高考物理重力弹力专题复习带答案.docx
《高考物理重力弹力专题复习带答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理重力弹力专题复习带答案.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考物理重力弹力专题复习带答案
2020年高考物理重力-弹力专题复习
（精选高考真题+详细教案讲义，值得下载）
（1）自由下落的物体所受重力为零。
（×）
（2）重力的方向不一定指向地心。
（√）
（3）弹力一定产生在相互接触的物体之间。
（√）
（4）相互接触的物体间一定有弹力。
（×）
（5）F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。
（×）
（6）弹簧的形变量越大，劲度系数越大。
（×）
（7）弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。
（√）
胡克定律是英国科学家胡克发现的。
突破点
（一） 弹力的有无及方向判断
1．弹力有无的判断“三法”
（1）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。
多用来判断形变较明显的情况。
（2）假设法：
对形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，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，则此处一定存在弹力。
（3）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是否存在弹力。
2．弹力方向的确定
[题点全练]
1.
（2019·如东中学月考）如图所示，跳板运动员的起跳过程中，跳板对运动员脚尖的弹力的方向为（ ）
A．竖直向上
B．竖直向下
C．垂直跳板斜向上
D．沿跳板方向
解析：
选C 该情景相当于点面接触，故弹力方向应垂直接触面指向受力物体，即垂直跳板斜向上，C正确。
2．[多选]（2018·启东期末）如图所示的对物体A的四幅受力图中，正确的是（ ）
解析：
选BD A处于静止，则杆一定受球面或地面的摩擦力，故A错误；A一定受地面的支持力及重力，球与斜面没有挤压，故不受斜面的弹力，故B正确；物体匀速下滑，则物体一定受力平衡，而图中很明显合力不可能为零，故C错误；对A分析，A处于平衡状态，合力为零，故一定受向上的摩擦力，摩擦力与支持力的合力与重力等大反向，故D正确。
突破点
（二） 弹力的分析与计算
[典例] （2018·天门期末）三个质量均为2kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。
开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。
现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，取g＝10m/s2。
则该过程p弹簧的左端向左移动的距离为多少？
[解析] 刚开始弹簧q处于压缩状态，设其压缩量为x1，则根据胡克定律有：
x1＝
＝
m＝0.04m＝4cm
最终c木块刚好离开水平地面，弹簧q处于拉伸状态，设其拉伸量为x2，则：
x2＝
＝
m＝0.04m＝4cm
c木块刚好离开水平地面时，拉弹簧p的水平拉力大小为：
F＝2mg＝4×10N＝40N
则弹簧p的伸长量为：
x3＝
＝
m＝0.08m＝8cm
p弹簧左端向左移动的距离：
x＝x1＋x2＋x3＝4cm＋4cm＋8cm＝16cm。
[答案] 16cm
[方法规律]
计算弹力的四种方法
（1）根据胡克定律计算。
（2）根据力的平衡条件计算。
（3）根据牛顿第二定律计算。
（4）根据动能定理计算。
[集训冲关]
1．（2016·江苏高考）一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下伸长了2cm，弹簧未超出弹性限度。
则该弹簧的劲度系数为（ ）
A．40m/N B．40N/m
C．200m/ND．200N/m
解析：
选D 由F＝kx知，弹簧的劲度系数k＝
＝
N/m＝200N/m，选项D正确。
2.如图所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力（ ）
A．大小为7.5N
B．大小为10N
C．方向与水平方向成53°角斜向右下方
D．方向与水平方向成53°角斜向左上方
解析：
选D 对球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力与绳子对球的拉力的合力，与球的重力等值反向，则AB杆对球的作用力大小F＝
＝12.5N，A、B错误；设AB杆对球的作用力与水平方向夹角为α，可得tanα＝
＝
，α＝53°，故D项正确。
平衡中的弹簧问题：
弹簧可以发生压缩形变，也可以发生拉伸形变，其形变方向不同，弹力的方向也不同。
在平衡问题中，常通过轻弹簧这种理想化模型，设置较为复杂的情景，通过物体受力平衡问题分析弹簧的弹力。
该类问题常有以下三种情况：
（一）拉伸形变
1.
如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（ ）
A.
∶4 B．4∶
C．1∶2D．2∶1
解析：
选D 将两小球及弹簧B视为一个整体系统，该系统水平方向受力平衡，故有kΔxAsin30°＝kΔxC，可得ΔxA∶ΔxC＝2∶1，D项正确。
（二）压缩形变
2.
[多选]（2018·泰州模拟）某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。
其中k1、k2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧。
下列表述正确的是（ ）
A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D．垫片向右移动时，两弹簧的形变量不相同
解析：
选BD 劲度系数不同，在相同的压力下形变效果不同，故缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A错误；垫片向右移动时，两个弹簧的长度减小，而两弹簧是串联关系，故产生的弹力大小始终相等，故B正确；垫片向右移动时，根据胡克定律公式F＝kx，劲度系数不同，故形变量不同；故C错误，D正确。
（三）形变未知
3.
