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    专题 第一节 重力和弹力 题型分析-2020-2021学年高中物理同步备课学案(2019人教版必修第一册)
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    人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力导学案及答案

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    这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力导学案及答案,共7页。学案主要包含了力的概念,力的相互性和作用效果的理解,m/s2=9.8等内容,欢迎下载使用。

    专题一 力的概念


    例1 下列说法正确的是( ).


    A.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的


    B.网球运动员用力击球,网球受力后飞出,网球受力的施力物体是人


    C.每个力都必须有施力物体和受力物体


    D.只有直接接触的物体间,才有力的作用


    解析 “风吹草动”是空气和草的相互作用,施力物体是空气,故A错;网球受力的施力物体是球拍,所以B错;力是物体间的相互作用,力的施力物体和受力物体是同时存在的,只存在受力物体,没有施力物体的力是不存在的,所以C正确;重力、磁极之间的磁力不需要直接接触,所以D错.


    答案 C


    专题二 力的相互性和作用效果的理解


    例2 若气球下挂一重物,沿与水平面成45°角的方向斜向上匀速上升,如图所示,不考虑空气阻力,从力的相互性和作用效果的角度,分析气球和重物整体受力情况,下列说法正确的是:( )





    A.受重力、浮力、水平方向的风力


    B.只受重力和浮力的作用


    C.受重力、浮力、斜向上的冲力


    D.受重力、浮力、风力、斜向上的冲力


    解析 根据力是物体间的相互作用可知,对于一个力总是同时对应着受力物体和施力物体,对于C、D选项中的冲力,我们找不到相应的施力物体,因此不存在,所以C、D错误;根据力的作用效果可知,物体受到力的作用会改变运动状态或发生形变,反过来我们也能根据物体的运动状态来判定物体的受力情况,我们发现如果气球和重物整体受重力、浮力、水平方向的风力三个力的作用,就不可能做匀速直线运动,故A错,只有B选项正确.


    答案 B


    专题三 重力和重心


    例3 关于物体的重心,以下说法中正确的是( ).


    A.物体的重心不一定在物体上


    B.用线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心


    C.一砖块平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变


    D.舞蹈演员在做各种优美动作时,其重心的位置不变


    解析 重心是物体受重力作用的等效作用点,它不一定在物体上,形状与质量分布改变,重心位置就会发生改变,故A、B、C正确,D错误.


    答案 ABC


    例4 一个质量为60 kg的人,在地球上的重量为588 N,在月球上的重量为98 N.该人做摸高运动时,在地球上的高度为0.5 m,那么在月球上的触摸高度为多少?


    解析 人在地球和月球上的质量相等,由G=mg得,地球表面的自由落体加速度g=eq \f(G,m)=eq \f(588,60) m/s2=9.8 m/s2,月球表面的自由落体加速度g′=eq \f(G′,m)=eq \f(98,60) m/s2=1.63 m/s2


    设人在地球上的触摸高度为h,在月球上的触摸高度为h′.由veq \\al(2,t)-veq \\al(2,0)=2ax得,eq \f(h,h′)=eq \f(g′,g),解得h′=eq \f(g,g′)h=eq \f(9.8,1.63)×0.5 m=3.0 m.


    答案 3.0 m


    归纳总结:1.重力的大小G=mg,只与重力加速度g有关,与物体的运动状态无关.


    2.重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关,在赤道处,g最小,在两极处,g最大;海拔越高,g越小,离地越近,g越大.


    专题四 力的图示和示意图


    例5 画出图中物体A所受重力的示意图.





    解析 如图所示








    例6 如图所示,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示.





    解析 画力的图示,按以下步骤进行.①选定标度,此题可选3 mm长的线段表示2 N的力;


    ②从作用点沿力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小画,线段画上刻度.如下图甲从O点竖直向下画一段五倍于标度(3 mm)线段;








    ③在线段上加箭头表示力的方向.


    为了简便,也可以照图乙那样,不画B物体,而用O点代替B物体,画出力F的图示.


    答案 见解析图


    归纳总结:力是矢量,既有大小又有方向.力的作用点不同,作用效果不同.所以要把一个力完全表达出来,必须表明力的大小、方向、作用点.


