2019届高考物理一轮复习 第二章 相互作用 1 重力、弹力和摩擦力讲义

命题点 1 弹力方向的判断 1．如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 θ， 在斜杆下端固定有质量为 m 的小球，下列关于杆对球的作用力 F 的 判断中，正确的是( )
A．小车静止时，F＝mgsin θ，方向沿杆向上 B．小车静止时，F＝mgcos θ，方向垂直于杆向上 C．小车向右以加速度 a 运动时，一定有 F＝sminaθ D．小车向左匀速运动时，F＝mg，方向竖突变
命题点4：“动—动”突变
考查频率 2017·课标卷
Ⅲ，17 2017·课标卷
Ⅱ，16
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•考点一 弹力的分析与计算(高频4)
1．形变：物体在力的作用下形状 或体积 的变化． 2．弹性形变：有些物体在形变后撤去外力作用后能够恢复原状 的形变．
3．弹力 (1)定义：发生弹性形变 的物体由于要恢复原状而对与它接触的 物体产生的作用力． (2)产生的条件 ①物体间直接接触 ； ②接触处发生弹性形变 ． (3)方向：总是与物体形变的方向相反 ．
【答案】 B
3.(2018·江苏泰州高三上学期期中)如图，将一根长为 L 的弹性细 绳左右两端固定在同一水平线上相距为 L 的 M、N 两点时，弹性细 绳恰为自然长度，现将一重量为 G 的钩码挂在绳上 P 点，钩码挂钩 光滑，静止时 MPN 恰构成一正三角形．假设弹性细绳中的弹力与弹 性细绳的伸长之间的关系遵循胡克定律，弹性细绳没超过弹性限度， 则弹性细绳的劲度系数为( )
根据以上分析可知 弹力 F1 与拉力 F2 的合力大小 F＝G＝Mg＝60 N 由几何知识可知 F1＝Ftan 60°＝60 3 N F2＝cosF60°＝120 N 即横梁对 B 点的弹力为 60 3 N，绳 BC 的拉力为 120 N. 【答案】 60 3 N 120 N
“轻绳”和“轻杆”模型 1．两类模型 (1)绳与杆的一端连接为结点，轻绳属于“死结”． (2)绳跨过光滑滑轮或挂钩，动滑轮挂在绳子上，绳子就属于“活 结”，如图所示，此时 BC 绳的拉力等于所挂重物的重力，轻绳属于 “活结”模型．
•第1课时 重力、弹力和摩擦力
考点考级
弹力的分 析与计算
(Ⅰ) 摩擦力的 分析与计
算(Ⅰ)
摩擦力的 突变模型
(Ⅰ)
命题点
命题点1：弹力方向的判断 命题点2：含弹簧类弹力的分析与计算 命题点3：轻绳模型与轻杆模型
命题点1：摩擦力有无及其方向的判断 命题点2：静摩擦力的分析与计算 命题点3：滑动摩擦力的分析与计算 命题点1：“静—静”突变
G A.L
3G C. 3L
B．2LG
D．2
3G 3L
【解析】 弹性细绳弹力为 F＝k·L2， 由平衡条件得 2Fcos 30°＝G，
代入数据得 k＝2 3L3G，D 正确． 【答案】 D
命题点 3 轻绳模型与轻杆模型 4．如图所示，一根质量不计的横梁 A 端用铰链固定在墙壁上， B 端用细绳悬挂在墙壁上的 C 点，使得横梁保持水平状态．已知细 绳与竖直墙壁之间的夹角为 60°，当用另一段细绳在 B 点悬挂一个质 量为 M＝6 kg 的重物时，求横梁对 B 点的弹力和绳 BC 的拉力各为 多大？(g 取 10 m/s2)
【解析】 小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡 条件可得杆对球的作用力 F＝mg，方向竖直向上，选项 A、B 错误； 小车向右以加速度 a 运动时，只有当 a＝gtan θ 时，才有 F＝sminaθ， 如图所示，选项 C 错误；小车向左匀速运动时，根据平衡条件知， 杆对球的弹力大小为 mg，方向竖直向上，选项 D 正确．
【解析】 设横梁对 B 点的弹力为 F1，因横梁 A 端用铰链固定， 故 F1 的方向沿横梁方向，绳 BC 对 B 点的拉力为 F2，由于 B 点静止， B 点所受的向下的拉力大小恒定为重物的重力，根据受力平衡的特 点，横梁的弹力 F1 与绳 BC 对 B 点的拉力 F2 的合力一定竖直向上， 大小为 G＝Mg，如图所示．
【答案】 D
命题点 2 含弹簧类弹力的分析与计算
2．(2017·课标卷Ⅲ，17)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
6．弹力方向的确定
[诊断小练] (1)弹力一定产生在相互接触的物体之间．( ) (2)相互接触的物体间一定有弹力．( ) (3)F＝kx 中“x”表示弹簧形变后的变化长度．( ) (4)弹簧的形变量越大，劲度系数越大．( ) (5)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定．( ) 【答案】 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
4．胡克定律 (1)内容：弹簧发生弹性形变 时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩 短)的长度 x 成正比 ． (2)表达式：F＝kx. k 是弹簧的劲度系数 ，由弹簧自身的性质决 定，单位是牛顿每米 ，用符号 N/m 表示，x 是弹簧长度的变化量 ， 不是弹簧形变以后的长度．
5．弹力有无的判断“三法” (1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否 存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况． (2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存 在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变， 则此处不存在 弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力． (3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力 平衡条件判断弹力是否存在．
的伸长始终处于弹性限度内)( )
A．86 cm
B．92 cm
C．98 cm
D．104 cm
【解析】 轻质弹性绳的两端分别固定在相距 80 cm 的两点上， 钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 cm，以钩码 为研究对象，受力如图所示，由胡克定律 F＝k(l－l0)＝0.2k，由共点 力的平衡条件和几何知识得 F＝2smingα＝5m6 g；再将弹性绳的两端缓 慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度变为 l′，由胡克定律 得 F′＝k(l′－l0)，由共点力的平衡条件 F′＝m2g，联立上面各式 解得 l′＝92 cm，选项 B 正确．