重力与弹力的平衡分析

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重力与弹力

新知讲解
（3）实验步骤： ①把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。 ②在弹簧下端悬挂1个50g钩码平衡时在刻度尺上读出它的示数。 ③继续在弹簧下端悬挂2、3、4、5个钩码平衡时在刻度尺上读出它的示数填入表格中。 ④以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据，在坐标纸上描点，作出F-x图像。
3.弹力
F
被拉长的弹簧，要恢复原状，对相连接的小车产生了拉力F；
被跳水运动员压弯的跳板，要恢复原状，对上面的人产生了支持力。
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（1）定义：发生形变的物体，由于要恢复原状对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。（2）产生条件：①直接接触；②发生弹性形变
F1
放在桌面上的书，它对桌面的
如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。
弹簧在形变时产生的弹力与弹簧的伸长量是有关系的。
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3、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系那么，弹簧在弹性限度内，弹力大小与其伸长量有什么关系呢? （1）实验目的：探究弹簧弹力与形变量的关系。
（2）实验器材：弹簧、铁架台、50g钩码5只、刻度尺。
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（4）探究弹簧弹力与形变量的关系视频
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（5）实验数据钩码数量 0 1 2 3 4 5
L/cm 37.00 35.70 34.38 32.86 31.50 30.14
∆L/cm 0.00 1.30 2.62 4.14 5.50 6.86
F/mg 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
课堂练习
4、下列各图中，a、b表面均光滑，天花板和地面均为水平，a、b间一定有弹力的是（ B ）

弹力与重力的平衡

弹力与重力的平衡引言：弹力与重力是物理学中两个重要的概念，它们在我们日常生活和科学研究中发挥着重要的作用。

弹力是指物体由于受到外力而产生的变形或位移，而恢复到原始形状或位置的力；重力是指地球或其他天体对物体吸引的力。

弹力和重力的平衡是一个关键的概念，它在各个领域都有着广泛的应用价值。

一、弹力的作用弹力是力学中的一种力的类型，它具有恢复物体形状或位置的特性。

常见的弹力包括弹簧的弹力、绳子的张力等。

不同材料和结构的物体在受到外力作用时，会发生形变，而弹力的作用就是试图恢复物体的形状或位置。

例如，我们经常会使用弹簧秤来测量物体的质量，当物体悬挂在弹簧上时，会拉伸弹簧，产生弹力。

通过测量弹簧的伸长长度，我们可以推断出物体的质量。

二、重力的作用重力是地球或其他天体对物体的吸引力。

根据牛顿的万有引力定律，任何两个物体之间都存在引力，它的大小与两个物体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

