2019届二轮复习第4讲　重力、弹力课件（53张）（全国通用） 53页

第 4 讲　 PART 4 重力、弹力 考点分阶突破 │ 高考模拟演练 │ 教师备用习题 考纲解读 第 4 讲 ① 掌握重力的大小、方向及重心的概念 . ② 掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法 . ③ 掌握胡克定律 . 考点一　关于重力、弹力的判定与方向 考点分阶突破 知能必备 一、力 1 . 定义 : 力是 　　　　　　　　　 的相互作用 .  2 . 效果 : 使物体发生形变或改变物体的 　　　　　　 ( 即产生加速度 ) .  3 . 性质 : 力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征 . 物体和物体之间 运动状态 考点分阶突破 二、重力 1 . 定义 : 由于地球 　　　　 而使物体受到的力 .  2 . 大小 : 与物体的质量成 　　　　 , 即 G=mg.  3 . 方向 : 　　　　　　 .  4 . 重心 : 重力宏观作用效果的 　　　　 作用点 .  三、弹力 1 . 定义 : 发生 　　　　　 的物体由于要恢复原状而使物体受到的力 .  2 . 产生条件 : 两物体相互接触且发生了 　　　　　 .  吸引 正比 竖直向下 等效 弹性形变 弹性形变 考点分阶突破 3 . 方向 : 沿 　　　　　 恢复原状的方向 .  说明 : 杆的弹力方向可以沿杆的方向 , 也可以不沿杆的方向 , 要看具体的受力环境和安装固定方式 . 4 . 大小 : 在弹簧的弹性限度内 , 弹簧的弹力大小与形变量成 　　　　 , 即 F=kx , 其中 k 表示弹簧的劲度系数 , 反映弹簧的性质 .  施力物体 正比 考点分阶突破 考向探究 例 1 　 画出图 4 - 1 中物体 A 受力的示意图 . 图 4 - 1 考点分阶突破 [ 答案 ] 如图所示 考点分阶突破 变式 1 ( 弹力有无的判定 ) 如图 4 - 2 所示的各图中 , 所有接触面都是光滑的 , 所有物体都处于静止状态 .P 、 Q 两个物体之间不存在弹力的是 ( 　　 ) 图 4 - 2 [ 答案 ] D [ 解析 ] 假设将 Q 撤走 , P 将运动起来的有 A 、 B 、 C 三图 , 说明这三个图中 P 、 Q 两个物体之间存在弹力 , 选项 D 正确 . 考点分阶突破 变式 2 ( 弹力的方向 ) 图 4 - 3 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 ( 　　 ) 图 4 - 3 考点分阶突破 [ 答案 ] C 考点分阶突破 ■ 方法技巧 1 . 判断弹力有无的 “ 三法 ” 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 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 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 考点分阶突破 2 . 弹力方向的确定 考点 二 　弹力的分析与计算 考点分阶突破 知能必备 1 . 对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体 , 弹力的大小可以由胡克定律 F=kx 计算 . 2 . 对于难以观察的微小形变 , 可以根据物体的受力情况和运动情况 , 运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小 . 考点分阶突破 考向探究 例 2 　 ( 多选 ) 某同学用一根弹簧和一把直尺来测量重物的重量 , 如图 4 - 4 所示 . 在未悬挂重物时 , 指针正对刻度 5, 在弹性限度内 , 当挂上 80 N 重物时 , 指针正对刻度 45 . 下列说法正确的是 ( 　　 ) A . 劲度系数 k 是一个有单位的物理量 B . 劲度系数 k= 200, 没有单位 , 也与所挂重物无关 , 与弹簧本身有关 C . 若指针正对刻度 20, 则物体重为 30 N D . 若指针正对刻度 20, 则物体重为 40 N 图 4 - 4 考点分阶突破 [ 答案 ] AC 考点分阶突破 图 4 - 5 考点分阶突破 [ 答案 ] B 考点分阶突破 ■ 规律 总结 弹力的方向与大小 (1) 弹力的方向除几种典型情况 ( 压力、支持力、拉力等 ) 外 , 一般应由其运动状态结合动力学规律确定 . (2) 弹力的大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外 , 一般也要结合运动状态 , 根据平衡条件或牛顿第二定律求解 . 考点 三 　轻绳、轻杆、轻弹簧模型 考点分阶突破 知能必备 1 . 