高考物理总复习 力 重力、弹力

2008高考物理总复习 力 重力、弹力【高考要求】1．力是物体间的相互作用，是物体发生形变或产生加速度的原因，力是矢量；力的合成和分解。

(II)2．重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的吸引.重心.(II)3．形变和弹力、胡克定律.(II)【见证考题】（2002年，广东）如图1－1－1所示中，a 、b 、c为三个物块，M 、N 为两个轻质弹簧，R 为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连结如右图并处于平衡状态。

下列说法正确的是（ ）A ．有可能N 处于拉伸状态而M 处于压缩状态 B. 有可能N 处于压缩状态而M 处于拉伸状态 C ．有可能N 处于不伸不缩状态而M 处于拉伸状态 D ．有可能N 处于拉伸状态而M 处于不伸不缩状态【解析】柔软的绳不可能对N 产生压力即N 不可能处于压缩状态，故B 错。

若N 处于拉伸状态，但其形变产生的弹力比a 的重力小，则M 处于压缩状态，故A 对。

若N 处于不伸不缩状态则必有a 的重力与M 对a 向上的弹力平衡。

则M 处于压缩状态, 故C 错。

若N 由于伸长而产生的弹力（等于a 受到的向上的拉力） 则M 可能处于不伸不缩状态，故D 对。

【答案】A Ｄ【归纳】研究对象的确定是力学分析中容易忽视的问题，本题分析过程中要确定a 作为研究对象，对它各种可能的受力情况进行分析，建立平衡方程，这也是解决力学问题的基本思路。

【知识链接】1.力是物体对物体的作用，力有三大特性： 、 、 。

（物质性，相互性，同时性）abc MNR图1－1－12.重力不等于万有引力（除两极外），而是万有引力的一个分力，（另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力）。

重心是物体所受重力的等效作用点；重心的位置与物质在物体上的分布有关。

如装满水的易拉罐水从罐底的小孔中流出时，罐的重心变化是 。

（先下降后上升）3.弹力是由于物体发生形变而产生的作用在使其发生形变的物体上的作用力，故产生弹力的条件是 ，弹力的方向是 ；绳子中弹力的方向总是 的方向；弹簧中的弹力的计算公式是： （胡克定律）。

(接触并挤压，与接触面垂直) （沿着绳子收缩）（ f=kx ） 【重点、难点、疑点剖析】 1．重点是重力弹力的的概念【例1】 如图1－1－2所示，将两个相同的条形磁铁A 、B 吸引在一起置于桌面上，下面说法正确的是 （ ） A ．条形磁铁A 受到两个力的作用 B ．条形磁铁A 受到三个力的作用 C ．条形磁铁A 对B 的压力大于A 的重力 D ．条形磁铁B 对桌面的压力大于A 、B 的总重力【解析和归纳】是物体就要受重力，分析A 的受力从重力开始。

A 受重力、B 对它的吸引力、B 对它的支持力三个力，由力的作用的相互性，A 对B 的压力等于B 对A 的支持力，而B 对A 的支持力等于A 的重力与B 对A 的吸引力之和，故C 对；由整体法，B 对桌面的压力等于A 、B 重力之和， 故D 错 【答案】：B C【类提演练】如图1－1－3所示，A 、B 、Ｃ三个物体迭方在桌面上，在A 、B 、C 上面再加一个作用力F ，则C 物体受到竖直向下的作用力除了自身的重力外还有A ．1个力B ．2个力C ．3个力D ．4个力 【解析】力不能传递，只有相互接触并挤压的物体间才有弹力的作用，即A 对C 、F 对C 均不产生作用。

除了C 本身的重力向下外，只有B 对C 的压力是竖直向下的。

【答案】A2．弹力的分析，胡克定律是难点【例题2】如图1－1－4所示劲度系数为K 1、Ｋ2的两根弹簧中间栓结了一个质量为m 的物体，K 2与地间不拴结，今在A 点加一向上的作用力使K 2下端刚好离开地面，试求A 点上升的距离。

