【物理】2019届一轮复习人教版力、重力和弹力学案

【物理】2019届一轮复习人教版力、重力和弹力学案

一、力和力的图示 ‎1．力的作用效果：（1）使物体的运动状态发生变化；（2）使物体发生形变．‎ ‎2．力 ‎（1）定义：物体与物体之间的相互作用． ‎ ‎（2）单位：牛顿、简称牛，符号：N.‎ ‎（3）矢量性：力既有大小，又有方向．step.^ c om]‎ ‎3．力的表示方法 ‎（1）力的图示：用一条带箭头的线段（有向线段）来表示力的三要素．[来 源 ^: 中教 ]‎ ‎①线段的长短（严格按标度画）表示力的大小；[ww w. step.co^m ]‎ ‎②箭头指向表示力的方向；‎ ‎③箭尾（或箭头）表示力的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线．‎ ‎（2）力的示意图：只用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点．‎ 二、重力 ‎1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力．‎ ‎2．大小：G＝mg，g就是自由落体加速度．[中国教 育出^ 版 ]‎ ‎3．方向：竖直向下．[中 国 教育出^版 ]‎ ‎4．作用点——重心 ‎（1）重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．‎ ‎（2）决定因素：质量分布均匀的物体的重心只跟物体的形状有关，质量分布不均匀的物体，重心除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布情况有关．‎ ‎（3）确定方法：对形状不规则的薄物体，可以采用悬挂法来确定重心的位置．‎ ‎[知识深化][来 源:中^国教育 出版 ]‎ ‎1．大小 ‎（1）重力的大小G＝mg，只与质量和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．‎ ‎（2）重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大；海拔越高，g越小，离地面越近，g越大．‎ ‎2．方向：总是竖直向下，竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心．‎ ‎3．作用点——重心 重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用．重心的位置除跟物体的形状有关之外，还跟物体的质量分布有关．质量分布均匀、形状规则的物体的重心为其几何中心．重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．‎ 三、四种基本相互作用 ‎1．万有引力：相互吸引的作用存在于一切物体之间，直到宇宙的深处，只是相互作用的强度随距离增大而减弱（填“增强”或“减弱”）．[w ww. s tep.co m]‎ ‎2．电磁相互作用：电荷间的相互作用，磁体间的相互作用． 中 教 ^ ]‎ ‎3．强相互作用：使原子核紧密地保持在一起的相互作用．它的作用范围只有约10－15 m.‎ ‎4．弱相互作用：在放射现象中起作用的一种基本相互作用．作用范围约为10－15 m．强度只有强相互作用的10－12 倍．‎ ‎[知识深化]‎ ‎1．力的三性 ‎（1）物质性：力是物体对物体的相互作用，没有脱离物体而独立存在的力．一个力同时具有受力物体和施力物体．‎ ‎（2）相互性：物体之间力的作用是相互的．力总是成对出现，施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体．‎ ‎（3）矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量．‎ 注意：①物体之间发生相互作用时并不一定相互接触．‎ ‎②力直接产生于施力物体和受力物体之间，不需要靠第三个物体传递．‎ ‎2．力的图示和力的示意图的区别：‎ 力的图示可以表示力的三个要素，即大小、方向和作用点．力的示意图只能表示力的两个要素，即方向和作用点．‎ ‎【典例精析】‎ ‎【例1】（多选）关于力的概念，下列说法中正确的是 A．力是使物体发生形变和物体的运动状态发生改变的原因 B．一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是施力物体又是受力物体 C．只要两个力的大小相等，它们产生的作用效果一定相同 D．两个物体相互作用，其相互作用力是有先后的 ‎【典例分析】利用力的概念的相关知识分析解答。‎ ‎【参考答案】AB ‎【例2】关于重力的大小和方向，下列说法中正确的是 A．在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关，也与是否存在其他力的作用无关 B．在地球各处的重力方向都是相同的 C．同一物体向上运动时所受重力可能小于向下运动时所受重力 D．对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到南极而变化 ‎【典例分析】利用重力的相关知识分析解答。‎ ‎【参考答案】A[w ww. step .co m]‎ ‎【精准解析】在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关，与是否受其他力也无关，故A正确，C错误．物体的重力大小在同一地点是恒定的，不同地点可能是变化的，比如在地球上不同的高度或不同的纬度同一物体的重力不同，故B、D错误．‎ ‎ s t ep^.c om ]‎ ‎1．（力的概念的理解）关于力，下列说法中正确的是 A．没有相互接触的物体间也可能有力的作用 B．根据有一定距离的磁铁间的相互作用可知：力可以离开物体而独立存在 C．两个力大小都是10 N，方向相同，那么这两个力一定相同 D．施力物体施力在前，受力物体受力在后 ‎【答案】A ‎【解析】力是物体对物体的相互作用，没有相互接触的物体间也可能有力的作用，比如磁场力、重力，故选项A正确．相隔一定距离的两个磁铁间有相互作用，若拿走一个磁铁，这种相互作用将不存在，所以力是不能离开物体而独立存在的，故选项B错误．只有当两个力的大小、方向、作用点都相同时，我们才能说这两个力相同，故选项C错误．力的作用是相互的，施力物体和受力物体受到的力是同时产生的，没有前后之分，故选项D错误．‎ ‎2．（重力大小和方向的理解）下列说法正确的是 A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大 B．在空中飞行的物体不受重力作用 C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变 D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变 ‎【答案】D ‎3．（对重力和重心的理解）有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环，如图所示，下面说法正确的是 A．重心向外侧偏移，重力减小 B．重力和重心都没有变 C．重力减小，重心位置没有变 D．重力减小，重心位置不存在 ‎【答案】C ‎【解析】圆板和圆环均属于质量分布均匀、有规则形状的物体，其重心均在几何中心，故重心的位置不变，C正确．‎ ‎4．（力的图示和力的示意图）水平面上放一个物体A，物体的重力为20 N，一个推力为30 N，方向与水平面成30°角斜向右下方，如图请作出这两个力的图示和这两个力的示意图．‎ ‎【答案】力的图示如图甲，力的示意图如图乙．‎ 重难点2 弹力[www^. s te p ]‎ 一、弹性形变和弹力 ‎1．形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化．[ :中 国 教育出版 ]‎ ‎2．弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变．‎ ‎3．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（填“能”或“不能”）完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．‎ ‎4．