專題（07）重力　彈力（原卷版）

2021年高考物理一輪復習考點全攻關專題（07）重力彈力（原卷版）雙基過關：一、力1．定義：力是物體與物體間的相互作用．2．作用效果：使物體發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)．3．性質(zhì)：力具有物質(zhì)性、相互性、矢量性、獨立性等特征．4．四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用．二、重力1．產(chǎn)生：由于地球吸引而使物體受到的力．注意：重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的一個分力．2．大?。篏＝mg，可用彈簧測力計測量．注意：(1)物體的質(zhì)量不會變；(2)G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的．3．方向：總是豎直向下．注意：豎直向下是和水平面垂直向下，不一定和接觸面垂直，也不一定指向地心．4．重心：物體的每一部分都受重力作用，可認為重力集中作用于一點，即物體的重心．(1)影響重心位置的因素：物體的幾何形狀；物體的質(zhì)量分布．(2)不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：懸掛法．注意：重心的位置不一定在物體上．【自測1】下列關于重力的說法中正確的是()A．物體只有靜止時才受重力作用B．重力的方向總是指向地心C．地面上的物體在赤道上所受重力最小D．物體掛在彈簧測力計下，彈簧測力計的示數(shù)一定等于物體的重力三、彈力1．彈力(1)定義：發(fā)生形變的物體由于要恢復原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力．(2)產(chǎn)生條件：①物體間直接接觸；②接觸處發(fā)生形變．(3)方向：總是與施力物體形變的方向相反．2．胡克定律(1)內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈力的大小和彈簧形變大小(伸長或縮短的量)成正比．(2)表達式：F＝kx.①k是彈簧的勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，用符號N/m表示；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定．②x是彈簧長度的變化量，不是彈簧形變以后的長度．【自測2】下列圖中各物體均處于靜止狀態(tài)．圖中畫出了小球A所受彈力的情況，其中正確的是()命題熱點一：1．“三法”判斷彈力有無(1)假設法：假設將與研究對象接觸的物體解除接觸，判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變．若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力．(2)替換法：用細繩替換裝置中的輕桿，看能不能維持原來的力學狀態(tài)．如果能維持，則說明這個桿提供的是沿桿方向的拉力；否則，提供的是其他方向的力．(3)狀態(tài)法：由運動狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合，依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由二力平衡(或牛頓第二定律)列方程，求解物體間的彈力．2．彈力方向的判斷【例1】畫出圖1所示情景中物體A受力的示意圖．圖1【變式1】如圖2所示，小車內(nèi)沿豎直方向的一根輕質(zhì)彈簧和一條與豎直方向成α角的細繩拴接一小球．當小車與小球相對靜止，一起在水平面上運動時，下列說法正確的是()圖2A．細繩一定對小球有拉力的作用B．輕彈簧一定對小球有彈力的作用C．細繩不一定對小球有拉力的作用，但是輕彈簧對小球一定有彈力D．細繩不一定對小球有拉力的作用，輕彈簧對小球也不一定有彈力命題熱點二：1．輕繩、輕桿、彈性繩和輕彈簧的比較輕繩輕桿彈性繩輕彈簧質(zhì)量大小0000受外力作用時形變的種類拉伸形變拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變拉伸形變拉伸形變、壓縮形變受外力作用時形變量大小微小，可忽略微小，可忽略較大，不可忽略較大，不可忽略彈力方向沿著繩，指向繩收縮的方向既能沿著桿，也可以跟桿成任意角度沿著繩，指向繩收縮的方向沿著彈簧，指向彈簧恢復原長的方向彈力大小變化情況可以突變可以突變不能突變不能突變2．計算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律進行求解；(2)根據(jù)力的平衡條件進行求解；(3)根據(jù)牛頓第二定律進行求解．模型1物體與物體間的彈力【例2】如圖3，半圓球P和豎直擋板固定在水平面上，擋板與P相切，光滑小球Q靜止在P和擋板之間．已知Q的質(zhì)量為m，P、Q的半徑之比為4∶1，重力加速度大小為g.則Q對P的壓力大小為()圖3A.eq\f(4mg,3)B.eq\f(5mg,4)C.eq\f(4mg,5)D.eq\f(3mg,4)模型2繩的彈力【例3】如圖4所示，水平直桿OP右端固定于豎直墻上的O點，長為L＝2m的輕繩一端固定于直桿P點，另一端固定于墻上O點正下方的Q點，OP長為d＝1.2m，重為8N的鉤碼用質(zhì)量不計的光滑掛鉤掛在輕繩上且處于靜止狀態(tài)，則輕繩的彈力大小為()圖4A．10NB．8NC．6ND．5N模型3彈簧的彈力【例4】如圖5所示，固定光滑直桿傾角為30°，質(zhì)量為m的小環(huán)穿過直桿，并通過彈簧懸掛在天花板上，小環(huán)靜止時，彈簧恰好處于豎直位置，現(xiàn)對小環(huán)施加沿桿向上的拉力F，使環(huán)緩慢沿桿滑動，直到彈簧與豎直方向的夾角為60°.整個過程中，彈簧始終處于伸長狀態(tài)，以下判斷正確的是()圖5A．彈簧的彈力逐漸增大B．彈簧的彈力先減小后增大C．桿對環(huán)的彈力逐漸增大D．