高一物理上学期21力重力弹力新人教版必修1.docx

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高一物理上学期21力重力弹力新人教版必修1

【步步高】2013年高考物理大一轮第二章第1课时力、重力、弹力新人教版必修1

考点内容

要求

考纲解读

形变、弹力、胡克定律

Ⅰ

　　高考着重考查的知识点有：

力的合成与分解、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式．对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有考试热点问题．此外，基础概念与实际联系也是当前高考命题的一个趋势．

考试命题特点：

这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核.

滑动摩擦力、静摩擦力、动摩擦因数

Ⅰ

矢量和标量

Ⅰ

力的合成与分解

Ⅱ

共点力的平衡

Ⅱ

实验：

探究弹力与弹簧伸长量的关系

实验：

验证力的平行四边形定则

第1课时　力、重力、弹力

导学目标1.掌握力的基本概念.2.掌握重力的大小、方向及重心的概念.3.掌握弹力方向判断及大小计算的基本方法．

一、力的认识

[基础导引]

1．举出具体的实例来说明：

（1）力能够改变物体的运动状态或使物体产生形变；

（2）每一个力，都有一个施力物体和一个受力物体．

2．请你用一个点代表受力物体，作出以下几个力的图示，并指明施力物体和受力物体．

（1）水平桌面对放在桌面上的书产生5N竖直向上的支持力．

（2）某人用800N的力沿与水平线成30°角斜向右上方拉一辆小车．

（3）静止于倾角为30°斜面上的物体对斜面产生1000N的压力．

[知识梳理]

1．力的作用效果

（1）改变物体的____________．

（2）使物体发生________．

2．力的性质

（1）物质性：

力不能脱离________而存在，没有“施力物体”或“受力物体”的力是____________的．

（2）相互性：

力的作用是________的．施力（受力）物体同时也是受力（施力）物体．

（3）矢量性：

力是矢量，既有________，又有________，力的运算遵循________________定则或__________定则．

3．力的图示及示意图

（1）力的图示：

从力的作用点沿力的方向画出的____________________（包括力的三要素）．

（2）力的示意图：

受力分析时作出的表示物体受到某一力的____________．

：

力的图示与受力示意图有什么区别？

二、重力

[基础导引]

把一个放在水平地面上、长为l的匀质链条竖直向上刚好拉直时，它的重心位置升高多少？

把一个放在水平地面上、棱长为a的均匀正方体，绕其一条棱翻转时，其重心位置升高的最大高度是多少？

[知识梳理]

1．产生：

由于地球对物体的________而使物体受到的力．

2．大小：

G＝________.

3．g的特点

（1）在地球上同一地点g值是一个不变的常数．

（2）g值随着________的增大而增大．

（3）g值随着高度的增大而减小．

4．方向：

________向下

5．重心

（1）相关因素

①物体的____________．②物体的____________．

（2）位置确定

①质量分布均匀的规则物体，重心在其____________；

②对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用__________确定．

：

重力就是地球对物体的万有引力，这个说法对吗？

为什么？

三、弹力

[基础导引]

1．质量均匀的钢管，一端放在水平地面上，另一端被竖直绳悬吊着（如图1所示），钢管受到几个力的作用？

各是什么物体对它的作用？

画出钢管受力的示意图．

2．如图2所示，一根筷子放在光滑的碗内，筷子与碗壁、碗边都没有摩擦．作示意图表示筷子受到的力．

　　　　图1　　　　　　　　　　图2

[知识梳理]

1．弹力

发生____________的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．

（1）产生的两个必要条件

①物体直接________；②发生____________．

（2）弹力的方向

弹力的方向总是与物体形变的方向________．

2．胡克定律

（1）内容：

弹簧发生____________时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成________．

（2）表达式：

F＝________.

