1-0高三物理总复习 力 重力 弹力
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三、弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对 跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。
1.产生条件:直接接触、相互挤压(或发生形变).
2.方向:弹力的方向与形变的方向相反,作用在迫 使物体发生形变的物体上 .
(一)弹力有无判断 弹力产生的条件是“接触且有弹性形变”。若物 体间虽然有接触但无拉伸或挤压,则无弹力产生。 在许多情况下由于物体的形变很小,难于观察到, 这给判断弹力是否存在带来困难。可用以下方法解 决。 1、拆除法(反证法) 即解除所研究处的接触,看物体的运动状态是否改变。 若不变,则说明无弹力;若改变,则说明有弹力。
说明:性质不同的力可能有相同的效果,效果不同的 力也可能是性质相同的。
4.力的作用效果:
(1)静力效果:使物体发生形变; (2)动力效果:使物体的运动状态改变(改变速 度)。 瞬时效应:产生加速度——牛顿第二定律
时间上的积累效应:改变物体的动量——冲量、动 量定理
空间上的积累效应:改变物体的动能——功、动能 定理
答案:(①mg,竖直向上;②
例8. 原长为16cm的轻质弹簧,当甲、乙两人同时 用100N的力由两端反向拉时,弹簧长度变为18cm; 若将弹簧一端固定在墙上,另一端由甲一人用 200N的拉,这时弹簧长度变为 ___________cm, 此弹簧的劲度系数为 ___________ N/m.
析与解:由胡克定律可知100:200 = (18—16):(l —16),解得l = 20cm.由胡克定律可弹簧劲度系数k = F 200 100 = N/m = 5×103N/m. x 2
④力的独立性:一个力作用于物体上产生的效果 与这个物体是否同时受其它力作用无关。
3.力的分类:
(1)根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、 分子力、磁场力、核力等; (2)根据力的效果命名:如拉力、压力、支持力、 动力、阻力、向心力、回复力等.
(3)按研究对象分: 内力—— 研究对象内部各部分间 的相互作用力,它对研究对象整体的运 动状态变化不发生影响,只引起内部形 变或局部产生加速度 外力—— 研究对象以外其他物体 对研究对象所施的作用力,它是使整个 研究对象运动运动状态发生变化的外部 原因
2、分析主动力和运动状态是判断弹力有无的金钥 匙。 分析主动力就是分析沿弹力所在直线上,除弹力以 外其它力的合力。看该合力是否满足给定的运动状态, 若不满足,则存在弹力,若满足则不存在弹力。
例5:一块铁板折成如图形状,光滑的球置于水 平面BC上,铁析和球一起(1)向右加速运动; (2)沿垂直AB斜向上匀速运动;AB对球有无 弹力?
高三物理总复习
力 重力 弹力
力
力的概念 三要素 力的图示 物 相 矢 质 互 量 性 性 性 力的分类 性质力 力的运算 平形四边形定则 力的 分解 正 交 分 解
性质 效果力
重 力
弹 力
力的 摩擦力 合成 静摩 擦力 动摩Fra Baidu bibliotek擦力 效 果 分 解
受力分析
一、力的概念 1.力是物体对物体的作用。
2.力的基本特征:
(2)绳对物体的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的 方向.
(3)绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力叫 做“张力”轻绳任何一个横截面上的张力大小都 等于绳的任意一端所受拉力的大小.
(4)弹簧对物体的弹力方向总是沿着弹簧的轴线指 向弹簧恢复原长的方向. (5)杆对物体的弹力方向不一定沿杆的方向.如果 轻秆只有杆上的两个点受力且处于平衡处态,则该 轻杆在这两点对物体的弹力方向一定沿杆的方向.
例4.一人站在体重计上称体重,保持立正姿势称得 体重为G,当其缓慢地把一条腿平直伸出台面,体 重计指针稳定后读数为G/,则( ) A.G>G/ B.G<G/ C、G=G/’ D.无 法判定 错因分析:以为人的一条腿伸出台面,压在台面 上的力将减少,错选A;以为人腿伸出后人将用力保 持身体平衡,易错选B,无从下手分析该题易选D。 解:人平直伸出腿后,身体重心所在的竖直线必 过与台面接触的脚,即重心仍在台面内。重心是重力 的作用点,故应选C。
( 4 2 ) 10
点评:本题要求考生掌握胡克定律,并理解正比的本 质特征.此外对两人拉弹簧与一人拉弹簧的受力分析 也是本题设计的陷井.
