新高考物理一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理+分層練習(xí)專題07 重力和彈力（含解析）

2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練專題07重力和彈力導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1重力和重心目標(biāo)2判定彈力有無(wú)目標(biāo)3彈力的方向目標(biāo)4彈力的大小【知識(shí)導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】一、重力和重心1．產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力．2．大?。篏＝mg.3．方向：總是豎直向下．4．重心：因?yàn)槲矬w各部分都受重力的作用，從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心．特別提醒：(1)重力的方向不一定指向地心．(2)并不是只有重心處才受到重力的作用．【例1】近日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——世界上容量最大超重力離心模擬與實(shí)驗(yàn)裝置的主機(jī)室基坑，完成開挖，就在杭州未來(lái)科技城。關(guān)于重心、重力和重力加速度，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體的重心一定與它的幾何中心重合，重心都在物體內(nèi)，不可能在物體外B．一繩子將物體懸掛起來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體的重心在繩子的延長(zhǎng)線上C．地球表面的自由落體加速度隨緯度的增大而增大D．物體所受重力的施力物體是地球，方向總是垂直地面向下【答案】BC【詳解】A．質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，它的重心才與它的幾何中心重合，所以物體的重心不一定在物體的幾何中心上，也不一定在物體上，A錯(cuò)誤；B．用懸掛法找物體重心時(shí)，物體所受重力與懸繩拉力是一對(duì)平衡力，它們大小相等、方向相反，因此重心一定在懸繩的延長(zhǎng)線上，B正確；C．地球表面的自由落體加速度隨緯度的增大而增大，C正確；D．物體所受重力的方向總是豎直向下，D錯(cuò)誤。故選BC。判定彈力有無(wú)1．條件法：根據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個(gè)條件——接觸和發(fā)生彈性形變直接判斷。2．假設(shè)法：假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)。若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。3．狀態(tài)法：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由平衡條件或牛頓第二定律進(jìn)行判斷?！纠?】下列對(duì)圖中彈力的判斷說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，小球隨車廂一起向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，車廂左壁對(duì)小球有彈力B．圖乙中，小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，斜面對(duì)小球有彈力C．圖丙中，小球被a、b兩輕繩懸掛著處于靜止，其中a繩豎直，b繩對(duì)小球有彈力D．圖丁中，兩相同球各自被長(zhǎng)度一樣的豎直輕繩拉住而靜止，則兩球間有彈力【答案】B【詳解】A．假設(shè)車廂左壁對(duì)小球有彈力，則小球不能隨車廂一起向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，故小球受到重力和車底板對(duì)小球的支持力，車廂左壁對(duì)小球無(wú)彈力，故A錯(cuò)誤；B．假設(shè)斜面對(duì)小球沒(méi)有彈力，小球?qū)⒃诩?xì)線拉力和重力作用下處于豎直狀態(tài)，故斜面對(duì)小球有彈力，故B正確；C．假設(shè)b繩對(duì)小球有彈力，則小球在水平方向合力不為零，小球無(wú)法處于靜止，故b繩對(duì)小球無(wú)彈力，故C錯(cuò)誤；D．假設(shè)兩球間有彈力，則細(xì)線不可能處于豎直狀態(tài)，故兩球間無(wú)彈力，故D錯(cuò)誤。故選B。彈力的方向【例3】臺(tái)球沿桌面以速度v0的速度與球桌邊框成SKIPIF1<0角撞擊擊框上的O點(diǎn)，反彈后速度為v1，方向與球桌邊框夾角仍為SKIPIF1<0，如圖所示OB垂直桌邊，則桌邊給球的彈力方向?yàn)椋ǎ〢．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向【答案】B【詳解】桌邊給球的彈力方向應(yīng)該與桌面垂直，即沿著OB方向。故選B。彈力的大小1.彈簧類彈力：（1）由胡克定律知彈力F＝kx，其中x為彈簧的形變量，而不是伸長(zhǎng)或壓縮后彈簧的總長(zhǎng)度；（2）彈簧串聯(lián)時(shí)，各彈簧的彈力大小相等，彈簧的形變量一般不同；串聯(lián)后彈簧的勁度系數(shù)類似電阻并聯(lián)公式：SKIPIF1<0（3）彈簧并聯(lián)時(shí)，各彈簧的形變量相等，彈力一般不同。并聯(lián)后彈簧的勁度系數(shù)類似電阻串聯(lián)公式：SKIPIF1<02.非彈簧類彈力：根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和其他受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律來(lái)綜合確定．