①k是弹簧的______________，单位为N/m；k的大小由弹簧________决定．

②x是弹簧长度的__________，不是弹簧形变以后的长度．

：

弹力的方向与受力物体、施力物体的形变方向存在何种关系？

考点一　弹力方向的判断

考点解读

1．根据物体产生形变的方向判断

物体所受弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与自身形变的方向相同．

2．根据物体的运动状态判断

物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．

3．几种接触弹力的方向

弹力

弹力的方向

面与面接触的弹力

垂直于接触面，指向受力物体

点与面接触的弹力

过接触点垂直于接触面（或接触面的切面），指向受

力物体

球与面接触的弹力

在接触点与球心连线上，指向受力物体

球与球接触的弹力

垂直于过接触点的公切面，指向受力物体

4.绳和杆的弹力的区别

（1）绳只能产生拉力，不能产生支持力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向．

（2）杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，弹力的方向可能沿着杆，也可能不沿杆．

典例剖析

例1　画出下列物体A受力的示意图．

思维突破　判断弹力方向时需特别关注的是：

（1）绳与杆的区别，绳的拉力一定沿绳，杆的弹力可沿任意方向．

（2）有形变才有弹力，只接触无形变时不产生弹力，如上题中（3）小题．（3）利用牛顿定律，根据物体运动状态确定弹力的方向．

跟踪训练1　画出下图中物体A所受弹力的示意图．（所有接触面均光滑）

考点二　弹力大小的计算

考点解读

1．分析判断弹力的方向是计算弹力大小的基础．

2．处于平衡状态的物体所受弹力大小根据平衡方程计算．

3．有加速度的物体所受弹力大小根据牛顿第二定律计算．

典例剖析

图3

例2　如图3所示，用轻质细杆连接的A、B两物体正沿着倾角为θ

的斜面匀速下滑，已知斜面的粗糙程度是均匀的，A、B两物体与斜

面的接触情况相同．试判断A和B之间的细杆上是否有弹力．若有

弹力，求出该弹力的大小；若无弹力，请说明理由．

思维突破　本例是一道通过计算判断弹力有无的题目，涉及三种重要的物理思维方法：

一种是假设法；一种是整体法和隔离法．本例中先用整体法求出动摩擦因数，再用隔离法计算弹力大小；一种是正交分解法．在垂直斜面和沿斜面两个方向上列方程，从而解出杆的拉力．

图4

跟踪训练2两个完全相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的

两根细线悬挂在水平天花板上的同一点O，再用长度相同的细线连

接A、B两小球，如图4所示．然后用一水平向右的力F拉小球A，

使三线均处于直线状态，此时OB线恰好位于竖直方向，且两小球都静止，小球可视为质点，则拉力F的大小为（　　）

A．0B.mgC.mgD．mg

考点三　弹簧模型

考点解读

中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有如下几个特性：

（1）弹簧产生的弹力遵循胡克定律F＝kx，其中x是弹簧的形变量．

（2）轻：

即弹簧（或橡皮绳）的重力可视为零．由此特点可知，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等．

（3）弹簧既能受拉力，也能受压力（沿着弹簧的轴线），橡皮绳只能受拉力，不能受压力，分析含弹簧问题时要特别注意．

（4）由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失．

典例剖析

图5

例3　如图5所示，斜面倾角为60°，10kg的物体通过弹簧与斜面上的固定板相连，已知弹簧的劲度系数k＝100N/m，当弹簧长度为22cm和8cm时，物体分别位于A点和B点，且此两点是物体刚好可以平衡的点，试求斜面与物体间的动摩擦因数．

思维突破　当不能确定弹簧处于拉伸状态还是压缩状态时，一般情况下可以假设其处于某种状态，列出相应的方程，因为伸长量x＝L－L0而压缩量x＝L0－L，两者均与弹力反向，故无论假设是否正确，均不影响计算结果．

图6

跟踪训练3　如图6所示，在动力小车上固定一直角硬杆ABC，分

别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来．轻

弹簧的劲度系数为k，小球P的质量为m，当小车沿水平地面以

加速度a向右运动而达到稳定状态时，轻弹簧保持竖直，而细线

与杆的竖直部分的夹角为θ，试求此时弹簧的形变量．

　　　　　　　　　3.“假设法”判断弹力的有无

图7

例4　如图7所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的

同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F

作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰

好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的

（　　）

　A．F1B．F2C．F3D．F4

方法提炼　“假设法”或“撤离法”：

可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的状态，若能，则与接触物体间无弹力；若不能，则与接触物体间有弹力．

图8

跟踪训练4　如图8所示，小车内放有一物体，物体刚好可放入车箱

中，小车在水平面上向右运动，下列说法正确的有（　　）

A．若小车做匀速运动，则物体只受两个力作用

B．若小车做匀加速运动，则物体受到车箱前壁的作用

C．若小车做匀减速运动，则物体受到车箱前壁的作用

D．若小车做匀速运动，则物体受三个力作用

A组　力的基本概念和重力

1．关于力的概念，下列说法正确的是（　　）

A．一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力

B．力可以从一个物体传给另一个物体

C．只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用

D．一个受力物体可以不对其他物体施力

2．下列关于力及重力的说法中正确的是（　　）

A．相距一定距离的两磁体间有相互作用力，说明力的作用可以不需要物质传递

B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用

C．形状规则的物体，其重心一定在其几何中心

D．物体重力的大小总是等于它对竖直弹簧秤的拉力

B组　弹力的分析与判断

图9

3.两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db（da>db）．将a、

b球依次放入一竖直放置、内直径为d（da

所示．设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为F1和F2，筒底所

受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g.若所有接触面都是光滑的，则

（　　）

A．F＝（ma＋mb）g，F1＝F2

B．F＝（ma＋mb）g，F1≠F2

C．mag

D．mag

4.如图10所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为（　　）

图10

A.B.

C.D.

图11

5．如图11所示，将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、

4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°.假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为（　　）

A.B