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12N，轻绳的拉力为10N，水平轻弹簧的弹力为9N，求轻杆对小球的作用力。
解析：
（1）弹簧向左拉小球时：
设杆的弹力大小为F，与水平方向的夹角为α，小球受力如图甲所示。
由平衡条件知：
代入数据解得：
F＝5N，α＝53°即杆对小球的作用力大小为5N，方向与水平方向成53°角斜向右上方。
（2）弹簧向右推小球时，
小球受力如图乙所示：
由平衡条件得：
代入数据解得：
F≈15.5N，α＝π－arctan
。
即杆对小球的作用力大小约为15.5N，方向与水平方向成arctan
斜向左上方。
答案：
见解析
课时跟踪检测（四）重力弹力
对点训练：
对力、重力概念的理解
1．足球运动是深受青少年喜爱的项目之一，如图所示为四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对草地的压力就是它的重力
B．乙图中，静止在水平地面上的两个足球由于接触而一定受到相互作用的弹力
C．丙图中，落在球网中的足球会受到弹力是由于球网发生了形变
D．丁图中，被踢出的足球受到重力、脚对球的弹力
解析：
选C 静止在草地上的足球对草地的压力是由于足球发生形变产生对草地的弹力，不是它的重力，故A错误；静止的两个足球如果没有弹性形变，则没有受到相互作用的弹力，则B错误；进球时，足球撞到网上，球网被撑开，由于网的形变，而使足球受到了弹力，故C正确；球踢出的瞬间，运动员对足球有弹力作用，足球被踢出后只受重力，则D错误。
2．[多选]（2019·南通、盐城联考）关于重力和弹力，下列说法正确的是（ ）
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．任何几何形状规则的物体的重心必与其几何中心重合
C．用一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，是由于木头发生形变产生的
D．挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变产生的
解析：
选AD 物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力等效集中于一点，这点叫做重心，故A正确；重心位置与质量分布和物体的形状有关，故B错误；用一根竹竿拨动水中的木头，木头受到的竹竿的弹力，是由于竹竿发生形变对木头产生的，故C错误；挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变对电灯产生的，故D正确。
对点训练：
弹力的有无及方向判断
3.高杆船技是浙江嘉兴文化古镇（乌镇）至今仍保留并演出的传统民间杂技艺术，表演者爬上固定在船上的竹竿，模拟蚕宝宝吐丝作茧的动作祈愿蚕茧丰收。
如图所示，此时表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上，则下列说法正确的是（ ）
A．表演者对竹竿的弹力是由竹竿形变产生的
B．表演者对竹竿的力竖直向下
C．表演者对竹竿的摩擦力一定为零
D．表演者对竹竿的力大于竹竿对表演者的力
解析：
选B 表演者对竹竿的弹力是由表演者发生形变产生的，故A错误；因为表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上，受重力、弹力和摩擦力作用，且处于平衡状态，故竹竿对表演者的力竖直向上，根据牛顿第三定律可知表演者对竹竿的力竖直向下，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律可知，表演者对竹竿的力等于竹竿对表演者的力，故D错误。
4.
在半球形光滑碗内斜放一根筷子，如图所示，筷子与碗的接触点分别为A、B。
则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为（ ）
A．均指向球心O
B．A点处指向球心O，B点处竖直向上
C．A点处平行于筷子向上，B点处垂直于筷子斜向上
D．A点处指向球心O，B点处垂直于筷子斜向上
解析：
选D 在A点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在碗的内表面（半球面）上滑动，所以在A点处的接触面是半球面在该点处的切面，弹力与切面垂直，即指向球心O。
在B点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动，所以在B点处的接触面与筷子平行，弹力垂直于筷子斜向上，故D正确，A、B、C错误。
5．如图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态。
若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是（ ）
A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用
B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C．量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用
解析：
选A 如果将各容器的侧壁搬离，我们可以知道钢球还能处于静止状态，所以各容器的侧壁对钢球均无弹力作用，故A正确，B、C、D错误。
6．[多选]两光滑小球A、B靠在一起，处于静止状态，相互间一定有弹力作用的是（ ）
解析：
选AD 对A项分析，两个小球所受的重力与绳子的拉力不是一对平衡力，所以这两个小球都受到了对方的弹力作用，A正确；B、C项中两个小球间假设存在弹力，则在水平方向上受力不平衡，不能保持静止，故假设不成立，故两球之间没有弹力存在，B、C错误；对D项分析，两球存在相互挤压，故一定存在弹力作用，D正确。
对点训练：
弹力的分析与计算
7.如图所示，在粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接，木块与地面之间的动摩擦因数均为μ。
现用一水平力F向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离为（ ）
A．l＋
B．l＋
C．l＋
D．l＋
解析：
选A 对木块1研究，木块1受到重力、弹簧的弹力、地面的支持力和摩擦力，根据平衡条件可知弹簧的弹力F弹＝μm1g，又由胡克定律得到弹簧拉伸的形变量x＝
＝
，所以两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是：
s＝l＋x＝l＋
，故选项A正确，B、C、D错误。
8.（2018·宁波联考）如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3N，GB＝4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2N，则
升级会员 