重力在我们日常生活中随处可见，例如地球引力使我们接触地面，使物体落下等。

同时，重力也是宇宙中星球运动的基本力量，因为恒星和行星之间的相互引力决定了它们的轨道运动。

三、弹力与重力的平衡在某些情况下，弹力和重力能够达到平衡状态。

当物体悬挂在弹簧上或悬挂在绳子上时，物体会下垂，并受到重力的作用。

然而，由于弹力的作用，物体会被弹力阻挡，试图恢复到原始的悬挂位置。

当物体保持在静止或在运动过程中达到平衡时，弹力和重力的大小相等，方向相反。

四、弹簧振子的平衡弹簧振子是一种典型的展示弹力与重力平衡的实验装置。

在弹簧振子中，弹簧的下端悬挂一个质量块，质量块受到重力的作用而向下拉伸弹簧，同时弹簧会提供一个与重力大小相等、方向相反的弹力。

当质量块和弹簧达到平衡状态时，弹簧振子就会停留在原始位置。

五、建筑结构中的弹力与重力平衡在建筑结构中，弹力与重力平衡是非常重要的。

例如，桥梁、大厦等巨大的结构体都需要考虑弹力与重力的平衡问题。

工程师在设计中必须确保结构的强度可以抵御重力引起的负荷，同时需要考虑弹力的作用，以确保结构的安全。

平衡力实验研究重力与弹力的平衡条件

平衡力实验研究重力与弹力的平衡条件在物理学中，平衡是指物体处于静止或匀速直线运动的状态。

当物体处于平衡状态时，所有作用于它的力相互抵消，这是因为存在一种平衡力来平衡其他的力。

平衡力可以通过实验来研究，特别是重力与弹力之间的平衡条件。

实验一：小球的垂直平衡为了研究重力与弹力的平衡条件，我们可以进行一项小球的垂直平衡实验。

该实验需要准备一个小球、一根细线和一个固定的支架。

在实验过程中，首先将细线固定在支架上，并将小球绑在细线的下方。

然后，将细线拉直，使得小球悬挂在空中。

观察小球的静止状态，并记录下实验现象。

根据实验结果可以得出结论：重力与弹力相互平衡，使得小球保持垂直平衡。

当小球向下受到重力作用时，细线将会发生拉伸，产生弹力，将小球向上拉扯，使其保持平衡。

实验二：悬挂小球的水平平衡除了垂直平衡，我们还可以进行悬挂小球的水平平衡实验来研究重力与弹力的平衡条件。

同样需要准备一个小球、一根细线和一个固定的支架。

在这个实验中，我们将细线绑在支架上，然后将小球绑在细线的下方。

悬挂小球后，将支架放在水平桌面上。

观察小球的静止状态，并记录实验现象。

根据实验结果可以得出结论：重力与弹力相互平衡，使得小球保持水平平衡。

当小球受到重力作用时，细线会产生拉伸，产生弹力，将小球向上拉扯，使其保持平衡状态。

实验三：重力与弹力平衡的应用重力与弹力的平衡条件在日常生活中有着广泛的应用。

一个典型的例子是弹簧测力计，它用来测量物体受到的力的大小。

弹簧测力计的原理是基于重力与弹力平衡的条件。

当一个物体挂在弹簧上时，重力将会拉伸弹簧，产生弹力，使物体保持平衡。

根据弹簧的伸缩程度，我们可以通过弹簧测力计来测量物体受到的力的大小。

除此之外，在建筑和工程领域中，我们也常常使用平衡力的概念。

例如，用于支撑大桥和建筑物的悬浮结构，就需要通过平衡力来使得力的作用保持稳定，确保结构的安全性。

总结：平衡力实验的研究可以帮助我们理解重力与弹力之间的平衡条件。

第二章第1讲：重力、弹力的分析与计算

考点一重力、弹力的分析与计算1．重力的理解(1)产生：由于地球吸引而使物体受到的力．注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力．(2)大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量．注意：①物体的质量不会变；②G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的．(3)方向：总是竖直向下的．注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直，也不一定指向地心．(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即物体的重心．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的确定方法：悬挂法．注意：重心的位置不一定在物体上．2．弹力有无的判断(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．3．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)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．4．弹力大小计算的三种方法(1)根据力的平衡条件进行求解．(2)根据牛顿第二定律进行求解．(3)根据胡克定律进行求解．①内容：弹簧发生弹性形变时，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.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．[思维深化]1．判断下列说法是否正确．(1)地球上物体所受重力是万有引力的一个分力．(√)(2)只要物体发生形变就会产生弹力作用．(×)(3)物体所受弹力方向与自身形变的方向相同．(×)(4)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆．(×)2.如图1所示，一重为10 N的球固定在支撑杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力方向及大小为多少？图11．[弹力有无的判断]如图所示，A、B均处于静止状态，则A、B之间一定有弹力的是()2.[弹力方向的判断](多选)如图2所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球．下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()图2A．小车静止时，F＝mg sin θ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mg cos θ，方向垂直于杆向上C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上D．小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上3.[含弹簧类弹力的分析与计算]三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，如图3所示，其中a放在光滑水平桌面上．开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止状态．现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10 m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是()图3A．4 cm B．6 cm C．8 cm D．10 cm考点二轻绳模型与轻杆模型1．轻绳模型(1)活结模型：跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳为同一根细绳，其两端张力大小相等．(2)死结模型：如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这几段绳子的张力不一定相等．2．轻杆模型(1)“死杆”：即轻质固定杆，它的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得．(2)“活杆”：即一端有铰链相连的杆属于活动杆，轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向．4．[轻绳活结与轻杆死杆模型]如图4所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体，∠ACB＝30°，g取10 m/s2，求：图4(1)轻绳AC段的张力F AC的大小；(2)横梁BC对C端的支持力的大小及方向．5．[轻绳死结与轻杆活杆模型]若上题中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在竖直墙上，如图5所示，轻绳AD拴接在C端，求：(计算结果保留三位有效数字)图5(1)轻绳AC段的张力F AC的大小；(2)轻杆BC对C端的支持力．“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6，此时BC绳的拉力等于所挂重物的重力，轻绳属于“活结”模型．图62．铰链连接三角形支架常见类型和受力特点图7(1)图7甲、乙中AB杆可用轻绳来代替；(2)研究对象为结点B，三力平衡；(3)两杆的弹力均沿杆的方向，可用轻绳代替的AB杆为拉力，不可用轻绳代替的BC杆为支持力．考点三摩擦力的分析与计算1．两种摩擦力的对比2.静摩擦力有无及其方向的判定方法(1)假设法：假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看所研究物体是否改变原来的运动状态．另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态．(2)状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性．明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向．(3)牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向．[思维深化]1．摩擦力一定与接触面上的压力成正比吗？摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直吗？答案(1)滑动摩擦力与接触面上的压力成正比，而静摩擦力的大小与正压力无关，通常由受力平衡或牛顿第二定律求解．(2)由于正压力方向与接触面垂直，而摩擦力沿接触面的切线方向，因此二者一定垂直．2．判断下列说法是否正确．(1)静止的物体不可能受滑动摩擦力，运动的物体不可能受静摩擦力．(×)(2)滑动摩擦力一定是阻力，静摩擦力可以是动力，比如放在倾斜传送带上与传送带相对静止向上运动的物体．(×)(3)运动物体受到的摩擦力不一定等于μF N.(√)6．[关于摩擦力的理解](多选)关于摩擦力，以下说法中正确的是()A．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B．静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用C．正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变D．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上7．[静摩擦力的分析](多选)如图8所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是()图8A．B物体对A物体的静摩擦力方向向下B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力8．[摩擦力的分析与计算]如图9所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m＝4 kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 N，作用在物块2的水平力F＝20 N，整个系统处于平衡状态，取g＝10 m/s2，则以下说法正确的是()图9A．1和2之间的摩擦力是20 NB．2和3之间的摩擦力是20 NC．3与桌面间的摩擦力为20 ND．物块3受6个力作用考点四摩擦力的突变问题摩擦力“突变”的三种模型1．“静静”突变：物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．2．“动静”突变：在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力．3．“静动”突变：物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．9．[“静静”突变]一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图10所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()图10A．10 N，方向向左B．6 N，方向向右C．2 N，方向向右D．010.[“动静”突变]如图11所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，取g＝10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f随时间t变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图1111．[“静动”突变]表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图12所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大，最大静摩擦力大于滑动摩擦力)，另一端不动，则木块受到的摩擦力F f随角度α变化的图象是下列图中的()图1212．[“静动”突变](多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，设计了如图13甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合该图象，下列说法正确的是()图13A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)1．(2014·广东·14)如图14所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()图14A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向2．如图15所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮．A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着．已知质量m A＝3m B，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，那么下列说法中正确的是()图15A．弹簧的弹力将减小B．物体A对斜面的压力将减小C．物体A受到的静摩擦力将减小D．弹簧的弹力及物体A受到的静摩擦力都不变3．如图16所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直，关于小球的受力情况，下列说法中正确的是()图16A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用4．如图17所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10 m/s2)()图175．(多选)如图18所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a 所受摩擦力F f a≠0，b所受摩擦力F f b＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()图18A．F f a大小不变B．F f a方向改变C．F f b仍然为零D．F f b方向向右6．如图19所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2＞v1，则()图19A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用练出高分基础巩固1．下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是()A．物体的重心一定在物体的几何中心上B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大C．动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比D．静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变化2．如图1所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是()图13．如图2所示，杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮．重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡．若将绳的A端沿墙缓慢向下移(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)，则()图2A．绳的拉力增大，BC杆受绳的压力增大B．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力增大C．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力减小D．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力不变4．如图3所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面体不受地面的摩擦力作用．若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力()图3A．大小为零B．方向水平向右C．方向水平向左D．大小和方向无法判断5．如图4所示，两个等大的水平力F分别作用在B和C上，A、B、C都处于静止状态，各接触面与水平地面平行．A、C间的摩擦力大小为F f1，B、C间的摩擦力大小为F f2，C与地面间的摩擦力大小为F f3，则()图4A．F f1＝0，F f2＝0，F f3＝0 B．F f1＝0，F f2＝F，F f3＝0C．F f1＝F，F f2＝0，F f3＝0 D．F f1＝0，F f2＝F，F f3＝F6．如图5所示，沿直线运动的小车内悬挂的小球A和车水平底板上放置的物块B都相对车厢静止．关于物块B受到的摩擦力，下列判断中正确的是()图5A．物块B不受摩擦力作用B．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左C．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右D．因小车的运动方向不能确定，故物块B受的摩擦力情况无法判断7．(多选)下列关于摩擦力的说法中，正确的是()A．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速8．(多选)如图6所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同．三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示．则下列说法正确的是()图6A．A物体受到的摩擦力不为零，方向向右B．三个物体只有A物体受到的摩擦力为零C．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反综合应用9．如图7所示，用平行于斜面体A 的斜面的轻弹簧将物块P 拴接在挡板B 上，在物块P 上施加沿斜面向上的推力F ，整个系统处于静止状态．下列说法正确的是( )图7A ．物块P 与斜面之间一定存在摩擦力B ．弹簧的弹力一定沿斜面向下C ．地面对斜面体A 的摩擦力水平向左D ．若增大推力，则弹簧弹力一定减小10．(多选)如图8所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R 的半球形容器底部O ′处(O 为球心)，弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点．已知容器与水平面间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向间的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是( )图8A ．水平面对容器有向右的摩擦力B ．弹簧对小球的作用力大小为12mg C ．容器对小球的作用力大小为mgD ．弹簧原长为R ＋mg k11．用弹簧测力计测定木块A 和木块B 间的动摩擦因数μ，有如图9所示的两种装置．(1)为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力，图示装置的两种情况中，木块A 是否都要做匀速运动？(2)若木块A 做匀速运动，甲图中A 、B 间的摩擦力大小是否等于拉力F a 的大小？(3)若A 、B 的重力分别为100 N 和150 N ，甲图中当物体A 被拉动时，弹簧测力计的读数为60 N ，拉力F a ＝110 N ，求A 、B 间的动摩擦因数μ.图912．如图10所示，斜面倾角为θ＝30°，一个重20 N的物体在斜面上静止不动．弹簧的劲度系数为k＝100 N/m，原长为10 cm，现在的长度为6 cm.图10(1)试求物体所受的摩擦力大小和方向．(2)若将这个物体沿斜面上移6 cm，弹簧仍与物体相连，下端仍固定，物体在斜面上仍静止不动，那么物体受到的摩擦力的大小和方向又如何呢？。

