高三新高考物理一輪人教版學(xué)案第二章第1課時(shí)重力彈力

第二章eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,)))相互作用[定標(biāo)——核心素養(yǎng)]物理觀念知道力的概念及重力、彈力、摩擦力，知道力的合成、分解和力的平衡?？茖W(xué)思維掌握受力分析，掌握整體法、隔離法，掌握平衡條件和動(dòng)態(tài)平衡的分析?？茖W(xué)探究會(huì)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系和力的平行四邊形定則?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任認(rèn)識(shí)力的平衡和生活、科技等方面的聯(lián)系。[定位——主干知識(shí)]1.形變、彈性、胡克定律2．滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力3．矢量和標(biāo)量4．力的合成和分解5．共點(diǎn)力的平衡6．實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系7．實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律第1課時(shí)重力彈力eq\a\vs4\al(基礎(chǔ)自修課)必備知識(shí)(一)重力1．[重心和重力的方向](多選)如圖所示，兩輛車(chē)在以相同的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識(shí)你可以得出的結(jié)論是()A．物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)B．重力的方向總是垂直向下的C．物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布有關(guān)D．物體只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用[系統(tǒng)歸納]重心與物體形狀、質(zhì)量分布情況的關(guān)系2．[重心位置的判斷](多選)在新教材魯科版第一冊(cè)教材中有以下四幅圖片，在圖片對(duì)應(yīng)的情境中人或物體的重心位置將會(huì)下降的是()對(duì)重心的三點(diǎn)提醒(1)重心不是重力的真實(shí)作用點(diǎn)，重力作用在整個(gè)物體上，重心是重力的等效作用點(diǎn)。(2)重心不是物體上最重的一點(diǎn)，也不一定是物體的幾何中心。(3)重心在物體上的相對(duì)位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，重心可以不在物體上。3．[重力的大小](多選)一個(gè)物體所受重力在下列哪些情況下會(huì)發(fā)生變化()A．把它從地面拿到山頂 B．把它送到火星上去C．把它放到水里 D．改變它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)重力的大小重力的大小用G＝mg計(jì)算，重力與物體在地球上的位置有關(guān)，與環(huán)境和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。[精解詳析]1．選AC重力作用于物體的各部分，重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，A正確，D錯(cuò)誤；重力的方向總是豎直向下的，B錯(cuò)誤；物體的形狀和質(zhì)量分布影響物體的重心位置，C正確。2．選AB向“上”滾的圓錐重心是向下移動(dòng)的，所以圓錐才會(huì)滾動(dòng)，選項(xiàng)A正確；我國(guó)古代的汲水瓶未裝水時(shí)，重心較高，它會(huì)傾倒使水自動(dòng)流進(jìn)去，汲滿(mǎn)水的汲水瓶重心將會(huì)下降，提繩時(shí)瓶會(huì)被直立著提上來(lái)，選項(xiàng)B正確；用一根手指頂穩(wěn)盤(pán)子，盤(pán)子的重心相對(duì)地面不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；跳高運(yùn)動(dòng)員起跳過(guò)程中重心升高，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3．選AB根據(jù)重力的計(jì)算公式G＝mg知，重力的大小不但與物體的質(zhì)量有關(guān)，還與重力加速度的大小有關(guān)，而重力加速度的大小與在地球上的位置、離地面的高度有關(guān)，不同的天體對(duì)應(yīng)的重力加速度也不同，所以正確選項(xiàng)是A、B。必備知識(shí)(二)彈力1．