图1－1－2N S NS A B图1－1－4A K 2K 1【解析】A 端原来离地面的距离为10202mg l l K +－， 提起后A 端离地的距离为l 20＋l 10＋1mgK 所以A 端上升Δx ＝ l 20＋l 10＋1mg K － (L 10＋l 20－2mgK ) ＝1mg K ＋2mg K 【答案】1211mg K K （＋）【归纳】对几根弹簧的拴结问题有以下结论，即：某点上升的距离等于该点下面的弹簧原来的压缩量加上后来的伸长量（如仍为压缩则为负值）。

利用此结论本题可这样处理：原来下面的压缩量为2mgK 后来A 点下面的弹簧的伸长量为1mgK 故： Δx ＝12mg mg+K K 【类题演练】（99年高考类题）如图1－1－5所示两木块质量分别为m 1、m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为K 1、K 2.木块m 1拴结在上面的弹簧K 1上,整个系统处于平衡状态,现缓慢上提木块m 1,直到K 2的下端刚好离开地面，在这个过程中，上面木块移动的距离为多少？ 【解析】K 1原来的压缩量为111m gx K ∆＝， K 2原来的压缩量1222(m +m )gx =K图1－1－5AK 1K 2m 1 m 2K 1后来的伸长量Δx 3＝21m gK （K 2伸长量为零） ∴m 1上升的距离为Δx ＝Δx 1＋Δx 2＋Δx 3 ＝1122121m g (m +m )g m g+K K K ＋ 【答案】121211(m +m )g K K （＋） 3．弹力的有无及方向的判断是疑点【例题3】在图1－1－6的四个小图中接触面均光滑，图中标出了弹力N 的示意图，则正确的是 （ ）A ．a 、b 、dB ．b 、cC ．b 、c 、dD ．a 、b 、c 、d【解析】球A 均处于光滑平面B 、C 之间且均相互接触，至于A 与接触面有无挤压则要用到假设法，在a 中，假设B 不存在A 的运动状态不会改变，故只有C 对A 有作用力同理可得b 、c 两图中若撤去B 或C ，球A 的运动状态均将发生变化，故B 、C 量接触面都受到挤压。

d 同a 一样B 与A 之间无相互作用力。

故abcd 四图均对。

【答案】D【类题演练】三个相同的支座上分别搁放着三个质量和直径都相同的光滑圆球a 、b 、c ，支点P、Q在同一水平面上，三球的重心O a、O b、Oc分别在球心处、球心上方、球心下方。

如图1－1－7所示，三球均平衡，支点P对a、b、c的弹力F Na、F Nb、F Nc。

则A．F Na＝F Nb＝F Nc B．F Nb>F Na>F NcC．F Nb<F Na<F Nc D．F Na>F Nb=F Nc【解析】本题考查弹力的方向问题：应明确弹力的方向总与接触面垂直而不一定通过物体的重心。

在此基础上，我们发现不论重心位置的高底，P点处对球的弹力方向均为垂直球面通过球心，这样，又因为PQ两处对球的弹力的合力与球的重力平衡，由力的平行四边形定则知F Na ＝F Nb＝F Nc。

【答案】A【备用题】（海淀模拟题）如图1－1－8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的小球，试分析下列情况下杆对小球的弹力的方向、大小。

（1）小车静止（2）小车以加速度a向右水平加速运动【解析和归纳】（1）静止时，小球所受的合力为零，由力的平衡条件可知，杆对小球的弹力的大小等于mg，方向竖直向上。

（2）小车以加速度a向右水平加速运动时，根据牛顿第二定律，小球所受到的合外力方向水平向右。

由右边mg、F、及合力ma的矢量三角形图可知，F的方向与a的大小有关，当a＝gtanα时，θ＝α，此时F的方向沿杆子的方向，当a<gtanα时θ<α，此时F的方向沿右上方且在杆的上方，当a>gtanα时θ>α，此时F的方向沿右上方且在杆的下方。

