2018年高考物理复习第1课时 重力 弹力

1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ2．形变、弹性、胡克定律Ⅰ3．矢量和标量Ⅰ4．力的合成和分解Ⅱ5．共点力的平衡Ⅱ实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则1．三种常见的力，特别是弹力和摩擦力的有无、方向判定及大小计算．2．胡克定律及其应用3．力的合成与分解，合力与分力的关系，共点力的平衡．4．物体的受力分析、共点力平衡中的动态问题、极值与临界问题．5．本章的知识、规律及方法常与牛顿运动定律、能量以及电磁学等知识相结合命题．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)g的特点．①在地球上同一地点g值是一个不变的常数．②g值随着纬度的增大而增大．③g值随着高度的增大而减小．(4)方向：竖直向下．(5)重心．①相关因素：物体的几何形状；物体的质量分布．②位置确定：质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定．2．弹力(1)形变：物体形状或体积的变化叫形变．(2)弹力：①定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用．②产生条件：物体相互接触；物体发生弹性形变．(3)胡克定律：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．1．重力就是地球对物体的吸引力．(×)2．物体的重心不一定在物体上．(√)3．物体所受弹力的方向与受力物体的形变方向相反．(×)4．绳对物体的拉力总是竖直向上．(×)5．杆的弹力不一定沿杆. (√)1．(多选)(2016·邯郸模拟)力是物体间的相互作用，下列有关力的图示及表述正确的是()解析：由于在不同纬度处重力加速度g不同，旅客所受重力不同，故对飞机的压力不同，A错误；充足气的篮球平衡时，篮球壳对内部气体有压力作用，即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力，故B正确；书对桌子的压力作用在桌子上，箭尾应位于桌面上，故C错误；平地上匀速行驶的汽车，其主动轮受到地面的摩擦力是其前进的动力，地面对其从动轮的摩擦力是阻力，汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进，故D正确．答案：BD2．下列关于重力和重心的说法正确的是()A．物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B．物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力C．用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上解析：重力是由地球吸引产生的，是所受引力的一个分力，两者一般不等，A错误；压力和重力是两种性质不同的力，B错误；由平衡条件知，细线拉力和重力平衡，重心在重力作用线上，C错误；重心跟物体的形状、质量分布有关，是重力的等效作用点，但不一定在物体上．如折弯成直角的均匀直杆，D错误．答案：C3．(2016·延安模拟)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为F N，OP与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是()A．F＝mgtan θB．F＝mg tan θC．F N＝mgtan θD．F N＝mg tan θ解析：对滑块进行受力分析如图，滑块受到重力mg、支持力F N、水平推力F三个力作用．由共点力的平衡条件知，F与mg的合力F′与F N等大、反向．由几何关系可知F、mg和合力F′构成直角三角形，解直角三角形可求得：F＝mgtan θ，F N＝F′＝mgsin θ.所以正确选项为A.答案：A4．一根轻质弹簧，当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时，长度为L1；当它下端固定在水平地面上，上端压一重为G的物体时，其长度为L2，则它的劲度系数是()A.GL1 B.GL2C.GL1－L2D.2G L1－L2解析：设弹簧原长为L0，由胡克定律知，G＝k(L1－L0)，G＝k(L0－L2)，联立可得k＝2GL1－L2，D对．答案：D一、单项选择题1．关于力的概念，下列说法中正确的是()A．因为力是物体对物体的作用，所以力与物体是相互依存的B．对于受多个力的物体，可以同时找到几个施力物体C．放在桌面上的书本受到桌面对它向上的弹力，这是由书本发生微小形变而产生的D．压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力，等弹簧被压缩一段距离后才反过来给手一个弹力解析：力依存于物体，而物体不依存于力，选项A错误；一个物体同时受到多个力的作用时，该物体是受力物体，而每个力对应一个施力物体，选项B正确；弹力是施力物体发生弹性形变而对受力物体的作用力，书本受到的弹力是由桌面发生微小形变而对书本产生的力，选项C错误；压缩弹簧时，手给弹簧的压力与弹簧给手的弹力是一对作用力和反作用力，它们同时产生，选项D错误．答案：B2．关于物体受到的重力，下列说法中正确的是()A．在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用B．物体只有落向地面时才受到重力作用C．将物体竖直向上抛出，物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小D．物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关解析：物体受到的重力是由于地球对物体的吸引而产生的，不管物体静止还是运动，也不管物体是上升还是下降，一切物体都受重力作用．在“天上”绕地球飞行的人造卫星也要受重力作用，故选项A、B错误；重力大小与物体的质量有关，与运动状态无关，选项C 错误，D正确．答案：D3．(2017·大连模拟)一根很轻的弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为4.0 cm时，弹簧的弹力大小为8.0 N；当它的压缩量为1.0 cm 时，该弹簧的弹力大小为()A．2.0 N B．4.0 NC．6.0 N D．8.0 N解析：F1＝kx1，F2＝kx2，代入x1＝4.0 cm，F1＝8.0 N，x2＝1.0 cm，可解得F2＝2.0 N，选项A正确．答案：A4．(2017·衡水模拟)如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(取g＝9.8 m/s2)，下列说法正确的是()A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上解析：物体的重力沿斜面方向的分力大小和绳子的拉力相等，所以斜面对物体的摩擦力大小为零，选项A正确，B错误；斜面对物体的支持力F N＝mg cos 30°＝4.9 3 N，方向垂直斜面向上，选项C、D 错误．