例9.如图所示,小车上固定着一根弯成α角的轻杆, 杆的另一端固定一个质量为m的小球,试分析下列情 况下杆对球的弹力的大小和方向:①小车静止;② 小车以加速度a水平向右加速运动.③小车以加速度a 水平向左加速运动?
练习4:如图所示,细绳竖直拉紧,小球和 光滑斜面接触,并处于平衡状态,则小球的 受力是( ) A、重力、绳的拉力 B、重力、绳的的拉 力、斜面的弹力 C、重力、斜面的弹力 D、绳的拉力、斜 面的弹力
(二)弹力的方向
(1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面指向放 挤压或被支持的物体.这里的接触面可以是平面, 也可以是曲面(这种情况下压力和支持力垂直于曲 面在该点的切面).当一个物体的某一点跟另一物 体的某一面间发生挤压时,压力和支持力的方向 垂直于后一物体的表面. a.点与面接触时弹力的方向,过接触点垂直于接 触面(或接触面的切线方向)而指向受力物体。 b.面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面而指 向受力物体。 C.球与面接触时弹力的方向,在接触点与球心的 连线上而指向受力物体。 d.球与球相接触的弹力方向,垂直于过接触点的 公切面而指向受力物体。
[析与解]力是物体间的相互作用,必定是成对出现的, 有力相互作用的两物体不一定直接接触,直接接触的 物体不一定有力的相互作用,由此可断定A、C选项是 正确的。
[练习1]下列关于力的作用效果的叙述中正确 的是: A、物体的运动状态发生改变,则物体必定受 到力的作用。 B、物体运动状态没有发生改变,物体也可能 受到力的作用。 C、力的作用效果不仅取决于力的大小和方向, 还同力的作用点有关。 D、力作用在物体上,必是同时出现形变和运 动状态的改变。
轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆,杆可提 供拉力也可提供压力 ,这一点跟绳是不同的。
例6.如图所示,三个重量、形状都相同的光滑 圆体,它们的重心位置不同,放在同一方形槽上,为 了方便, 将它们画在同一图上,其重心分别用C1、 C2、C3表示,N1、N2、N3分别表示三个圆柱体对 墙P的压力,则有:( ) A.N1=N2=N3 B.N1<N2<N3 C.N1>N2>N3 D.N1=N2>N3
3.方向:竖直向下(是物体自由下落的方向,不等同 于指向地心,只有在两极和赤道处才指向地心). 4.重心:重力的作用点。重心是一个等效概念,重心 可以在物体上,也可以不在物体上.说明:重心是一个 等效替代点,不要认力只有重心处受重力,物体的其 它部分不受重力。 (1)质量分布均匀的物体的重心,只与物体的形状有 关。形状规则的均匀物体,它的重心在几何中心上。 (2)质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质 量分布有关。 (3)薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
A
对于杆的弹力方向问题,要特别注意不一定沿 杆,沿杆只是一种特殊情况,当杆与物体接触处 情况不易确定时,应根据物体的运动状态,利用 平衡条件或动力学规律来判断。 例7:如图所示,小车上固定一根折成θ角的折杆,杆 的另一端固定一个质量为m的小球,试分析下列情况 下,杆对球的弹力。(1)小车静止;(2)小车以加 速度a水平向右运动。
练习3.关于物体的重心说法正确的是( ) A、重心就是物体内最重的一点; B、重心是物体各部分受重力的合力的作用点; C、任何有规则形状的物体,它的重心必在其几何 中心; D、重心是物体受重力的作用点,以重心总是在物 体上,不可能在物体外;
[析与解]根据重心是重力的作用位置可知选项B是 正确的,物体的重心可能在物体内, 也可以在物体 外.