人教版高中物理必修第1册第三章相互作用—— 力 1 重力与弹力

作弹性形变。
2.弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢
复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
3.胡克定律:在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧
伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx。
4.劲度系数:公式F=kx中的k叫作弹簧劲度系数,单位是牛顿每米,符号是
N/m。
状态,关于其受到弹力作用的说法正确的是(
)
A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力
B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β,A对两斜面均有压力的作
用
C.图丙中地面光滑且水平,A与竖直墙壁有力的作用
D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用
解析图甲中对B进行受力分析,B球受重力和支持力的作用,二力平衡B球静
2.重心与物体形状、质量分布情况的关系
质量分布均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心
质量分布不均匀、形状不规则的物体,重心与物体的形状、质量分布情况
均有关
要点笔记重心是物体所受重力的等效作用点,不是只有这一点才受重力。
重心的位置可能在物体上,也可能不在物体上。薄板的重心可用悬挂法确
定,其原理是二力平衡。
思维导图
课前篇自主预习
[必备知识]
一、重力
1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.大小
跟物体的质量成正比,即G=mg,式中G、m、g的单位分别是N、kg、 N/kg。
3.方向
重力的方向总是竖直向下。
4.重心
(1)定义:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部
分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
②在不同地点,同一物体的重力随纬度的增加而增大,随海拔高度的

2024年暑假新高一985培优讲义：第11讲重力与弹力含解析

2024年暑假新高一985培优讲义：第11讲重力与弹力含解析第11讲重力与弹力1.理解重力及重心概念，会用二力平衡知识确定重心。

2.知道形变的概念及产生弹力的条件。

3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向。

4.理解胡克定律，并能解决有关问题。

一、重力1.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(3)方向：竖直向下(4)重心：①定义：一个物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。

因此，重心可以看作是物体所受重力的作用点。

①决定重心位置的因素：a.物体的形状；b.物体质量的分布。

2.力的图示和力的示意图(1)力的图示：力可以用有向线段表示。

有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法，叫作力的图示。

(2)力的示意图：只画出力的作用点和方向，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。

二、弹力1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。

2.弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。

3.产生弹力必备的两个条件(1)两物体间相互接触；(2)发生弹性形变。

4.几种常见弹力的方向注意：每个接触面最多只能产生一个弹力。

5.弹力有无的判断方法：根据条件判断，首先看是否接触，其次看是否发生形变。

(1)对形变明显的情况可以直接判断。

(2)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，若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力。

(3)根据物体的运动状态，利用力的平衡条件来进行判定。

三、胡克定律1.弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状的形变。

2.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。

3.胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx。

弹力和重力知识点总结

弹力和重力知识点总结一、弹力的基本原理弹力是一种常见的力，是指在物体形变后具有恢复原状的性质。

简单来说，弹力就是一个物体在受到外力作用后发生变形，当外力去除时，物体会恢复到原来的形态。

弹力的产生与材料的特性有关，比如弹簧、橡胶和金属都具有一定的弹性。

弹力通常有两种类型：弹簧力和压力。

1.弹簧力弹簧力是弹簧受到外力后产生的一种力，它的大小与弹簧的伸长或缩短量成正比。

弹簧力的大小可以用胡克定律来表示：F=kx，其中F表示弹簧的力，k是弹簧的弹性系数，x是弹簧的伸长或缩短量。

胡克定律表明，当弹簧受到外力作用时，弹簧的形变量与外力成正比，而弹簧力的方向始终与形变的方向相反。

2.压力压力是一种在物体内部产生的内力，当物体受到外力作用时，内部的分子间相互作用会产生一个与形变方向相反的内力。

压力是一种非常常见的弹力，比如橡胶弹力、气体的弹力等。

当物体受到外力作用时，内部的分子会进行相对位移，从而产生了一个与外力相对抗的内力。

压力的大小可以用杨氏模量来表示，杨氏模量是一个反映物质弹性的物理量，它可以用来描述物质在受力后的形变特性。

二、重力的基本原理重力是地球对物体的吸引力，是地球所具有的一种天然力。

根据牛顿定律，重力的大小与物体的质量成正比，与物体所处的位置无关。

在牛顿的力学定律中，重力是一个基本的力，它是物体运动的基本原因之一。

重力的大小可以用万有引力定律来表示：F=Gm1m2/r^2，其中F为重力大小，G为万有引力常数，m1和m2为两个质量，r为两个质量之间的距离。

重力的产生是由于物体产生了一个叫做引力场的场，当物体在引力场中时，会受到重力的作用。

引力场是一种物体产生的一种场，它的性质是物体之间的吸引力和排斥力。

重力场是四个基本相互作用中的一个，他是由大质量天体产生的一种场，所有物体在重力场中都会受到引力的作用。

三、弹力和重力的关系在物体受力的过程中，弹力和重力是两种非常重要的力，它们在很多物体运动及工程设计中起着重要的作用。

物体的弹力与重力平衡

物体的弹力与重力平衡1.定义：物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。

2.产生条件：直接接触且发生形变的物体之间。

3.弹力的方向：与物体形变的方向相反。

4.弹力的作用点：作用在物体形变的方向上。

5.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。

6.重力的方向：总是竖直向下。

7.重力的作用点：物体的重心。

8.定义：当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受到的力为平衡力。

9.平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

10.当物体受到地面或支持物的弹力时，若物体处于静止状态或匀速直线运动状态，物体受到的重力与弹力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，这两个力构成一对平衡力。

