2025版高考物理一轮总复习第2章相互作用第5讲重力弹力课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4．重心：物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于
一点，这一点叫作物体的重心。 (1)影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的__质__量____分布。 (2)不规则薄板形物体重心位置的确定方法：__悬__挂____法。
三、弹力 1．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：总是与施力物体形变的方向__相__反____。
1．一个物体可以只是施力物体，但不是受力物体。( × ) 2．物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重心一定在物 体上。( × ) 3．重力的方向一定指着地心。( × ) 4．物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力。( × ) 5．相互接触的物体间一定有弹力。( × ) 6．轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。( × ) 7．物体所受弹力方向与自身形变的方向相同。( √ ) 8．F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。( × )
A．10 N/m
B．100 N/m
C．200 N/m
D．300 N/m
[解析] 由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则 说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg＝3·kx，解 得k＝100 N/m，故选B。
2．对重心的理解 (1)重心不是物体上最重的一点，它可以不在物体上，也不一定在物 体的几何中心。 (2)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无 关。
【跟踪训练】
(对重力和重心的理解)某中学教学楼的读 书角迎来了一位新客人，如图所示。这个小瓶子非
常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣。关于
(弹力方向的判断)图中各物体均处于静止状态。图中画出了小 球A所受弹力的情况，其中正确的是( C )
A
B
C
D
[解析] 在一般情况下，轻杆对物体的弹力不一定沿杆的方向，图A 中的小球只受重力和杆的弹力作用且处于平衡状态，由二力平衡条件可 知，小球受杆的弹力应为竖直向上，A错误；在图B中右边的绳是竖直方 向，如果左边的绳有拉力的话，右边的绳会产生倾斜，所以左边的绳没 有拉力，B错误；对于球与面接触的弹力方向，经接触点与接触面垂直 (即接触点与球心的连线上)，C图中球与球的弹力方向，垂直于接触点的 公切面(在两球心的连线上)且指向受力物体，在D图中，大半圆对小球的 弹力FN2应是从接触点沿大半圆的半径指向圆心，C正确，D错误。
(基础考点·自主探究)
2．弹力方向的判断 (1)根据物体所受弹力方向与 施力物体形变的方向相反判断。 (2)常见的几种弹力方向的判 断
(3)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
【跟踪训练】 (弹力有无的判断)如图所示，小车内沿竖直
方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的轻质 细绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静止， 一起在水平面上运动，下列说法正确的是( D )
2．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的 长度x成__正__比____。 (2)表达式：F＝kx。 ①k是弹簧的__劲__度__系__数____，单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k 的大小由弹簧__自__身__性__质____决定。 ②x是弹簧长度的__变__化__量____，不是弹簧形变以后的长度。
►考向1 应用平衡条件确定弹力的大小和方向
[解析] 小球处于静止状态，所受合力为零。当弹簧的弹力为零 时，杆对小球的作用力方向是F3，由平衡条件知F3＝mg；当弹簧的弹力 不为零时，杆对小球的作用力方向可能是F2(也可能是F4)，则F2(或F4)等 于重力和弹力的合力，所以F2(或F4)>mg＝F3，F1一定不可能，因为在 F1、重力和弹簧弹力作用下，小球不可能处于平衡状态，故B正确。
3 弹力大小的计算 (能力考点·深度研析)
1．对胡克定律F＝kx的理解 (1)公式中x是弹簧的形变量，不是弹簧的长度。 (2)弹簧的F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图 所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。 (3)弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx。
2．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。
第5讲 重力 弹力
知识梳理·易错辨析
一、力 1．定义：力是__物__体__与__物__体__间____的相互作用。 2．作用效果：使物体发生形变或改变物体的__运__动__状__态____(即产生 加速度)。 3．性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征。
二、重力 1．产生：由于__地__球__的__吸__引____而使物体受到的力。 2．大小：G＝mg，可用___弹__簧__测__力__计___测量。 3．方向：总是__竖__直__向__下____。
A．细绳一定对小球有拉力 B．轻弹簧一定对小球有弹力 C．细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力 D．细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力
[解析] 当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此 时细绳的拉力FT＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉 力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确。
►考向2 胡克定律的应用
(2023·山东卷)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根
完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托
盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补
平。已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大
小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为( B )
这个装饰瓶，下列说法正确的是( C ) A．瓶子受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力 B．装饰瓶重心一定在其几何中心 C．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关 D．若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的
重心一直在降低
[解析] 瓶子受到地球对它的吸引力，同时它对地球也有吸引力， 故A错误；装饰瓶内装有水，则其重心不一定在其几何中心，故B错误； 装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关，故C正确；若装饰瓶底部 出现一个小洞，在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先降低后升高，故D 错误。
核心考点·重点突破
1 重力 (基础考点·自主探究)
1．对重力的理解 (1)重力不是万有引力，而是万有引力的一个分力。 (2)大小：G＝mg，g与物体在地球上的位置有关，与环境和运动状 态无关。 (3)方向：总是竖直向下。 (4)在赤道和地球两极，重力方向指向地心；在其他位置，重力方向 不指向地心。
(重心的确定和应用)一质量分布均匀的物块用两根轻绳吊起处 于静止状态，下列合理的是( D )
