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1、2019-2020年高考物理一轮复习专题2.1力、重力、弹力教学案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.一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。2.大小:与物体的质量成正比,即G=mg。可用弹簧测力计测量重力。3.方向:总是竖直向下的。4.重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。5.重心位置的确定质量分布均匀的规则物体,重心在其几何中心;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用悬挂法确定。二、形变、弹性、胡克定律1.
2、形变物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。2.弹性(1)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变。(2)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。3.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。(2)产生条件物体相互接触且发生弹性形变。(3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。4.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
3、)表达式:F=kx。①k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。高频考点一 弹力的有无及方向的判断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。此方法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。(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
4、平衡条件判断弹力是否存在。2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。【例1】 画出图4中物体A受力的示意图。图4答案 【变式探究】在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图5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( )图5A.均竖直向上B.均指向球心OC.A点处指向球心O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上解析 碗对筷子A、B两点处的作用力属于弹力,而接触的弹
5、力总是垂直于接触面,因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键。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点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,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,此处的弹力垂直于筷子斜向上。故选项D正确答案 D高频考点二 弹力的分析与计算首先分析物体的运动情况,然后根据物体的运动状态,利用共点力的平衡条件或牛顿第二定律求弹力。【例2】 (多选)如图6所示,位于水平面上的
6、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( )图6A.小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直于杆向上C.小车向右做匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右做匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上答案 CD【变式探究】如图7所示,杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上,另一端C为一滑轮。重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处,杆恰好平衡。若将绳的A端沿墙缓慢向下
7、移(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则( )图7A.绳的拉力增大,BC杆受绳的压力增大B.绳的拉力不变,BC杆受绳的压力增大C.绳的拉力不变,BC杆受绳的压力减小D.绳的拉力不变,BC杆受绳的压力不变解析 选取绳子与滑轮的接触点为研究对象,答案 B高频考点三 胡克定律的应用【例3】 如图8所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且弹簧均在弹性限度
8、内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则x为( )图8A.B.C.D.答案 A【变式探究】如图9所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:图9①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表
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