11.在水平面上，物体受到的弹力与重力平衡，物体对水平面的压力大小等于物体的重力。

五、注意事项1.弹力与重力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

2.平衡力的判断：根据平衡力的条件进行判断。

3.物体对水平面的压力与物体的重力是两个不同的力，但大小相等。

习题及方法：一、判断题（每题4分，共8分）1.物体受到的弹力方向一定与物体的形变方向相反。

（）2.物体受到的重力方向一定与地球的吸引力方向相同。

（）3.物体处于静止状态时，受到的平衡力一定大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

（）4.物体受到的弹力与重力平衡时，物体一定处于水平面上。

（）二、选择题（每题4分，共16分）5.下列哪个力与物体受到的重力方向相反？（）A. 物体对地面的压力B. 物体对支持物的弹力C. 物体对悬挂物的拉力D. 物体对水平面的摩擦力6.一物体放在水平地面上，物体受到的弹力与重力平衡，下列哪个说法是正确的？（）A. 物体对地面的压力等于物体的重力B. 物体对地面的压力等于物体受到的弹力C. 物体对地面的压力等于物体的重力与弹力的和D. 物体对地面的压力等于物体的重力与弹力的差三、填空题（每题4分，共16分）7.物体受到的平衡力必须满足四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在______。

专题06 重力和弹力(解析版)

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题06 重力和弹力特训目标特训内容目标1 重力和重心（1T—4T）目标2 判定弹力有无（5T—8T）目标3 弹力的方向（9T—12T）目标4弹力的大小（13T—16T）一、重力和重心1．2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚前后分开，以胯部为轴，上半身后躺，与地面近乎平行，在舞者缓慢后躺的过程中，下列说法不正确的是（）A．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力B．舞者所受的支持力始终等于舞者的重力C．舞者越向下躺，重心越低D．舞者两脚间距越大，下弯时越稳定【答案】A【详解】A．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，选项A错误，符合题意；B．舞者缓慢后躺，可认为都是平衡状态，则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力，选项B正确，不符合题意；C．舞者越向下躺，整个身体的重心越低，选项C正确，不符合题意；D．舞者两脚间距越大，重心越向下，下弯时越稳定，选项D正确，不符合题意。

故选A。

2．如图所示，浙江某中学学生做化学实验时，水平放置的圆形铁环上放入分液漏斗，两者均处于静止状态，则（）A．分液漏斗受到的重力方向一定指向地心B．圆形铁环对分液漏斗的作用力与底角θ无关C．圆形铁环对分液漏斗的弹力是由分液漏斗形变产生的D．若分液漏斗中溶液不断流出，分液漏斗的重心不断下降【答案】B【详解】A．重力是由地球的吸引而产生的，方向竖直向下，而不一定指向地心，A错误；B．圆形铁环对分液漏斗的作用力与分液漏斗的重力平衡，故圆形铁环对分液漏斗的作用力与底角θ无关，B正确；C．圆形铁环对分液漏斗的弹力是由圆形铁环形变产生的，C错误；D．分液漏斗装满溶液时，重心在几何中心处，溶液不断流出的过程重心下降，当溶液流完后重心又回到球心处，故重心先下降后上升，D错误。

故选B。

3．如图所示，质量为m的小玉坠用一根长为L的不可伸长的轻绳穿过后悬挂于货架水平杆上M、N两点并处于静止状态；如右图所示，现将长度也为L，质量也为m且分布均匀的项链悬挂于M、N两点并处于静止状态，小玉坠的重心和项链的重心到水平杆的距离分别是h1和h2，M点对轻绳和项链的拉力分别是F1和F2，则（）A．h1>h2，F1>F2B．h1<h2，F1>F2C．h1<h2，F1<F2D．h1>h2，F1=F2【答案】A【详解】如题右图中的重力全部集中在玉坠上，重心在玉坠上，图中项链的质量均匀分布于整条项链，其重心一定在最低点的上方，所以玉坠重心到水平杆的距离比项链重心到水平杆的距离大，即h1>h2；对玉坠和项链的受力分析如图1和图2所示，图1中M、N两点对绳子的拉力方向沿着绳子的方向，图2中M、N两点对项链的拉力方向沿着项链的切线方向，图1中M、N两点对绳子拉力的夹角，比图2中M、N两点对项链拉力的夹角大，根据力的合成可知，图1中M 点对绳子的拉力F1比图2中M点对项链的拉力F2要大，即F1>F2。

重力与弹力ppt课件

N/kg，如果把它放在某个行星表面，该行星表面的重力加速度为地球表
面的2倍，则该物体在此行星表面的
D
A.质量为3 kg，所受重力为30 N
B.质量为6 kg，所受重力为60 N
C.质量为6 kg，所受重力为30 N
D.质量为3 kg，所受重力为60 N
4、画出图中静止的各球或杆受到的弹力的示意图。解析：
（1）力的图示（精确描述力） ①大小：线段的长度 ②方向：箭头的方向 ③作用点：箭尾
（2）力的示意图（粗略描述力） ①方向：箭头的方向 ②作用点：箭尾
5N
F
F=20N
二、重力
1.定义：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
2.大小： G=mg
注：（1）G：重力，单位：牛顿，简称牛，符号用N表示。
四、弹力
（5）弹力的方向
①点、面类：弹力垂直于接触面指向受力物体
Ｎ
B
面与面接触
A
点与面接触
点与点接触
四、弹力
②绳的拉力
未受到拉力时
绳子形变方向拉力
绳弹力方向：沿绳而指向绳收缩的方向。
四、弹力 C
四、弹力
③杆的弹力
F
F
mg
mg
杆弹力方向：不一定沿杆，要根据受力情况确定。
弹簧形变方向恢复形变方向
五、胡克定律
3.图像：斜率表示劲度系数k
（1）弹力-弹簧形变量图像
F/N
F2 F1
x/m
x1 x2
F k F2 F1 F
x
x2 x1 x
（2）弹力-弹簧长度图像
F/N
F2 F1
l/m
l0 x1 x2