5.力的量度和单位:
(1)力可以根据它的静力效应来量度,如用测力 计(弹簧秤)测量。也可以根据它的动力效应来量 度,如用牛顿第二定律求解。
(2)在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛, 符号是N。
[例1]下列关于力的叙述正确的有: A、力是物体对物体的作用,总是成对出现的。 B、只有相互接触的物体,才有力的作用。 C、两物体相互作用不一定要直接接触。 D、直接接触的物体间一定有力的相互作用。
【练习2】下面关于重力、重心的说法中正确的是 ( AC ) 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
解析:实际上,一个物体的各个部分都受到重力,重心的说法是从宏观 上研究重力对物体的作用效果时而引入的一个概念,重心是指一个点 (重力的作用点)。由此可知,重心的具体位置应该由物体的形状和质 量分布情况决定,也就是说只要物体的形状和质量分布情况不变,重心 与物体的空间位置关系就保持不变。重心可能在物体外,也可能在物体 内,对具有规则集合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,根据以上分析可以判断选项A、 C是正确的,选项B是错误的。重力的方向是“竖直向下”的,要注意 “竖直向下”与“垂直于地面”并不完全相同,所以选项D的说法是错误 的。
例2.关于重力的说法下述正确的是( AD ) A.物体不论是静止还是运动时都受到重力作用 B.跳伞员在下落过程中,由于受空气阻力作用, 因而重力比静止时小 C.向上抛出的物体上升过程中的重力大于下落过 程的重力 D.一个物体无论上升还是下降,不论运动中是否 有阻力,其重力大小不变
例3.关于重力的说法正确的是( ) A.物体重力的大小与物体的运动状态有关,当物体 处于超重状态时重力大,当物体处于失重状态时,物 体的重力小。 B.重力的方向跟支承面垂直 C.重力的作用点是物体的重心 D.重力的方向是垂直向下 解析:物体无论是处于超重或失重状态,其重力 不变,只是视重发生了变化,物体的重力随在地 球上的纬度变化而变化,所以 A错.重力的方向 是竖直向下,不可说为垂直向下,垂直往往给人 们一种暗示,与支承面垂直,重力的方向不一定 很支承面垂直,如斜面上的物体所受重力就不跟 支承面垂直.所以DB错.重心是重力的作用点, 所以c对.
[提示]力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的 运动状态但两者不一定是同时发生的。力的作用效果 由力的三个要素决定。故选项ABC正确
二、重力 1.产生:重力是由于地球吸引而使物体受到的力. 但它并不就等于地球时物体的引力.重力是地球 对物体的万有引力的一个分力,另一个分力提供 物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球 自转所需向心力很小,所以计算时一般可近似地 认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。 2.大小:G=mg,在地球上不同地方g不同(两极 处最大,赤道处最小);在地球表面上方不同高 度处g不同(越向上g越小)。在地球表面附近, 通常取:g=9.8m/s2,粗略计算中可取g=10m/s2。 重力的大小可以用弹簧秤测出。物体静止时 对竖直悬绳的拉力大小等于物体受到的重力;物 体静止时对水平面的压力大小等于物体受到的重 力;物体的重力大小与物体的运动状态无关.
【练习5】如图所示中的球和棒均光滑,试分析它们 受到的弹力. 说明:分析弹力:找接触面(或接触点)→判断是否 有挤压(假设法)→判断弹力的方向
A
D
B C
甲
乙
丙
(三)弹力大小: (1)弹簧的弹力:在弹性限度内,可由胡克定律求 出.胡克定律表达式F=kx.k为弹簧的劲度系数。 (2)非弹簧的弹力,一般可由牛顿定律或平衡条件 求出.
(1)物质性:力不能脱离物体而独立存在,有受 力物体必有施力物体,反之亦然. (2)相互性:力的作用是相互的.物体间的相互作 用力称为作用力和反作用力,遵守牛顿第三定律。 相互作用可以发生在直接接触的物体之间,也可以 发生在不接触的物体之间。 (3)矢量性:力是矢量,既有大小,又有方向.力 的三个要素是大小、方向、作用点,可用一根带箭 头的线段表示力 ,这种方法叫做力的图示.