三种模型对比 轻杆 轻绳 轻弹簧 模型图示 考点分阶突破 模型特点 形变 特点 　 只能发生微小形变 　 柔软 , 只能发生微小形变 , 各处张力大小相等 　 既可伸长 , 也可缩短 , 各处弹力大小相等 方向 特点 　 不一定沿杆 , 可以是任意方向 　 只能沿绳 , 指向绳收缩的方向 　 沿弹簧轴线 , 与形变方向相反 作用效 果特点 　 可以提供拉力、推力 　 只能提供拉力 　 可以提供拉力、推力 大小突 变特点 　 可以发生突变 　 可以发生突变 　 一般不能发生突变 考点分阶突破 2 . 弹簧与橡皮筋的弹力特点 (1) 弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律 F=kx. (2) 橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等 . (3) 弹簧既能受拉力 , 也能受压力 ( 沿弹簧轴线 ), 而橡皮筋只能受拉力作用 . (4) 弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变 , 但当将弹簧或橡皮筋剪断时 , 其弹力立即消失 . 考点分阶突破 考向探究 图 4 - 6 考点分阶突破 [ 答案 ] C 考点分阶突破 考向二 　 轻杆模型 例 4 　 如图 4 - 7 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 , 重力加速度为 g. 下列关于斜杆对小球的作用力 F 的判断中正确的是 ( 　　 ) A . 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 , 方向一定沿杆向上 图 4 - 7 考点分阶突破 [ 答案 ] C 考点分阶突破 变式 　 如图 4 - 8 甲所示 , 细绳 AD 跨过固定的水平轻杆 BC 右端的光滑定滑轮挂住一个质量为 M 1 的物体 , ∠ ACB= 30°; 图乙中轻杆 HG 一端用铰链固定在竖直墙上 , 另一端 G 通过细绳 EG 拉住 , EG 与水平方向也成 30° 角 , 轻杆的 G 点用细绳 GF 拉住一个质量为 M 2 的物体 , 重力加速度为 g , 求 : (1) 细绳 AC 段的张力 F T AC 与细绳 EG 的 张力 F T EG 之比 ; (2) 轻杆 BC 对 C 端的支持力 ; (3) 轻杆 HG 对 G 端的支持力 . 图 4 - 8 考点分阶突破 考点分阶突破 考点分阶突破 图 4 - 9 考点分阶突破 考点分阶突破 ■ 规律总结 1 . “ 死结与活结 ” 和 “ 死杆与活杆 ” 对比项 特点 “ 死结 ” 　 绳子出现结点、绳子中间某点固定在某处或几段绳子系在一起 , 结点或固定点两端绳子的拉力大小不一定相等 “ 活结 ” 　 整根绳子跨过光滑滑轮或挂钩等物体 , 没有打结 , 轻绳内各点的张力大小相等 “ 死杆 ” 　 轻质固定杆 , 即杆的一端固定 , 不能随意转动 , 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条件或牛顿第二定律求得 “ 活杆 ” 　 杆的一端有转轴 , 可以自由转动 , 轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向 考点分阶突破 2 . 四种材料的弹力比较 对比项 弹力表现形式 弹力方向 能否突变 轻绳 拉力 沿绳收缩方向 能 轻杆 拉力、支持力 不确定 能 轻弹簧 拉力、支持力 沿弹簧轴线 否 橡皮条 拉力 沿橡皮条收缩方向 否 高考模拟演练 高考真题 1 . [ 2017· 全国卷 Ⅲ ] 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上 , 弹性绳的原长也为 80 cm . 将一钩码挂在弹性绳的中点 , 平衡时弹性绳的总长度为 100 cm; 再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点 , 则弹性绳的总长度变为 ( 弹性绳的伸长始终处于弹性限度内 ) ( 　　 ) A . 86 cm B . 92 cm C . 98 cm D . 104 cm 高考模拟演练 高考模拟演练 图 4 - 10 高考模拟演练 高考模拟演练 精选模拟 3 . [ 2017· 湖州期末 ] 如图 4 - 11 所示 , 某人手拉弹簧 , 使其伸长了 5 cm( 在弹性限度内 ), 若此时弹簧的两端受拉力各为 10 N, 则 ( 　　 ) A . 弹簧所受的合力大小为 10 N B . 弹簧的劲度系数为 200 N/m C . 弹簧的劲度系数为 400 N/m D . 弹簧的劲度系数随弹簧拉力的增大而增大 [ 答案 ] B 图 4 - 11 高考模拟演练 图 4 - 12 高考模拟演练 高考模拟演练 5 . 