第1讲重力、弹力

第二章相互作用第1讲重力、弹力课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.认识重力、弹力.2.通过实验，了解胡克定律.重力和重心的理解2022：浙江1月T41.物理观念：理解重力、重心、弹力、弹性形变等概念，增强对力的相互作用观念的认识.2.科学思维：体会等效替代思想在重心中的应用，掌握重力和弹力的基本规律.3.科学探究：运用实验确定重心位置，探究胡克定律.4.科学态度与责任：了解重力和弹力在生产和生活中的应用，体会物理学与生产、生活的紧密联系.弹力的分析与计算2023：山东T2，江苏T7，浙江1月T2；2022：上海T2；2019：全国ⅢT16命题分析预测重力、弹力的分析是受力分析的基础，单独考查时为选择题形式，涉及重心的理解、弹力方向的判断和弹力的大小计算等，对弹力的考查常结合平衡条件进行.预计2025年高考单独考查本部分内容较少，可能会综合平衡条件考查弹力的分析与计算以及力的合成与分解.考点1 重力和重心的理解1.重力重力{产生：由于[1] 地球的吸引而使物体受到的力三要素{大小：G ＝[2] mg ，g 与物体在地球上的位置有关，通常取9.8m /s 2方向:[3] 竖直向下作用点:[4] 重心注意：（1）重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力.（2）重力大小可用[5] 弹簧测力计测量.2.重心（1）定义：物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心.重心不是重力的真实作用点，而是重力的等效作用点.（2）重心位置的确定①其位置与物体的[6]质量分布和[7]几何形状有关.②质量分布均匀的规则物体的重心在其[8]几何中心.③不规则薄板形物体重心的确定方法：[9]悬挂法.重心不是物体上最重的一点，重心的位置不一定在物体上.观察载重汽车的重力和重心的图示，判断下列说法的正误.（1）汽车的重力就是地球对汽车的吸引力.（✕）（2）汽车的重力的方向总是垂直向下的.（✕）（3）汽车的重力总是指向地心.（✕）（4）重力加速度g的大小与汽车在地球表面的位置有关.（√）（5）汽车的重心是汽车上最重的部分.（✕）（6）汽车的重心一定在汽车上.（✕）（7）汽车重心的位置与汽车的形状和质量分布无关.（✕）（8）力是使汽车运动的原因.（✕）（9）汽车各部分都受重力作用，但可以认为各部分所受重力集中于一点.（√）1.[重力的理解]关于重力，以下说法正确的是（B）A.物体只有静止时才受重力作用B.重力的方向就是物体自由下落的方向C.同一物体在赤道上所受重力最大D.重力的大小总等于弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小解析物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向竖直向下，其方向就是物体自由下落的方向，B正确；赤道上重力加速度最小，因此地面上的同一物体在赤道上所受重力最小，C错误；重力的大小不总等于弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小，只有在物体处于静止或匀速直线运动状态时二者大小才相等，D错误.2.[重心位置的确定/2023江苏海门实验中学阶段练习]在空易拉罐中注入少量的水后，将易拉罐倾斜放置在水平桌面上，结果易拉罐“倾而不倒”，如图所示.下列说法正确的是（B）A.注水后，易拉罐的重心位置升高了B.易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上C.若将注水后的易拉罐水平放置，则其重心位置不变D.若将空易拉罐压瘪，则其重心位置不变解析注水后，易拉罐下部的质量变大，重心下移，故A错误；易拉罐受到的重力（方向竖直向下）与桌面对它的支持力大小相等、方向相反，因此易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上，故B正确；将注水后的易拉罐水平放置，易拉罐里的水质量分布改变，其重心位置改变，故C错误；将空易拉罐压瘪后，易拉罐的形状改变，其重心位置改变，故D错误.3.[重心的影响因素/2022浙江1月]如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（D）A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流对桶撞击力的大小D.水桶与水整体的重心高低解析当桶中水增多时，水桶和水的重心变化，当重心变化到某一位置时，水桶会翻转，所以决定桶能否翻转的主要因素是水桶和水整体重心的高低，与自身重力、出水量和撞击力等无必然联系，故D正确，A、B、C错误.考点2弹力的分析与计算1.形变2.弹力3.胡克定律拓展（1）弹力产生的过程（2）弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是跟施力物体接触并使施力物体发生形变的物体.如图所示，健身拉力器是一种很简单且容易获得的健身器材.拉力器能够锻炼的部位有很多：可以练肩部，练手臂，练胸，练腿，练背等.（1）地面对健身爱好者的支持力是由于健身爱好者的脚发生了形变.（✕）（2）弹簧拉伸时，健身爱好者的手与健身拉力器间一定有弹力.（√）（3）健身拉力器中的弹簧，其形变量越大，劲度系数越大.（✕）（4）健身拉力器中的弹簧，其劲度系数是由弹簧自身性质决定的.（√）（5）F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度.（✕）命题点1弹力有无的判断4.如图所示，下列各图中的物体A均处于静止状态，关于物体A是否受到弹力作用的说法不正确的是（A）A.图甲中地面是光滑水平的，物体A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，两斜面对物体A均有力的作用C.图丙中地面光滑且水平，物体A与竖直墙壁之间有力的作用D.图丁中物体A受到斜面B对它的支持力的作用解析状态法：图甲中的物体A受重力和地面支持力的作用，二力平衡，物体A静止，不可能再受到物体B对A的弹力的作用，故A错误.假设法：图乙中若去掉左侧的斜面，物体A将运动，去掉右侧的斜面，物体A也将运动，所以两斜面对物体A均有力的作用，故B 正确.状态法：图丙中由二力平衡知外力F与竖直墙壁对物体A的作用力平衡，墙壁对物体A有力的作用，故C正确.条件法：图丁中由弹力产生的条件可知，物体A与B接触且挤压，二者之间有弹力的作用，故D正确.方法点拨弹力有无的判断方法命题点2弹力方向的判断5.[弹力方向的判断]建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上，现工人将另一根木头P搁在上面，便于将木头P锯断，如图所示.关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向，下列哪个图是正确的（C）解析在M点，地面对木头P的支持力垂直地面向上；在N点，木头受弹力方向垂直接触面斜向上.故选C.6.[受力分析图]画出下图中物体A受力的示意图（各接触面均光滑）.（1）（2）（3）（4）答案如图所示方法点拨弹力方向的确定命题点3 弹力的大小7.[胡克定律的应用/2023山东]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300g ，相邻两盘间距1.0cm ，重力加速度大小取10m/s 2.弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（ B ）A.10N/mB.100N/mC.200N/mD.300N/m解析取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，说明一个盘子的重力可以使弹簧发生的形变量等于相邻的两盘间距，则有mg ＝3kx ，解得k ＝100N/m ，B 正确. 方法点拨弹力大小的计算根据胡克定律求解根据力的平衡条件求解根据牛顿第二定律求解适用于弹簧（橡皮筋等）弹力的计算，注意单位的换算以及图像法的应用适用于物体处于平衡状态的情况，一般利用正交分解法，由平衡方程确定弹力的大小适用于物体有加速度的情况，由F 合＝ma 结合具体情境确定弹力的大小命题点4 弹簧的串、并联问题8.[弹簧的串联问题]两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在墙上，如图所示.开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧，已知a 弹簧的伸长量为L ，则（ B ）A.b 弹簧的伸长量为LB.b弹簧的伸长量为k 1Lk2C.P端向右移动的距离为2LD.P端向右移动的距离为（1＋k2k1）L解析两根轻弹簧串联，两弹簧产生的弹力大小相等，根据胡克定律F＝kx得k1L＝k2x b，则b弹簧的伸长量x b＝k1Lk2，故A错误，B正确；开始时a、b两弹簧均处于原长状态，则P端向右移动的距离s等于两根弹簧伸长量之和，即s＝L＋x b＝（1＋k1k2）L，故C、D错误. 方法点拨弹簧串联在一起使用时，每根弹簧的弹力相等，均等于外界施加的力的大小，每根弹簧的伸长量x与其劲度系数k成反比.9.[弹簧的并联问题/多选]如图所示是锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度为40cm，某人用600N的力把它们拉长至1.6m，则（BC）A.人的每只手受到拉力器的拉力大小为300NB.每根弹簧产生的弹力大小为150NC.每根弹簧的劲度系数为125N/mD.每根弹簧的劲度系数为500N/m解析由题意，根据力的相互性知，人的每只手受到拉力器的拉力大小为600N，故A错误；由于四根弹簧并联，每根弹簧受到的拉力相等，故每根弹簧产生的弹力大小均为150N，B正确；每根弹簧的伸长量为x＝1.6m－0.4m＝1.2m，每根弹簧产生的弹力大小F＝150N，则由胡克定律F＝kx得，每根弹簧的劲度系数k＝Fx＝125N/m，故C正确，D错误.方法点拨当弹簧并联使用时，各弹簧的弹力大小之和等于总弹力，要仔细分析每根弹簧受到的力，再根据胡克定律计算弹簧的伸长量.轻绳、轻杆、轻弹簧模型轻绳轻杆轻弹簧图示受外力作用时形变的种类拉伸形变拉伸形变、压缩形变、弯曲形变拉伸形变、压缩形变受外力作用时形变量大小微小，可忽略微小，可忽略较大，不可忽略弹力方向沿着绳，指向绳收缩的方向既能沿着杆，也可以跟杆成任意角度沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向弹性绳受外力时可以拉伸，不能压缩，弹力方向沿着绳指向绳收缩的方向.1.[绳和弹簧的弹力/多选]如图所示，A、B两物体的重力分别是G A＝3N，G B＝4N.A用细线悬挂在顶板上，B放在水平地面上，A、B间有一劲度系数为k＝200N/m的轻质弹簧，弹簧的形变量为1cm，则细线中的张力T及B对地面的压力F N的可能值分别是（BC）A.7N和1NB.5N和2NC.1N和6ND.2N和5N解析此处弹簧的弹力可能是拉伸形变产生的，也可能是压缩形变产生的.弹簧的弹力若为拉伸形变产生的，以A为研究对象，设弹簧弹力大小为F，则F＝kx＝2N，根据平衡条件有G A＋F＝T1，得T1＝5N；以B为研究对象，有G B＝F'N1＋F，F'N1＝F N1，得F N1＝2N，选项B正确.若弹簧的弹力为压缩形变产生的，同理可得T2＝1N，F N2＝6N，选项C正确.2.[杆的弹力/多选]如图所示为位于水平面上的小车，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.现使小车以加速度a向右做匀加速运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（CD）A.杆对小球的弹力竖直向上B.杆对小球的弹力沿杆向上C.杆对小球的弹力大小可能为mgcosθD.杆对小球的弹力大小为F＝√（mg）2＋（ma）2解析设杆对小球的弹力F在竖直方向的分力为F y，水平方向的分力为F x，由牛顿第二定律可知，F y＝mg，F x＝ma，F＝√（mg）2＋（ma）2，当mamg＝tanθ时，即a＝g tan θ时，杆对球的弹力沿杆向上，此时F＝mgcosθ，综上所述，A、B错误，C、D正确.1.[情境创新/2024四川成都开学考]如图所示，共享单车作为一种低碳环保的交通工具，正在快速地改变着我们的生活方式，大幅提高城市运作效率.下列说法错误的是（D）A.共享单车所受重力的方向不一定指向地心B.水平地面对共享单车的支持力方向竖直向上C.共享单车对地面的压力是由于轮胎发生形变产生的D.共享单车后轮所受摩擦力总是阻碍共享单车的运动解析除在地球两极和赤道外，共享单车所受重力的方向不指向地心，选项A正确；水平地面对共享单车的支持力方向竖直向上，选项B正确；共享单车对地面的压力是由于轮胎发生形变产生的，选项C正确；骑行者踩脚踏板的过程中，共享单车后轮所受摩擦力向前，助力共享单车的运动，选项D错误.此题选择错误选项，因此选D.2.[传统文化/多选]在仰韶文化时期有一款“虚则欹、中则正、满则覆”的尖底瓶，它是古人对重心知识的巧妙应用.下面有关重力与重心的说法正确的是（BC）A.瓶的重心是重力的作用点，若瓶挖去重心就不受重力B.如果把瓶由西安搬到广州，瓶所受重力会发生改变C.瓶和水整体的重心位置会随瓶盛水的多少而发生改变D.瓶所受重力与瓶的运动状态有关解析瓶的重心是重力的等效作用点，并不是质量集中在重心，所以无法挖去重心，瓶挖去重心就不受重力的说法是错误的，A错误；重力加速度大小与地理位置有关，根据G＝mg知，瓶所受重力会发生改变，B正确；物体的重心位置与物体的形状和质量分布有关，所以瓶和水整体的重心位置会随瓶盛水的多少而发生改变，C正确；瓶所受重力与瓶的运动状态无关，D错误.3.如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（D）A.大小为2N，方向平行于斜面向上B.大小为1N，方向平行于斜面向上C.大小为2N，方向垂直于斜面向上D.大小为2N，方向竖直向上解析小球在重力和弹性杆的支持力（弹力）的作用下处于静止状态，由二力平衡可知，弹性杆对小球的弹力与小球的重力等大、反向，故D正确.4.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角度的细绳拴接一小球.当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是（D）A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力的作用D.细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用解析当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，细绳的拉力F T＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，细绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确.5.