提示：力的分析离不开对物体运动状态的分析，一个物体的具体受力情况与它的运动状态有着密切的关系，这在分析物体的受力时要特别注意。

考点训练1、关于物体的重心，下列说法正确的是：[ ] A．物体上只有重心受到重力作用；B．物体的重心一定在这个物体上；C．球体的重心一定在球心上；D．重心与物体的形状和物体内质量分布有关【答案】：D2、一本书放在水平桌面上，下列说法正确的是 [ ] A ． 书的重力就是书对桌面的压力B ． 书对桌面的压力和桌面对书的支持力相平衡C ．书的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力D ． 书对桌面的压力是桌面发生形变而产生的 【答案】：C3.如图1－1－9所示，两根相同的轻弹簧S 1、S 2，劲度系数皆为k =4×102N/m ，悬挂的重物的质量分别为m 1=2 kg 和m 2=4 kg.若不计弹簧质量，取g =10 m/s 2，则平衡时弹簧S 1、S 2的伸长量分别为 A. 5 cm ，10 cm B.10 cm ，5 cm C.15 cm ，10 cmD. 10 cm ，15 cm【解析】整个系统处于平衡状态，所以m 1、m 2受到的合外力都等于零，对m 2受力分析由力的平衡条件得，m 2受到弹簧S 2竖直向上大小为m 2g 的拉力F 2，由胡克定律可知222x k g m =解得cm x 102=，再对m 1进行受力分析，m 1受到重力，弹簧S 2对它竖直向下的拉力F 2，弹簧S 1对它的竖直向上的拉力F 1，由平衡条件得11211F x k g m g m =+=，解得cm x 151= 【答案】C4.一铁块m 被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，如图1－1－10所示，下列哪一说法是错误的 （ ） A.铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体是黑板 B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——相互吸引的磁力和相互推斥的弹力C.磁力和弹力是互相平衡的力m 1m 2 S 1S 2 图1－1－9m图1－1－10D.磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动【解析】对m 进行受力分析可知，m 受重力，黑板的对铁块的吸引力和支持力，以及摩擦力，除重力外其余三个力的施力物体都是黑板。

由于铁块静止不动则它受到的合外力等于零，由平衡条件可知，重力和摩擦力平衡两者相等，磁力和支持力平衡两者相等。

【答案】：D5.如图1—1—11所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为A.11k gm B.12k gm C.21k gm D.22k gm 【解析】：假设弹簧2原长为L ，由于整个系统处于平衡状态，开始时弹簧2被压缩2211k g m g m x +=，所以m 2离地的高度为2211k gm g m L x L +-=-。

当上面的木块被提离开上面弹簧时，整个系统还处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧2这时被压缩222k gm x =，这时m 2离地高度为222k g m L x L -=-，可知在这个过程中下面木块移动的距离为21k gm 【答案】：C二、填空题（每小题6分，共24分）6．轻弹簧秤上端固定于O 点，下端悬挂—个光滑的定滑轮C ，已知C 重1 N ．木块A 、B 用跨过定滑轮的轻绳相连接，A 、B的重力分别图1－1－12为5 N 和2 N ．整个系统处于平衡状态，如图1－1－12所示，由图及物体状态可以知道，地面对木块A 的支持力大小为________，弹簧秤的示数是__________．【解析】 对B 进行受力分析，B 受重力和绳的拉力，拉力等于2N ；再对A 进行受力分析，A 受重力，绳的拉力和地面的支持力，由平衡条件得，地面的支持力等于3N ；对定滑轮C 进行受力分析，得弹簧的示数为5N【答案】：3N ，5N7.（2002年春季高考上海试题）有一批记者乘飞机从上海来到西藏旅游，他们托运的行李与在上海时比较，行李的质量将_______.（填“变大”“不变”或“变小”）；所受的重力的大小将_______。