[彈力有無(wú)的判斷](1)[條件法、假設(shè)法]在下列四個(gè)圖中，物體a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，a、b間一定有彈力的是()(2)[狀態(tài)法]小車(chē)上固定一根彈性直桿A，桿頂固定一個(gè)小球B(如圖所示)，現(xiàn)讓小車(chē)從固定的光滑斜面上自由下滑，在選項(xiàng)圖所示的情況中桿發(fā)生了不同的形變，其中正確的是()[系統(tǒng)歸納]判斷彈力有無(wú)的三法(1)條件法：看是否接觸，有無(wú)彈性形變。(2)假設(shè)法：以下圖為例說(shuō)明。具體方法結(jié)果結(jié)論解除接觸面去除接觸面a球保持靜止a對(duì)球無(wú)彈力假設(shè)有彈力a對(duì)球有彈力球向右滾動(dòng)a對(duì)球無(wú)彈力b對(duì)球有彈力球仍保持靜止b對(duì)球有彈力(3)狀態(tài)法：看是否平衡、有無(wú)加速度、加速度的方向如何。2．[彈力方向的判斷](1)接觸方式(試畫(huà)出各彈力的方向)面與面點(diǎn)與面點(diǎn)與曲面曲面與平面(2)輕繩、輕桿、輕彈簧(試畫(huà)出各彈力的方向)繩的彈力一定沿繩桿的彈力不一定沿桿彈簧分拉伸、壓縮,彈力方向的判斷(1)接觸方式①面與面——垂直于接觸面②點(diǎn)與面——不看點(diǎn)只看面③點(diǎn)與曲面——垂直于過(guò)點(diǎn)的切面④曲面與平面——過(guò)切點(diǎn)垂直于平面⑤曲面與曲面——過(guò)切點(diǎn)垂直于公切面(2)繩和輕桿①細(xì)繩中的“活結(jié)”兩側(cè)實(shí)際是同一根細(xì)繩，“死結(jié)”兩側(cè)是兩根不同的細(xì)繩。②輕桿模型中，桿頂端所受的各力中，除桿的彈力外，如果其他力的合力沿著桿的方向，則桿的彈力必然沿著桿；如果其他力的合力不沿著桿，則桿的彈力也不會(huì)沿著桿。(3)判斷彈力方向的一般步驟①確定物體之間彈力作用的類(lèi)型。②確定產(chǎn)生彈力的物體。③找出使物體發(fā)生形變的外力方向。④確定物體形變的方向。⑤確定物體產(chǎn)生的彈力方向。3．[彈力大小的計(jì)算](1)[彈簧——應(yīng)用胡克定律]如圖所示，一根彈簧其自由端不懸掛重物時(shí)，指針正對(duì)刻度5，在彈性限度內(nèi)，當(dāng)掛上1個(gè)80N的重物時(shí)，指針正對(duì)刻度45，若指針正對(duì)刻度35，應(yīng)掛重物的重力是()A．40N B．50NC．60N D．70N(2)[平衡體——應(yīng)用平衡條件]如圖甲所示，為某公園的一座七孔橋，如圖乙是七孔橋正中央一孔，位于中央的楔形石塊1，左側(cè)面與豎直方向的夾角為θ，右側(cè)面豎直。若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊1左、右兩側(cè)面所受彈力的比值為()A.eq\f(1,tanθ) B．sinθC.eq\f(1,cosθ) D.eq\f(1,2cosθ)(3)[非平衡體——應(yīng)用牛頓第二定律](多選)如圖所示為位于水平面上的小車(chē)，固定在小車(chē)上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球?，F(xiàn)使小車(chē)以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．桿對(duì)小球的彈力豎直向上B．桿對(duì)小球的彈力沿桿向上C．桿對(duì)小球的彈力大小可能為eq\f(mg,cosθ)D．桿對(duì)小球的彈力大小為F＝eq\r(mg2＋ma2)彈力大小的計(jì)算(1)彈簧彈力的計(jì)算①明確彈簧的原長(zhǎng)、彈簧的總長(zhǎng)和彈簧的伸長(zhǎng)。②看清彈簧是被拉伸還是被壓縮，拉伸量與壓縮量相等時(shí)彈力大小相等、方向相反。(2)平衡法的應(yīng)用①明確是二力平衡還是多力平衡。②物體有加速度時(shí)不能應(yīng)用平衡法，需要根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算。(3)應(yīng)用牛頓第二定律計(jì)算彈力①對(duì)物體受力分析，畫(huà)出受力圖。②應(yīng)用牛頓第二定律，沿加速度的方向和垂直于加速度方向列方程。③求解彈力的大小和方向，并判斷結(jié)果的合理性。[精解詳析]1．(1)B(2)選C小車(chē)在光滑斜面上自由下滑，則加速度a＝gsinθ(θ為斜面的傾角)，由牛頓第二定律可知小球所受重力和桿的彈力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsinθ，則桿的彈力方向垂直于斜面向上，桿不會(huì)發(fā)生彎曲，C正確。3．(1)選C由胡克定律F＝kx得：G1＝k(45－5)，G2＝k(35－5)，解以上兩式得G2＝60N，C正確。(2)選C對(duì)石塊1受力分析如圖，則石塊1左、右兩側(cè)面所受彈力的比值eq\f(F1,F2)＝eq\f(1,cosθ)，故C正確。