[多选]如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是（ABC）A BC D解析A选项中A球受到两个支持力，这两个支持力都与接触面垂直，即通过球心，A正确；B选项中A球只受到水平面的弹力F1，右侧的球对A没有弹力，否则A球将向左运动，B正确；C选项中A球受到墙的弹力F1，方向垂直于墙壁向右，斜面的支持力F2，方向垂直于斜面向上，C正确；D选项中F2方向应指向球心，D错误.6.[2024福建厦门一中阶段练习]某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上，则该运动员（C）A.受到的支持力是由于脚掌形变产生的B.对水平地面的压力就是重力C.受到的支持力和重力是一对平衡力D.一定受到摩擦力解析运动员受到的支持力是由于水平地面的形变产生的，选项A错误.运动员对水平地面的压力是运动员对水平地面的挤压，施力物体是人，受力物体是水平地面；运动员受到的重力是地球对运动员的作用力，施力物体是地球，受力物体是人，所以运动员对水平地面的压力不是重力，选项B错误.运动员受到的支持力和重力大小相等，方向相反，是一对平衡力，选项C正确.运动员以题图所示的姿势蹲在水平地面上，处于平衡状态，在水平方向没有相对运动，也没有相对运动的趋势，因此不受摩擦力的作用，选项D错误.7.[多选]如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图像，如图乙所示.下列说法正确的是（BCD）A.弹簧长度为5cm时，弹力为10NB.弹簧长度变化5cm，弹力变化10NC.该弹簧劲度系数是200N/mD.该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变解析由题意可得，弹簧形变量变化5cm时，弹力变化10N，故A错误，B正确；由题意可得，劲度系数为k＝10N0.05m＝200N/m，故C正确；弹簧劲度系数与受力方向无关，故D正确.8.[2024广东茂名一中阶段练习]脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳和把手组成，可以做到手脚配合，锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位，深受健身人士的喜爱.如图所示，女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器，当每只手的拉力大小均为120N时，两根弹性绳均比原长伸长了30cm.弹性绳的弹力与伸长量成正比，且未超过弹性限度，不计把手和弹性绳的重力，下列说法正确的是（B）A.把手对弹性绳的拉力是由于弹性绳发生形变产生的B.弹性绳的劲度系数为400N/mC.弹性绳的劲度系数为800N/mD.若每只手的拉力大小改为80N，则每根弹性绳的长度均为20cm解析把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的，A错误；根据胡克定律可得弹性绳的劲度系数k＝FΔx ＝1200.3N/m＝400N/m，B正确，C错误；弹性绳原长度未知，若每只手的拉力大小改为80N，弹性绳长度无法求出，D错误.9.[回归教材/2024北京一零一中学阶段练习]如图所示，北京首钢自由式滑雪大跳台由助滑道、起跳台、着陆坡和停止坡组成.运动员在完成一次跳台的过程中，下列说法正确的是（A）A.助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心B.起跳时跳台对运动员的支持力是运动员形变产生的C.起跳后运动员在完成空中动作时运动员可看作质点D.停止蹬地运动员就会缓慢停下，在缓慢停下的过程中运动员与滑雪板间的摩擦力是滑动摩擦力解析为了在助滑阶段末端获得较大的初速度，助滑时运动员两腿需要尽量深蹲，降低重心，减小与空气的正对面积，尽量减小空气阻力的影响，故A正确；起跳时跳台对运动员的支持力是跳台形变产生的，故B错误；研究起跳后运动员在完成空中动作时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能忽略，此时运动员不能看作质点，故C错误；停止蹬地运动员就会缓慢停下，在缓慢停下的过程中运动员与滑雪板间保持相对静止，运动员与滑雪板间的摩擦力是静摩擦力，故D错误.10.[斜面上的弹簧＋球模型]如图所示为一种倾斜放置的装取台球的装置.每个台球的质量均为m，半径为R，圆筒直径略大于台球的直径，圆筒底部有一劲度系数为k的轻质弹簧.当将筒口处台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置.忽略球与筒间的摩擦力，重力加速度为g.则圆筒与水平面之间的夹角θ应满足（B）A.sinθ＝kRmg B.sinθ＝2kRmgC.cosθ＝kRmg D.cosθ＝2kRmg解析弹簧的弹力为ΔF＝kΔx，沿圆筒方向，由受力平衡有mg sin θ＝k·2R，则sin θ＝2kRmg，故B正确.11.[2024广东深圳模拟]如图所示，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长状态.若把质量为m的物体换成质量为2m的物体（弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，重力加速度为g，则x为（A）A.mgk1＋k2B.k1k2mg（k1＋k2）C.2mgk1＋k2D.k1k22mg（k1＋k2）解析当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为x1＝mgk1，当物体的质量变为2m时，由胡克定律和平衡条件得k2x＋k1（x1＋x）＝2mg，联立解得x＝mgk1＋k2，选项A正确.12.[设问创新]一把正常使用的自动雨伞如图所示，关于其中弹簧的状态，下列说法正确的是（A）A.无论雨伞收起还是打开，弹簧都受到压力B.无论雨伞收起还是打开，弹簧都受到拉力C.雨伞打开时，弹簧受到压力；雨伞收起时，弹簧受到拉力D.雨伞打开时，弹簧受到拉力；雨伞收起时，弹簧受到压力解析弹簧处于伞柄的支架上，支架两个套筒中间夹着一个始终压缩的弹簧，弹簧的劲度系数较大，原理是利用压缩弹簧来改变三角形一边的长度，从而达到改变支架与伞柄之间角度的目的.当自动雨伞收起时，要使AM、BM间的夹角减小，应压缩弹簧，当角度为零时，弹簧仍处于压缩状态；当自动雨伞打开时，弹簧也处于压缩状态，即打开时弹簧也受到压力，故A正确，B、C、D错误.13.[弹性绳的弹力/多选]口罩是一种卫生用品，一般戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气.为了佩戴舒适，口罩两边的弹性绳的劲度系数比较小，某同学将弹性绳拆下，当弹性绳下端悬挂一块橡皮擦时，弹性绳的长度为30cm，悬挂两块相同的橡皮擦时，弹性绳的长度为40cm，如图所示.当弹性绳下端悬挂一支笔时，弹性绳的长度为35cm.若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内，不计弹性绳受到的重力.则下列说法正确的是（ACD）A.弹性绳的原长为20cmB.弹性绳的劲度系数为10N/mC.一支笔受到的重力是一块橡皮擦受到的重力的1.5倍D.将一块橡皮擦和一支笔一起悬挂在弹性绳下端时，弹性绳的长度为45cm解析设弹性绳原长为L0（cm），劲度系数为k，橡皮擦重力为G1，笔的重力为G2，由胡克定律可知G1＝k（30－L0）×10－2（N），2G1＝k（40－L0）×10－2（N），G2＝k（35－L0）×10－2（N），联立解得L0＝20cm，G2＝1.5G1，根据已知条件无法计算k，A、C正确，B错误；将一块橡皮擦和一支笔一起悬挂在弹性绳下端时，由胡克定律可知G1＋G2＝k（x－L0）×10－2（N），解得x＝45cm，故D正确.。