【例4】如圖所示為一種傾斜放置的裝取臺(tái)球的裝置。每個(gè)臺(tái)球的質(zhì)量為m，半徑為R，圓筒直徑略大于臺(tái)球的直徑，圓筒底部有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)將筒口處臺(tái)球緩慢取走后，又會(huì)冒出一個(gè)臺(tái)球，剛好到達(dá)被取走臺(tái)球的位置。忽略球與筒間的摩擦力，重力加速度為g。則圓筒與水平面之間的夾角SKIPIF1<0應(yīng)滿足（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【詳解】由題意可知SKIPIF1<0得到SKIPIF1<0則SKIPIF1<0故選B；【多維度分層專練】1．如圖所示，一個(gè)教學(xué)用的直角三角板的邊長(zhǎng)分別為a、b、c，被沿兩直角邊的細(xì)繩A、B懸吊在天花板上，且斜邊c恰好平行天花板，過(guò)直角的豎直線為MN。設(shè)A、B兩繩對(duì)三角形薄板的拉力分別為Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力為在同一平面的共點(diǎn)力，則下列判斷正確的是（）A．薄板的重心在MN線上B．薄板的重心不在MN線上C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<0【答案】AC【詳解】AB．三角形薄板受重力和兩個(gè)拉力處于平衡，三個(gè)力雖然不是作用在同一點(diǎn)，根據(jù)三力匯交原理，三個(gè)力的延長(zhǎng)線必然交于一點(diǎn)，由幾何關(guān)系，三個(gè)力一定交于三角形下面的頂點(diǎn)，所以重心一定在MN線上，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．三角形薄板受力分析如圖：根據(jù)平衡方程SKIPIF1<0；SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。2．如圖是湖邊鐵鏈圍欄，鐵鏈兩端固定在欄柱上，圖中這條鐵重為G，今在鐵鏈最低點(diǎn)用力向下壓，直至鐵鏈繃緊。下壓過(guò)程中鐵鏈的重心位置將（）A．先升高后降低 B．逐漸降低 C．逐漸升高 D．始終不變【答案】C【詳解】根據(jù)能量守恒，鐵鏈最低點(diǎn)在外力作用下下移，直至鐵鏈繃緊的過(guò)程中，外力做正功，外部輸入的能量轉(zhuǎn)化為鐵鏈系統(tǒng)的機(jī)械能，忽略動(dòng)能增加，則鐵鏈的重力勢(shì)能增加，所以其重心在逐漸升高，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。3．將一物塊分成相等的A、B兩部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用繩子拴在天花板上，繩子處于豎直伸直狀態(tài)，整個(gè)裝置靜止，則（）A．繩子上拉力可能為零 B．地面受到的壓力可能為零C．地面與物體間可能存在摩擦力 D．AB之間一定存在摩擦力【答案】A【詳解】A．以整體為研究對(duì)象，當(dāng)重力和支持力相等時(shí)繩子上拉力為零，故A正確；B．地面受到的壓力最小時(shí)等于B的重力，故B錯(cuò)誤；C．以整體為研究對(duì)象，水平方向如果受摩擦力，沒(méi)有其他力與之平衡，不可能靜止，所以地面與物體間沒(méi)有摩擦力，故C錯(cuò)誤；D．以A為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件，如果AB間有壓力則一定存在摩擦力，但AB之間擠壓力可能為零，摩擦力可能不存在，故D錯(cuò)誤。故選A。4．籃球比賽中的擊地傳球是指持球者在傳球時(shí)，為閃躲防守隊(duì)員防守而將球經(jīng)擊地后傳給隊(duì)友，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．籃球?qū)λ降孛娴膹椓Ψ较蛐毕蛳翨．水平地面對(duì)籃球的彈力方向豎直向下C．水平地面受到的壓力是由于籃球發(fā)生了形變而產(chǎn)生的D．籃球受到水平地面的支持力大于籃球?qū)λ降孛娴膲毫Α敬鸢浮緾【詳解】A．籃球?qū)λ降孛娴膹椓Ψ较蜇Q直向下，A錯(cuò)誤；B．地面給籃球的彈力方向豎直向上，B錯(cuò)誤；C．地面受到的壓力是由于籃球發(fā)生了形變而產(chǎn)生的，C正確；D．籃球受到水平地面的支持力與籃球?qū)λ降孛娴膲毫κ窍嗷サ?，則籃球受到水平地面的支持力等于籃球?qū)λ降孛娴膲毫?，D錯(cuò)誤。故選C。5．幾根圓木堆放在水平面上，其中圓木P與地面和其余圓木的接觸點(diǎn)分別為M、N，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．圓木P在N處受到的支持力豎直向上B．圓木P在N處受到的支持力垂直于圓木P向上C．圓木P在M處受到的靜摩擦力沿MN方向D．圓木P在M處受到的支持力豎直向上【答案】BD【詳解】AB．圓木P在N處受到的支持力垂直于圓木斜向上。故A錯(cuò)誤；B正確；C．圓木P在M處受到的靜摩擦力與地面平行，故C錯(cuò)誤；D．圓木P在M處受到的支持力垂直于地面豎直向上。故D正確。故選BD。6．如圖a所示，輕繩AD跨過(guò)固定在水平桿BC右端的光滑定滑輪（重力不計(jì)）栓接一質(zhì)量為M的物體，SKIPIF1<0；如圖b所示，輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端通過(guò)細(xì)繩EG拉住，SKIPIF1<0，另一輕繩GF懸掛在輕桿的G端，也拉住一質(zhì)量為M的物體，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖a中BC桿對(duì)滑輪的作用力大小為MgB．圖b中HG桿彈力大小為MgC．