答案：A5．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接．下列说法正确的是()A．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙B．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁C．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙D．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁解析：如果杆端受拉力作用，则可用等长的轻绳代替，若杆端受到沿杆的压力作用，则杆不可用等长的轻绳代替，图甲、丙、丁中的AB杆受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C、D均错误，只有B正确．答案：B6．(2016·济南模拟)如图所示，两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两小球用长为2L的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动．则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)()A.mg2 B ．mg C.33F D ．F 解析：根据题意可知：两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形，每个小球所受的拉力大小为F ′，对结点进行受力分析，根据平衡条件可得，F ＝2F ′cos 30°＝2mg ，解得小球所受拉力F ′＝3F 3＝233mg ，只有C 正确．答案：C二、多项选择题7．在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的情况就是一个实例．当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是( )A ．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力解析：发生相互作用的物体均要发生形变，故A错误；发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，B 正确；在最低点，跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，C错误，D正确．答案：BD8．(2017·衡阳模拟)如图所示，一倾角为α的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()A．球一定受墙的弹力且水平向左B．球可能受墙的弹力且水平向左C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上解析：F大小合适时，球可以静止在无墙的斜面上，F增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力，故A错误，B正确；而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落，故C 正确，D 错误．答案：BC9．(2016·黄冈模拟)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．开始时两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( )A ．b 弹簧的伸长量也为LB ．b 弹簧的伸长量为k 1Lk 2C ．P 端向右移动的距离为2LD ．P 端向右移动的距离为⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋k 1k 2L 解析：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，两弹簧中的弹力相等，k 1L ＝k 2x ，解得b 弹簧的伸长量为x ＝k 1Lk 2，选项A 错误，B 正确；P 端向右移动的距离为L ＋x ＝⎝⎛⎭⎪⎫1＋k 1k 2L ，选项C 错误，D 正确．答案：BD三、非选择题10．(2016·榆林模拟)如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30 kg，人的质量M＝50 kg，g取10 m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆BC和绳AB所受力的大小．解析：(1)因匀速提起重物，则F T＝mg，故绳对人的拉力也为mg，所以地面对人的支持力为：F N＝Mg－mg＝(50－30)×10 N＝200 N，方向竖直向上．(2)定滑轮对B点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对B点的弹力方向沿杆的方向，如图所示，由共点力平衡条件得：F AB＝2mg tan 30°＝2×30×10×33N＝200 3 N，F BC＝2mgcos 30°＝2×30×1032N＝400 3 N.答案：(1)200 N(2)400 3 N200 3 N11．(2017·聊城模拟)如图所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态．求：(1)这时两弹簧的总长；(2)若有一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力．解析：(1)设上面弹簧受到的弹力为F1，伸长量为Δx1，下面弹簧受到的弹力为F2，伸长量为Δx2，由物体的平衡及胡克定律有F1＝(m1＋m 2)g ＝k 1Δx 1，Δx 1＝（m 1＋m 2）g k 1，F 2＝m 2g ＝k 2Δx 2，Δx 2＝m 2g k 2.所以总长为L ＝L 1＋L 2＋Δx 1＋Δx 2＝L 1＋L 2＋（m 1＋m 2）g k 1＋m 2gk 2.(2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，必须是上面弹簧伸长Δx ，下面弹簧缩短Δx .对m 2∶F N ＝k 2Δx ＋m 2g ， 对m 1∶m 1g ＝k 1Δx ＋k 2Δx . 解得：F N ＝m 2g ＋k 2k 1＋k 2m 1g .根据牛顿第三定律知F N ′＝F N ＝m 2g ＋k 2k 1＋k 2m 1g .答案：(1)L 1＋L 2＋（m 1＋m 2）g k 1＋m 2gk 2(2)m 2g ＋k 2k 1＋k 2m 1g。