高考物理力学专题复习重力和弹力的理解和分析

引申： • 上面的结果还可以让我们分析出悬线的长度发生变化时对两个弹力大小的影响，而这是分析三力动态平衡问题的一个基本途径。
谢谢！
例2：如右图1所示，将一个重为G的球挂靠在竖直光滑墙上处于静止状态，悬线与墙面的夹角为 θ，试分析球受到的弹力大小。
分析与解答
本题属于典型的三力静态平衡问题，如图2所示，小球受重力 G 、墙面的支持力 FN、悬线的拉力 FT，墙面支持力和悬线拉力的合力与重力是一对平衡力，即 G=Gˊ ……① 根据图2中的几何关系有 FN/ Gˊ=tgθ ……② Gˊ/FT =cosθ……③ 联立①②③可求得球受到的两个弹力大小分别为 FN = Gtgθ、FT = G /cosθ。
• 例1、下面关于重力、重心的说法中正确的是（） • A．风筝升空后，越升越高，其重心也升高 • B ．质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上 • C ．舞蹈演员在做各种优美动作的时，其重心位置不断变化 • D．重力的方向总是垂直于地面
分析与答案
• 实际上，一个物体的各个部分都受到重力，重心只是从宏观上研究重力对物体的作用效果时而引入的一个等效概念，重心是指一个点（重力的作用点）。因此，重心的具体位置应该由物体的形状和质量分布决定，只要物体的形状和质量分布不变，重心与物体的空间位置关系就不变。重心可能在物体外，也可能在物体内，对具有规则几何形状质量均匀分布的物体，重心在物体的几何中心上。物体位置升高，其重心也跟着升高，因此，选项A、C正确，选项B错误。
高考物理力学专题复习
重力和弹力的理解和分析
Байду номын сангаас言
• 力学是整个高中物理的基础，高考物理的复习应该并且最好从力学部分开始，本节课我们首先复习重力和弹力，重点加深对这两种力的理解和分析。摩擦力由于较为复杂，后续单独复习。

重力与弹力课件

2．质量均匀的钢管，一端支在光滑水平地面上，另一端被竖直悬挂着如下图，钢管受到几个力的作用？各个力的施力物体是什么？画出钢管受力示意图。
答：钢管受到三个力的作用：重力 G，支持力 N，拉力 F ；重力 G 的施力物体是地球，支持力 N 的施力物体是地面，拉力 F 的施力物体是细绳。受力示面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
2.产生原因: 是由于地球的吸引。
注意： (1)不能说重力就是地球对物体的吸引力（G≤F引） (2)地球上一切物体都受重力作用，物体所受重力的施力物体是地球 (3)物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小、是否接触无关
如图，绳对物体竖直向上的拉力大小为100N，用力的图示法表示拉力。
F
F
..
粗略表示
力的示意图只要从力的作用点沿力的方向画一线段标上箭头即可。
1．举出实例来说明：（1）力能够改变物体的运动状态或使物体发生形变。（2）每一个力都有一个施力物体和一个受力物体。
答：（1）杯子从桌子上掉落，在重力的作用下运动得越来越快；蹦床在人的压力作用下，向下凹；像皮筋在力的作用下伸长；（2）人坐在凳子上，人对凳子有压力，这个力人是施力物体，凳子是受力物体；
② 改变物体的运动状态 3. 力的性质：① 不能离开物体单独存在（物质性）
② 力的作用是相互的（相互性）
➢ 判断：
1. “疾风知劲草” 中的“草”受到了力，但这个力没有施力物体。✘ 2. 歹徒一拳向公安人员打来，但是没有打着，这个力没有受力物体。 ✘
3. 孤掌难鸣。✔
施力物体受力物体
力
1. 力的概念：物体对物体的作用 2. 作用效果：① 使物体发生形变
3.1 重力与弹力

高中物理《相互作用力—重力与弹力》

这个规律叫作胡克定律。式中 k 为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，
符号 N/m 。
1．重力
（1）重力的产生原因
（2）重力的方向
（3）重力的作用点
2．弹力
（1）弹力的产生原因
（2）弹力的方向
（3）弹力的作用点
3．胡克定律
1．举出实例来说明：
（1）力能够改变物体的运动状态或使物体发生形变。
（2）每一个力都有一个施力物体和一个受力物体。
图 3.1-1 形状规则的物体的重心
它的几何中心；
3．形状不规则的物体，其重心的位置与其质量
分布有关。可以利用二力平衡的知识来确定物
图 3.1-2
体的重心；
4．物体的重心可能在物体上也可能在物体外。
图 3.1-3 确定薄板的重心
重心的意识
图中的叉车为什么会翻车？
重心ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ意识
图中为什么小孩站上去后柜子会倒？
演示
在桌面上放置两个平面镜 M 和 N ，让一束光依次被这两镜面反射，最后
射到墙上，形成一个光点。按压两镜之间的桌面，观察光点的位置变化。
思考：还有什么方法可以观察到力的作用下
微小的形变呢？
图 3.1-6 观察微小形变示意图
弹力
物体在力的作用下发生形变，撤去力后要回复原状，如图 3.1-7 ，弹簧要
注意：不能说地球的吸引力就是重力
2．重力的施力物体是地球；
3．力的单位是牛顿，简称牛，符号N ；
4．物体受到的重力与物体质量的关系是：G＝mg ；
5．重力加速度 g 的单位既可以是 N/kg 也可以是 m/s2；
1 N/kg＝1 m/s2
重力的方向
1．重力的方向为竖直向下；

物理知识点重力和弹力的力分析

物理知识点重力和弹力的力分析重力和弹力是物理学中两个重要的力概念。

本文将就重力和弹力的定义、计算公式以及力的作用方向进行详细的解析。

1. 重力的力分析重力是地球或其他天体对物体所施加的吸引力。

根据万有引力定律，物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离平方成反比。

重力的计算公式如下：F =G * (m1 * m2) / r^2其中，F代表两物体之间的引力大小，G是万有引力常量，m1和m2分别是两个物体的质量，r是它们之间的距离。

重力的方向始终指向物体的中心。

在地球表面上，重力的方向垂直向下，所以物体会受到向下的重力作用。

重力还决定了物体的重量，重量等于物体质量乘以重力加速度。

2. 弹力的力分析弹力是指当物体发生形变时，由于恢复力的作用而产生的力。

弹力的大小与物体发生形变的程度成正比。

常见的例子有弹簧的形变和桌球的撞击。

弹力的计算公式如下：F = k * x其中，F代表弹力大小，k是弹簧常数，x表示形变的程度。

弹力的方向始终与形变方向相反。

当物体受到压缩时，弹力方向指向物体的内部；当物体受到拉伸时，弹力方向指向物体的外部。

3. 重力和弹力的力分析示例下面以一个例子，进一步分析重力和弹力的力作用。

假设有一个质量为1千克的物体静止在水平桌面上。

首先，重力向下作用于物体，大小为9.8牛顿。

桌面通过弹力抵消了物体所受的重力，使物体保持静止。

当我们将物体抬起一段距离，并突然松手时，物体就会受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用。

在物体下落的过程中，重力会逐渐增大，而弹力则保持不变。

当物体到达弹簧的平衡位置时，重力和弹力大小相等，物体将停止下落。

此时，弹力和重力的大小都为9.8牛顿，指向相反的方向。

总结：重力是由于质量所产生的吸引力，方向指向物体的中心。

引力的计算公式为F = G * (m1 * m2) / r^2。

弹力是由形变所产生的恢复力，方向与形变方向相反。

弹力的计算公式为F = k * x。

物体在受到重力和弹力作用时会产生不同的运动状态，理解重力和弹力的力分析对于解释物体运动非常重要。

重力与弹力的平衡分析