[解析] 质量分布均匀的物体的重心在其几何中心。物块在重力、 两根轻绳的拉力作用下处于静止状态，故三个力属于共点力，则三个力 的作用线必交于一点，D选项符合要求，故选D。
2 弹力有无及方向的判断 1．“三法”判断弹力有无
一点，这一点叫作物体的重心。 (1)影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的__质__量____分布。 (2)不规则薄板形物体重心位置的确定方法：__悬__挂____法。
三、弹力 1．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：总是与施力物体形变的方向__相__反____。
1．一个物体可以只是施力物体，但不是受力物体。( × ) 2．物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重心一定在物 体上。( × ) 3．重力的方向一定指着地心。( × ) 4．物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力。( × ) 5．相互接触的物体间一定有弹力。( × ) 6．轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。( × ) 7．物体所受弹力方向与自身形变的方向相同。( √ ) 8．F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。( × )
A．10 N/m
B．100 N/m
C．200 N/m
D．300 N/m
[解析] 由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则 说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg＝3·kx，解 得k＝100 N/m，故选B。
2．对重心的理解 (1)重心不是物体上最重的一点，它可以不在物体上，也不一定在物 体的几何中心。 (2)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无 关。
【跟踪训练】
(对重力和重心的理解)某中学教学楼的读 书角迎来了一位新客人，如图所示。这个小瓶子非
常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣。关于
(弹力方向的判断)图中各物体均处于静止状态。图中画出了小 球A所受弹力的情况，其中正确的是( C )
A
B
C
D
[解析] 在一般情况下，轻杆对物体的弹力不一定沿杆的方向，图A 中的小球只受重力和杆的弹力作用且处于平衡状态，由二力平衡条件可 知，小球受杆的弹力应为竖直向上，A错误；在图B中右边的绳是竖直方 向，如果左边的绳有拉力的话，右边的绳会产生倾斜，所以左边的绳没 有拉力，B错误；对于球与面接触的弹力方向，经接触点与接触面垂直 (即接触点与球心的连线上)，C图中球与球的弹力方向，垂直于接触点的 公切面(在两球心的连线上)且指向受力物体，在D图中，大半圆对小球的 弹力FN2应是从接触点沿大半圆的半径指向圆心，C正确，D错误。
(基础考点·自主探究)
2．弹力方向的判断 (1)根据物体所受弹力方向与 施力物体形变的方向相反判断。 (2)常见的几种弹力方向的判 断
(3)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
【跟踪训练】 (弹力有无的判断)如图所示，小车内沿竖直
方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的轻质 细绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静止， 一起在水平面上运动，下列说法正确的是( D )
2．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的 长度x成__正__比____。 (2)表达式：F＝kx。 ①k是弹簧的__劲__度__系__数____，单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k 的大小由弹簧__自__身__性__质____决定。 ②x是弹簧长度的__变__化__量____，不是弹簧形变以后的长度。
►考向1 应用平衡条件确定弹力的大小和方向
[解析] 小球处于静止状态，所受合力为零。当弹簧的弹力为零 时，杆对小球的作用力方向是F3，由平衡条件知F3＝mg；当弹簧的弹力 不为零时，杆对小球的作用力方向可能是F2(也可能是F4)，则F2(或F4)等 于重力和弹力的合力，所以F2(或F4)>mg＝F3，F1一定不可能，因为在 F1、重力和弹簧弹力作用下，小球不可能处于平衡状态，故B正确。
3 弹力大小的计算 (能力考点·深度研析)
1．对胡克定律F＝kx的理解 (1)公式中x是弹簧的形变量，不是弹簧的长度。 (2)弹簧的F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图 所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。 (3)弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx。
2．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。
第5讲 重力 弹力
知识梳理·易错辨析
一、力 1．定义：力是__物__体__与__物__体__间____的相互作用。 2．作用效果：使物体发生形变或改变物体的__运__动__状__态____(即产生 加速度)。 3．性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征。
二、重力 1．产生：由于__地__球__的__吸__引____而使物体受到的力。 2．大小：G＝mg，可用___弹__簧__测__力__计___测量。 3．方向：总是__竖__直__向__下____。
A．细绳一定对小球有拉力 B．轻弹簧一定对小球有弹力 C．细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力 D．细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力
[解析] 当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此 时细绳的拉力FT＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉 力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确。
►考向2 胡克定律的应用
(2023·山东卷)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根
完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托
盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补
平。已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大
小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为( B )
这个装饰瓶，下列说法正确的是( C ) A．瓶子受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力 B．装饰瓶重心一定在其几何中心 C．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关 D．若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的
重心一直在降低
[解析] 瓶子受到地球对它的吸引力，同时它对地球也有吸引力， 故A错误；装饰瓶内装有水，则其重心不一定在其几何中心，故B错误； 装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关，故C正确；若装饰瓶底部 出现一个小洞，在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先降低后升高，故D 错误。
核心考点·重点突破
1 重力 (基础考点·自主探究)
1．对重力的理解 (1)重力不是万有引力，而是万有引力的一个分力。 (2)大小：G＝mg，g与物体在地球上的位置有关，与环境和运动状 态无关。 (3)方向：总是竖直向下。 (4)在赤道和地球两极，重力方向指向地心；在其他位置，重力方向 不指向地心。
(重心的确定和应用)一质量分布均匀的物块用两根轻绳吊起处 于静止状态，下列合理的是( D )
[解析] 质量分布均匀的物体的重心在其几何中心。物块在重力、 两根轻绳的拉力作用下处于静止状态，故三个力属于共点力，则三个力 的作用线必交于一点，D选项符合要求，故选D。
2 弹力有无及方向的判断 1．“三法”判断弹力有无