(3)選CD設(shè)桿對(duì)小球的彈力F在豎直方向的合力為Fy，水平方向的分力為Fx，由牛頓第二定律可知，F(xiàn)y＝mg，F(xiàn)x＝ma，F(xiàn)＝eq\r(mg2＋ma2)，當(dāng)eq\f(ma,mg)＝tanθ時(shí)，即a＝gtanθ時(shí)，桿對(duì)球的彈力沿桿向上，此時(shí)F＝eq\f(mg,cosθ)，綜上所述，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤，選項(xiàng)C、D均正確。eq\a\vs4\al([本課小結(jié)與自主評(píng)價(jià)])[課堂鞏固落實(shí)]1．學(xué)習(xí)完圓周運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力內(nèi)容后再看“重力是由于地球的吸引而使物體受到的力”這句話(huà)，從中體會(huì)物理語(yǔ)言的嚴(yán)謹(jǐn)與美妙。2．胡克定律對(duì)輕彈簧、橡皮筋均適用，前提是形變量在彈性限度內(nèi)。3．一根繩上的張力各處大小都相等，但要理解好什么樣的繩叫“一根繩”。4．物體對(duì)支持面的壓力的大小不一定等于物體重力的大小。1．下列畫(huà)出的彈力FN的示意圖，合理的是()解析：選DA圖中彈力FN的方向應(yīng)指向球心，B圖中彈力FN的方向應(yīng)豎直向上，C圖中彈力FN的方向應(yīng)豎直向上，D圖中FN的方向應(yīng)垂直于桿斜向上，故選項(xiàng)D正確。2．(多選)如圖所示是鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長(zhǎng)度都是40cm，某人用600N的力把它們拉長(zhǎng)至1.6m，則()A．人的每只手受到拉力器的拉力為300NB．每根彈簧的彈力為150NC．每根彈簧的勁度系數(shù)為125N/mD．每根彈簧的勁度系數(shù)為500N/m解析：選BC每只手的拉力均為600N，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；每根彈簧的彈力為F＝eq\f(600,4)N＝150N，故選項(xiàng)B正確；每根彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(F,x)＝eq\f(150,1.6－0.4)N/m＝125N/m，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。3.如圖所示，小車(chē)內(nèi)一根輕質(zhì)彈簧沿豎直方向和一條與豎直方向成α角的細(xì)繩拴接一小球。當(dāng)小車(chē)和小球相對(duì)靜止，一起在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．若小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩對(duì)小球一定有拉力B．若小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧對(duì)小球不一定有彈力C．若小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩對(duì)小球不一定有拉力D．若小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)，彈簧對(duì)小球不一定有彈力解析：選D若小球與小車(chē)一起勻速運(yùn)動(dòng)，則細(xì)繩對(duì)小球無(wú)拉力，彈簧對(duì)小球一定有彈力；若小球與小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)，則細(xì)繩一定有拉力；若小球與小車(chē)有向右的加速度a＝gtanα，則輕彈簧對(duì)小球無(wú)彈力，故D項(xiàng)正確。4.(多選)如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝3N，GB＝4N。A用細(xì)線(xiàn)懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F＝2N，則細(xì)線(xiàn)中的張力T及B對(duì)地面的壓力N的可能值分別是()A．5N和6N B．5N和2NC．1N和6N D．1N和2N解析：選BC如果彈簧處于被拉伸的狀態(tài)，會(huì)向下拉A，向上提B，則對(duì)物體A、B，有T＝GA＋F＝5N，N＝GB－F＝2N，選項(xiàng)B正確；如果彈簧處于被壓縮的狀態(tài)，會(huì)向上推A，向下壓B，則T′＝GA－F＝1N，N′＝GB＋F＝6N，選項(xiàng)C正確。5.(2021·衡水中學(xué)月考)(多選)如圖所示為緩慢關(guān)門(mén)時(shí)(關(guān)門(mén)方向?yàn)閳D中箭頭方向)門(mén)鎖的示意圖，若彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，則下列說(shuō)法正確的是()A．關(guān)門(mén)時(shí)鎖殼對(duì)