拉力F先增大后減小模型4桿的彈力【例5】如圖6所示，與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定，另一端固定一個質(zhì)量為m的小球，水平輕質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為eq\f(3,4)mg(g表示重力加速度)，則輕桿對小球的彈力大小為()圖6A.eq\f(5,3)mgB.eq\f(3,5)mgC.eq\f(4,5)mgD.eq\f(5,4)mg命題熱點三：“活結(jié)”和“死結(jié)”與“動桿”和“定桿”問題類型1“活結(jié)”和“死結(jié)”問題1．活結(jié)：當繩繞過光滑的滑輪或掛鉤時，由于滑輪或掛鉤對繩無約束，因此繩上的力是相等的，即滑輪只改變力的方向不改變力的大小．2．死結(jié)：若結(jié)點不是滑輪或掛鉤，而是固定點時，稱為“死結(jié)”結(jié)點，則兩側(cè)繩上的彈力不一定相等．【例6】如圖7所示，一不可伸長的輕繩左端固定于O點，右端跨過位于O′點的光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為1kg的物體，OO′段水平，O、O′間的距離為1.6m，繩上套一可沿繩自由滑動的輕環(huán)，現(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼(圖中未畫出)，平衡后，物體上升0.4m，物體未碰到定滑輪．則鉤碼的質(zhì)量為()圖7A．1.2kgB．1.6kgC.eq\r(2)kgD.eq\f(\r(2),2)kg類型2“動桿”和“定桿”問題1．動桿：若輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當桿處于平衡時，桿所受到的彈力方向一定沿著桿，否則會引起桿的轉(zhuǎn)動．如圖8甲所示，若C為轉(zhuǎn)軸，B為兩繩的結(jié)點，則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動中，彈力方向始終沿桿的方向．2．定桿：若輕桿被固定不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向，如圖乙所示．圖8【例7】如圖9為兩種形式的吊車的示意圖，OA為可繞O點轉(zhuǎn)動的輕桿，輕桿的重力不計，AB為纜繩，當它們吊起相同重物時，桿OA在圖(a)、(b)中的受力分別為Fa、Fb，則下列關系正確的是()圖9A．Fa＝Fb B．Fa>FbC．Fa<Fb D．大小不確定【變式2】(多選)如圖10所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿，A端用鉸鏈固定，滑輪在A點正上方(滑輪大小及摩擦均可不計)，B端吊一重物．現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力F將B端緩慢上拉，在AB桿達到豎直前()圖10A．繩子拉力不變 B．繩子拉力減小C．AB桿受力增大 D．AB桿受力不變課時精練一、雙基鞏固練1．(多選)關于彈力，下列說法正確的是()A．彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反B．輕繩中的彈力方向一定沿著繩并指向繩收縮的方向C．輕桿中的彈力方向一定沿著輕桿D．在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的形變量成正比2．水平桌面上覆蓋有玻璃板，玻璃板上放置一木塊，下列說法正確的是()A．木塊受到的彈力是由于木塊的彈性形變要恢復造成的，玻璃板沒有形變B．木塊受到的重力就是木塊對玻璃板的壓力C．木塊對玻璃板的壓力與玻璃板對木塊的支持力從性質(zhì)上來說都是彈力D．木塊對玻璃板的壓力大小等于玻璃板對木塊的支持力大小，因此二者合力為零3．如圖1所示的四個圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈連接，且系統(tǒng)均處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)用等長的輕繩來代替輕桿，若要求繼續(xù)保持平衡()圖1A．圖中的AB桿可以用輕繩代替的有甲、乙、丙B．圖中的AB桿可以用輕繩代替的有甲、丙、丁C．圖中的BC桿可以用輕繩代替的有乙、丙、丁D．圖中的BC桿可以用輕繩代替的有甲、乙、丁4．如圖2所示的裝置中，各小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細線的質(zhì)量均不計，一切摩擦忽略不計，平衡時各彈簧的彈力大小分別為F1、F2、F3，其大小關系是()圖2A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2二、綜合提升練5.如圖3所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個質(zhì)量為1kg的小球，小球處于靜止狀態(tài)．取g＝10m/s2.則彈性桿對小球的作用力()圖3A．大小為5eq\r(3)N，方向垂直于斜面向上B．大小為10N，方向垂直于斜面向上C．大小為5N，方向垂直于斜面向上D．大小為10N，方向豎直向上6.如圖4所示，六根原長均為l的輕質(zhì)細彈簧兩兩相連，在同一平面內(nèi)六個大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下，形成一個穩(wěn)定的正六邊形．已知正六邊形外接圓的半徑為R，每根彈簧的勁度系數(shù)均為k，彈簧在彈性限度內(nèi)，則F的大小為()圖4A.eq\f(k,2)(R－l) B．k(R－l)C．k(R－2l) D．2k(R－l)7．如圖5所示，細繩一端固定在A點，跨過與A等高的光滑定滑輪B后在另一端懸掛一個沙桶Q.現(xiàn)有另一個沙桶P通過光滑輕質(zhì)掛鉤掛在AB之間，穩(wěn)定后掛鉤下降至C點，∠ACB＝120°，下列說法正確的是()圖5A．若只增加Q桶內(nèi)的沙子，再次平衡后C點位置不變B．若只增加P桶內(nèi)的沙子，再次平衡后C點位置不變C．若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的沙子，再次平衡后C點位置不變D．若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的沙子，再次平衡后沙桶Q位置上升8.(