    专题五 弹力的判断


    例7 如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B两个物体都保持静止状态.则关于A、B两个物体间及墙面间弹力的说法正确的是( )





    A.A、B两个物体间只是接触,没有弹力


    B.A、B两个物体间不仅接触,一定有弹力的作用


    C.物体A与墙面间只是接触,没有弹力


    D.物体A与墙面之间不仅接触,一定有弹力的作用


    解析 利用假设法判断弹力是否存在.首先以物体A为研究对象,假设没有物体B将其支撑,如果将物体B拿走,容易想到物体A会落下,不能保持现在的静止状态,由此可判断A、B两个物体间不仅接触,一定有弹力的作用;以A、B整体分析,A与墙只是接触,没有弹力.


    答案 BC


    归纳总结:(1)选择研究对象,明确接触情况.(2)假设在接触处将与研究对象接触的另一物体去掉,分析研究对象是否在该位置处保持原来的状态.(3)若研究对象不能保持原来状态,说明原来该处有弹力;反之,则无弹力.


    专题六 弹力的方向


    例8 分析下列各种情况下物体所受弹力的方向:





    (1)如图所示,杆的一端与墙接触,另一端与地面接触,且处于静止状态,分析杆AB受的弹力.


    (2)如图所示,杆处在半圆形光滑碗的内部,且处于静止状态,分析杆受的弹力.





    (3)如图所示,将物体放在水平地面上,且处于静止状态,分析物体受的弹力.





    (4)如图所示,一圆柱体静止在地面上,杆与圆柱体接触也处于静止状态,分析杆受的弹力.





    (5)如图所示,两条细绳上端固定,下端与物体接触,物体处于平衡状态,分析物体受的弹力.





    (6)如图甲、乙、丙所示,杆与物体接触且均处于静止状态,分析杆对物体的弹力.





    (7)如图所示,各接触面光滑且物体A静止,画出物体A所受弹力的示意图.





    (1)解析 杆的A端属于点与竖直平面接触,弹力FN1的方向垂直竖直墙面水平向右,杆的B端属于点与水平平面接触,弹力FN2的方向垂直地面向上,如图所示.





    (2)解析 杆的B端属于点与曲面接触,弹力FN2的方向垂直于过B点的切面,杆在A点属于点与平面接触,弹力FN1的方向垂直杆,如图所示.





    (3)解析 物体和地面接触属于平面与平面接触,弹力FN的方向垂直地面,如图所示.





    (4)解析 杆的B端与地面接触属于点与平面接触,弹力FN2的方向垂直地面.杆与圆柱体接触的A点属于平面与曲面接触,弹力FN1的方向过圆心垂直于杆向上.如图所示.





    (5)





    解析 物体在重力的作用下,两条绳均发生形变,由于弹力的方向与绳发生形变的方向相反,所以物体受的弹力FT1、FT2均沿绳收缩的方向.如图所示.


    (6)解析 由于杆对物体可以产生拉力也可以产生支持力,杆的弹力可能沿杆的方向也可能不沿杆的方向.由二力平衡可知,弹力F大小等于mg,其方向如下图甲、乙、丙所示.





    (7)如下图所示





    专题七 胡克定律


    例9 一根轻质弹簧,当它受到10 N的拉力时长度为12 cm,当它受到25 N的拉力时长度为15 cm,问弹簧不受力时的自然长度为多少?该弹簧的劲度系数为多少?


    解析 法一 设弹簧的自然长度为l0,由胡克定律有:


    当F1=10 N,l1=12 cm时,F1=k(l1-l0)


    当F2=25 N,l2=15 cm时,F2=k(l2-l0)


    两式相比有:eq \f(F1,F2)=eq \f(kl1-l0,kl2-l0)=eq \f(l1-l0,l2-l0)


    解得l0=0.1 m=10 cm,


    再由F1=kx1=k(l1-l0),k=eq \f(F,l1-l0)=eq \f(10,0.12-0.1) N/m=500 N/m.


    法二 由于F=kx,必有ΔF=kΔx


    k=eq \f(ΔF,Δx)=eq \f(25-10,0.15-0.12) N/m=500 N/m


    又由于F1=kx1=k(l1-l0)


    l0=l1-eq \f(F1,k)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0.12-\f(10,500)))m=0.1 m=10 cm.





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