实验室常用的弹簧测力计如图 4 - 13 甲所示 , 连接有挂钩的拉杆与弹簧相连 , 并固定在外壳一端 O 上 , 外壳上固定一个圆环 . 可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳 ( 重力为 G ) 上 , 弹簧和拉杆的质量忽略不计 . 现将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上 , 如图乙、丙所示 , 分别用恒力 F 0 竖直向上拉弹簧测力计 , 静止时弹簧测力计的读数为 ( 　　 ) A . 乙图读数为 F 0 -G , 丙图读数为 F 0 +G B . 乙图读数为 F 0 +G , 丙图读数为 F 0 -G C . 乙图读数为 F 0 , 丙图读数为 F 0 -G D . 乙图读数为 F 0 -G , 丙图读数为 F 0 图 4 - 13 高考模拟演练 教师备用习题 1 . 下列说法中不正确的是 ( 　　 ) A . 书放在水平桌面上受到的支持力 , 是由于书发生了微小形变而产生的 B . 用细木棍拨动浮在水中的圆木 , 圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的 C . 绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向 D . 支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体 [ 答案 ] A [ 解析 ] 弹力是发生弹性形变的物体对对方施加的力 , 书放在水平桌面上受到的支持力 , 是由于桌面发生了微小形变而产生的 , 选项 A 错误 , 选项 B 正确 ; 弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体 , 绳类柔软物体的弹力方向指向收缩的方向 , 选项 C 、 D 正确 . 教师备用习题 2 . 如图所示为一矩形均匀薄板 ABCD , 已知 AB= 60 cm, BC= 10 cm, 在 E 点用细线悬挂后处于静止状态 , AE= 35 cm, 则悬线和板边缘 AB 的夹角 α 为 ( 　　 ) A . 30° B . 45° C . 60° D . 90° [ 答案 ] B 教师备用习题 教师备用习题 教师备用习题 4 . ( 多选 ) [ 2017· 江西景德镇模拟 ] 如图所示 , 一个教学用的直角三角板的边长分别为 a 、 b 、 c , 被沿两直角边的细绳 A 、 B 悬吊在天花板上 , 且斜边 c 恰好平行于天花板 , 过直角的竖直线为 MN , 设 A 、 B 两绳对三角形薄板的拉力分别为 F a 和 F b , 已知 F a 和 F b 以及薄板的重力为在同一平面的共点力 , 则下列判断正确的是 ( 　　 ) A . 薄板的重心不在 MN 线上 B . 薄板所受重力的反作用力的作用点在 MN 的延长线上 C . 两绳对薄板的拉力 F a 和 F b 是由于薄板发生形变而产生的 D . 两绳对薄板的拉力 F a 和 F b 之比为 F a ∶ F b =b ∶ a 教师备用习题 教师备用习题 5 . 如图所示 , 小方块代表一些相同质量的钩码 , 图 ① 中 O 为轻绳之间连接的结点 , 图 ② 中光滑的滑轮跨在轻绳上悬挂钩码 , 两装置处于静止状态 , 现将图 ① 中的 B 滑轮或图 ② 中的端点 B 沿虚线稍稍上移一些 , 则关于 θ 角变化情况的说法正确的是 ( 　　 ) A . 图 ① 、图 ② 中 θ 角均增大 B . 图 ① 、图 ② 中 θ 角均不变 C . 图 ① 中 θ 增大、图 ② 中 θ 角不变化 D . 图 ① 中 θ 不变、图 ② 中 θ 角变大 教师备用习题 教师备用习题 6 . 如图所示 , 一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成 , 其上放一球 , 球与水平面的接触点为 a , 与斜面的接触点为 b. 当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时 , 下列结论正确的是 ( 　　 ) A . 球在 a 、 b 两点处一定都受到支持力 B . 球在 a 点处一定受到支持力 , 在 b 点处一定不受支持力 C . 球在 a 点处一定受到支持力 , 在 b 点处不一定受到支持力 D . 球在 a 点处不一定受到支持力 , 在 b 点处也不一定受到支持力 教师备用习题 教师备用习题 7 . 如图所示 , 水平轻杆的一端固定在墙上 , 轻绳与竖直方向的夹角为 37°, 小球的重力为 12 N, 轻绳的拉力为 10 N, 水平轻弹簧的弹力为 9 N, 求轻杆对小球的作用力 . 教师备用习题