人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力导学案及答案

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.