輕繩AC段張力TAC與輕繩EG段張力TEG大小之比為1：1D．輕繩AC段張力TAC與輕繩EG段張力TEG大小之比為2：1【答案】A【詳解】A．對(duì)圖a，同一條輕繩拉力相等，即SKIPIF1<0繩對(duì)滑輪的作用力如圖1所示由幾何關(guān)系可知SKIPIF1<0根據(jù)平衡條件可得BC桿對(duì)滑輪作用力大小為Mg，故A正確；B．對(duì)圖b中G點(diǎn)受力分析如圖2所示由圖2可得HG桿彈力大小為SKIPIF1<0故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)圖2可得輕繩EG段張力SKIPIF1<0所以輕繩AC段張力TAC與輕繩EG段張力TEG大小之比為SKIPIF1<0故CD錯(cuò)誤。故選A。7．如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧的左端與固定在墻上的拉力傳感器連接，在右端拉力T的作用下從原長(zhǎng)開始沿水平方向緩慢伸長(zhǎng)，通過(guò)刻度尺可以讀出彈簧的總長(zhǎng)l，通過(guò)拉力傳感器可以讀出彈簧的彈力F；如圖乙所示是SKIPIF1<0圖像，彈簧與水平面不接觸，下列說(shuō)法正確的是（）A．彈簧的勁度系數(shù)為SKIPIF1<0B．由乙圖所給的條件得，彈簧的原長(zhǎng)為SKIPIF1<0C．當(dāng)彈力增大，圖像變彎曲，是由于測(cè)量誤差偏大造成的D．如果彈簧做加速運(yùn)動(dòng)，拉力T與拉力傳感器對(duì)彈簧的彈力F大小相等【答案】D【詳解】A．SKIPIF1<0圖像的斜率是彈簧的勁度系數(shù)SKIPIF1<0，A錯(cuò)誤；B．SKIPIF1<0圖像的橫軸截距SKIPIF1<0是彈簧的原長(zhǎng)，由相似三角形可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)彈力增大，圖像變彎曲，是由于彈簧超過(guò)了最大彈性限度造成的，C錯(cuò)誤；D．對(duì)彈簧應(yīng)用牛頓第二定律有SKIPIF1<0由于彈簧是輕質(zhì)彈簧，則有SKIPIF1<0，所以不管彈簧是加速還是緩慢運(yùn)動(dòng)，都有SKIPIF1<0，D正確。故選D。8．如圖所示，輕桿一端固定在豎直墻壁上，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為SKIPIF1<0的小球，勁度系數(shù)為SKIPIF1<0的水平輕質(zhì)彈簧夾在墻壁與小球之間，處于壓縮狀態(tài)，彈簧的壓縮量為SKIPIF1<0，輕桿與墻壁的夾角為SKIPIF1<0。取重力加速度大小SKIPIF1<0，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。輕桿對(duì)小球的作用力大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【詳解】小球受重力mg、彈簧水平向右的彈力T、輕桿的作用力F而處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可得SKIPIF1<0又T=kx=3N，mg=4N得F=5N故選B。9．某緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡(jiǎn)單模型。圖中SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為原長(zhǎng)相等，勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧。下列說(shuō)法正確的是（）A．緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無(wú)關(guān)B．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小不相等C．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等D．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧長(zhǎng)度的改變量不相等【答案】D【詳解】A．由胡克定律SKIPIF1<0知F相同時(shí)，k不同，x不同，可知緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)誤；B．當(dāng)墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧均被壓縮，兩彈簧串聯(lián)彈力大小相等，B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)墊片向右移動(dòng)時(shí)，墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧均被壓縮，兩彈簧串聯(lián)彈力相等，由于勁度系數(shù)不同，兩彈簧形變量不同，故兩彈簧長(zhǎng)度不同，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。10．如圖甲所示，在探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組以彈簧的彈力F為縱軸，彈簧的長(zhǎng)度L為橫軸建立直角坐標(biāo)系，作出了F-L圖像，然后該小組將與甲圖中完全相同的兩根彈簧相繼以圖乙、圖丙的方式連接后變成一個(gè)新彈簧重復(fù)甲圖中的實(shí)驗(yàn)操作，最后依次作出了圖丁中a、b、c三條圖線，忽略彈簧自身的質(zhì)量，則下列說(shuō)法正確的是（）A．圖丙中彈簧的等效原長(zhǎng)是20cmB．圖乙中兩根彈簧的等效勁度系數(shù)是2N/mC．三個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的伸