弹力 ‎（1）定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力． 中 教 ]‎ ‎（2）产生的条件：①两物体直接接触；②发生弹性形变．‎ ‎[知识深化]‎ ‎1．弹性形变和非弹性形变 弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变．‎ 非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变．‎ 发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度（弹性限度），会变成非弹性形变．‎ ‎2．弹力的产生必须同时具备两个条件：（1）两物体直接接触；（2）两物体接触处发生弹性形变．‎ 二、几种弹力及方向 ‎1．压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面．‎ ‎2．绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向．绳中的弹力常常叫做张力．‎ ‎[知识深化][ :^ 中 教 ]‎ ‎1．弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下：‎ ‎（1）压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图所示．‎ ‎ ^ 中国教育 出 版 ]‎ ‎（2）绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向．‎ ‎2．弹力有无的判断：[来^ 源:中国 教育出版 ]‎ ‎（1）对于明显形变的情况，可以根据弹力产生条件直接进行判断．‎ ‎（2）对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：‎ ‎①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用．‎ ‎②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力．‎ 如图中，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力．[ww w. ^ step.c om]‎ 三、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．公式：F＝kx.k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米．‎ ‎[知识深化]　胡克定律 ‎1．成立条件：在弹性限度内．‎ ‎2．对F＝kx的理解 ‎（1）x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．‎ ‎（2）k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．[www. ste p ]‎ ‎（3）F－x图象是一条过原点的倾斜直线（如图所示），直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.‎ ‎（4）弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.‎ ‎【典例精析】[来 源: 中教 ]‎ ‎【例1】关于弹力的产生，下列说法正确的是 A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的[来 源: 中^国教育出 版 ]‎ B．木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力 C．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的[www. s tep.c om^]‎ D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的[中国教育 出 ^ 版 ]‎ ‎【典例分析】利用弹力产生相关知识点分析解答。‎ ‎【参考答案】D ‎【精准解析】木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变．桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B都错．木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错．电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对．‎ ‎【例2】一根轻质弹簧一端固定，用大小为50 N的力压弹簧的另一端，平衡时长度为L1＝20 cm；改用大小为25 N的力拉弹簧，平衡时长度为L2＝35 cm；若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度系数．‎ ‎【典例分析】利用胡克定律分析解答。‎ ‎【参考答案】30 cm　500 N/m ‎【总结提升】1．轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向沿弹簧的轴线方向．‎ ‎2．如果题目中只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或只告诉弹簧弹力的大小，并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态，就要分别进行讨论．‎ ‎3．轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等．‎ ‎1．（对弹力概念的理解）足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱．如图所示为三种与足球有关的情景．下列说法正确的是 A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力 B．乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 C．丙图中，落在球 中的足球受到弹力是由于足球发生了形变 D．丙图中，落在球 中的足球受到弹力是由于球 发生了形变 ‎【答案】D[来 源: 中教^ ]‎ ‎2．（弹力方向的判断）在图中画出物体A所受弹力的示意图．[中国教^育 出 版 ]‎ ‎[来 源 ^:中教 ]‎ ‎【答案】如图所示 ‎3．（弹力有无的判断）（多选）下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是（所有接触面都是光滑的）[来^ 源: 中教 ]‎ ‎[ww w . s t ep.co m]‎ ‎【答案】AB ‎【解析】A图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力；B图中两球间若有弹力则两球将向两边运动，所以P、Q间无弹力；C图中两球间若无弹力则小球P将向下运动，所以P、Q间有弹力；D图中两球间若无弹力则小球P将向右下运动，所以P、Q间有弹力．故选A、B.‎ ‎4．（胡克定律的应用）由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度l的关系图象如图所示，求：‎ ‎[中^国教 育出版 ]‎ ‎（1）该弹簧的原长为多少？‎ ‎（2）该弹簧的劲度系数为多少？‎ ‎【答案】（1）15 cm　（2）500 N/m[ :中国 教 育出版 ]‎ ‎【解析】解法一：（1）弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为l0＝15 cm.‎ ‎（2）据F＝kx得劲度系数：k＝＝，由图线可知，该弹簧伸长Δl＝25 cm－15 cm＝10 cm时，弹力ΔF＝50 N．所以k＝＝ N/m＝500 N/m.‎ 解法二：根据胡克定律得F＝k（l－l0），代入图象中的两点（0.25,50）和（0.05，－50）．‎ 可得50＝k（0.25－l0）[中国教育 出版 ]‎ ‎－50＝k（0.05－l0）‎ 解得l0＝0.15 m＝15 cm，k＝500 N/m.‎