【物理】2019届一轮复习人教版弹力有无及方向判断专题学案 4页

弹力有无及方向判断专题 ‎1.弹力方向 ‎(1)‎ ‎(2)计算弹力大小的三种方法 ‎①根据胡克定律进行求解.学 ]‎ ‎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.‎ ‎2.弹力有无的判断“三法” 学 ]‎ 假 设 , ,k ] 学 ]‎ 法 学 ] 学 ‎ 思路 假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力 ]‎ 例证 图中细线竖直、斜面光滑，因去掉斜面体，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力 替 换 法 思路 用细绳替换装置中的轻杆，看能不能维持原来的力学状态.如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力 例证 图中轻杆AB、AC，用绳替换杆AB，原装置状态不变，说明杆AB对A施加的是拉力；用绳替换杆AC，原状态不能维持，说明杆AC对A施加的是支持力 状 态 法 思路 由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力 例证 升降机以a＝g加速下降或减速上升时物体不受底板的弹力作用 ‎3．四种模型判断弹力 模型1　物体与物体间弹力 例1　(多选)如图所示，一倾角为45°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 答案　BC 解析　铁球处于静止状态，当F较小时，球的受力情况如图甲所示，当F较大时，球的受力情况如图乙所示，故B、C正确.‎ ‎　‎ 模型2　绳的弹力 例2　如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连.小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60°，则轻绳对小球的拉力大小为(　　)‎ A.2mg B.mg C.mg D.mg 答案　C 解析　对B点处的小球受力分析，如图所示，则有 FT sin 60°＝FN sin 60°‎ FT cos 60°＋FN cos 60°＝mg 解得FT＝FN＝mg，故C正确.‎ 模型3　杆的弹力 例3　(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(　　)‎ 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 答案　CD 解析　小球受重力和杆的作用力F处于静止状态或匀速直线运动状态时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，则F＝mg，方向竖直向上.小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和F的合力应水平向右，如图所示.由图可知，F＞mg，方向可能沿杆向上，选项C、D正确.‎ 模型4　弹簧的弹力 例4　如图所示，质量均为m的A、B两球，由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R且球半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为(　　)‎ A.＋R B.＋R C.＋R D.＋R 答案　D 解析　以A球为研究对象，小球受三个力：重力、弹簧的弹力和碗的支持力，如图所示.‎ 由平衡条件，得：tan θ＝ 解得：x＝ 根据几何关系得：cos θ＝＝，则tan θ＝，‎ 所以x＝＝ 故弹簧原长x0＝＋R，故D正确.‎