） 表达式：F=kx。
式中的k是弹簧的_ _ _ _ _ _ _ _ ，单位符号为N/m，k的大小由弹簧_ _ _ _ _ _ _ _ 决定。x是弹簧长度的_ _ _ _ _ _ ，不是弹簧形变以后的长度。
【答案】（1） 正比
（2） 劲度系数；自身性质；变化量
易错辨析
1．只要两个物体接触就一定有弹力。（ ）
【答案】×
2．物体所受弹力由自身形变产生。（ ）
【答案】×
3．轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。（ ）
【答案】×
4．由胡克定律F=kx可知，弹簧的弹力F与弹簧的长度x成正比。（ ）
【答案】×
突破核心 提能力
例2 如图所示，各接触面光滑且物体A静止，画出物体A所受重力和弹力的示意图。
【答案】见解析
【解析】利用假设法与二力平衡，作出物体A所受重力和弹力的示意图，如图所示。
例3 多选 如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图像（轻质弹簧未超过弹性限度），下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的原长为6cm
B. 弹簧的劲度系数为100N/m
C. 弹簧的长度为12cm时弹簧弹力的大小为5N
D. 该弹簧两端各加1N压力时，弹簧的长度为5cm
【答案】ABD
【解析】当弹簧弹力为0时，弹簧处于原长，由题图可知弹簧的原长为6cm，故A正确；根据胡克定律，弹簧的劲度系数为k=ΔFΔx=100N/m，故B正确；弹簧的长度为12cm时弹簧弹力的大小为F1=k(l1−l0)=6N，故C错误；该弹簧两端各加1N压力时，弹簧的弹力为1N，根据胡克定律可知，弹簧的长度l2满足k(l0−l2)=1N，解得l2=5cm，故D正确。
例4 有一劲度系数为k、原长为l的轻质弹性绳（弹性绳的形变满足胡克定律），两端固定在水平天花板上，如图甲所示，此时弹性绳处于原长。先后将质量为m1、m2的重物A、B系在弹性绳中点O处（系B前取下A），并保持平衡，如图乙所示，两次悬挂，弹性绳与水平面的夹角分别为60∘ 和30∘ ，弹性绳始终处在弹性限度内。则m1m2等于（ ）
A. 2+33B. 3C. 3+33D. 6+33
【答案】D
【解析】设弹性绳与水平方向夹角为θ ，根据几何关系，可得弹性绳伸长量Δl=2×l2csθ−l，弹性绳弹力F=kΔl，对结点O受力分析，根据平衡条件，可知竖直方向上满足2Fsinθ=mg，解得m1m2=6+33，故选D。
总结归纳
1.弹力有无的判断“三法”
2.不同接触方式中弹力的方向
3.计算弹力大小的三种方法
（1）根据胡克定律进行求解。
（2）根据力的平衡条件进行求解。
（3）根据牛顿第二定律进行求解。
考点三 “轻绳、轻杆、轻弹簧”三类模型
轻绳、轻杆和轻弹簧三类模型的比较
例5 如图，将一轻质弹簧竖直固定在小车底部，轻质细绳与竖直方向成α 角且处于伸直状态，二者共同拴接一小球，小车与小球保持相对静止且一起在水平地面上运动，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧一定处于压缩状态
B. 弹簧一定处于拉伸状态
C. 弹簧对小球不一定有弹力，细绳对小球一定有拉力
D. 小球的加速度大小可能为gtanα
【答案】D
【解析】弹簧弹力、细绳拉力与小车运动的状态有关，所以弹簧可能处于拉伸状态、压缩状态、原长状态，故A、B错误；当小车做匀速运动时，弹簧的弹力大小等于小球的重力大小，此时细绳的拉力FT=0，故C错误；当弹簧处于原长状态时，小球的加速度大小为a=gtanα ，故D正确。
例6 如图所示，一重力为10N的球固定在AB杆的上端，绳子一端系于球上并水平向右拉球，使杆发生弯曲，绳子另一端固定于墙上，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力（ ）
A. 大小为7.5N
B. 大小为10N
C. 方向与水平方向成53∘ 角斜向右下方
D. 方向与水平方向成53∘ 角斜向左上方
【答案】D
【解析】对球受力分析，球受重力mg、绳子的拉力T及杆的弹力F而处于平衡状态，如图所示，则重力与绳子的拉力的合力与杆的弹力F等大反向，则可得F=102+7.52N=12.5N，方向与水平方向的夹角的正切值为tanα=107.5=43，故α=53∘ ，斜向左上方。故选D。
温馨提示 请完成《分层突破训练》课时作业7项目
轻绳
轻杆
轻弹簧
图示
形变特点
只能发生微小形变
只能发生微小形变
既可伸长，也可压缩
弹力特点
方向特点
只能沿绳，指向绳收缩的方向
不一定沿杆，固定杆中可以是任意方向
沿弹簧轴线，与形变方向相反
作用效果特点
只能提供拉力
可以提供拉力、支持力
可以提供拉力、支持力
大小突变特点
可以发生突变
可以发生突变
一般不能发生突变