重力和彈力-2025版高三物理一輪復習多維度導學與分層專練

2025屆高三物理一輪復習多維度導學與分層專練

專題07重力和彈力

導練目標導練內(nèi)容

目標1重力和重心

目標2判定彈力有無

目標3彈力的方向

目標4彈力的大小

【知識導學與典例導練】

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：因為物體各部分都受重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力作用

集中于一點，這一點叫做物體的重心.

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，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施一一世界上容量最大超重力離心模擬與實驗裝置的主

機室基坑，完成開挖，就在杭州未來科技城。關(guān)于重心、重力和重力加速度，下列說法正確

的是（）

世界容量最大超重力離心機主機坑開挖

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處于靜止狀態(tài)時，物體的重心在繩子的延長線上

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錯誤；

B.用懸掛法找物體重心時，物體所受重力與懸繩拉力是一對平衡力，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錯誤。故選BC。

二、判定彈力有無

1.條件法：根據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個條件——接觸和發(fā)生彈性形變直接判斷。

2.假設(shè)法：假設(shè)兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)。若運動狀態(tài)不變，

則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。

3.狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，由平衡條件或牛頓第二定律進行判斷。

【例2】下列對圖中彈力的判斷說法正確的是（)

V

A.圖甲中，小球隨車廂一起向右勻速直線運動，車廂左壁對小球有彈力

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。繩豎直，b繩對小球有彈力

D.圖丁中，兩相同球各自被長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)車廂左壁對小球有彈力，則小球不能隨車廂一起向右勻速直線運動，故小

球受到重力和車底板對小球的支持力，車廂左壁對小球無彈力，故A錯誤；

B.假設(shè)斜面對小球沒有彈力，小球?qū)⒃诩毦€拉力和重力作用下處于豎直狀態(tài)，故斜面對小

球有彈力，故B正確；

C.假設(shè)6繩對小球有彈力，則小球在水平方向合力不為零，小球無法處于靜止，故b繩對

小球無彈力，故C錯誤；

D.假設(shè)兩球間有彈力，則細線不可能處于豎直狀態(tài)，故兩球間無彈力，故D錯誤。故選B。

三、彈力的方向

面

于切

垂直

彈

力

的

一

-輕桿

----

----

----

----

輕繩

-

-------

--—L

--------

I-

方面

波施

括細

桿

不沿

__

____

ff___

...Ljw

........

度為

彈后速

，反

。點

上的

擊框

撞擊

成a角

邊框

球桌

度與

的速

度v。

以速

桌面

球沿

】臺

【例3

）

（

向為

力方

的彈

給球

桌邊

，則

桌邊

垂直

示03

圖所

，如

為。

角仍

框夾

桌邊

與球

方向

V7,

向

D方

D.O

向

。方

C.。

向

8方

B.0

向

/方

A.0

】B

【答案

選B。

。故

方向

著。2

即沿

直，

面垂

與桌

應(yīng)該

方向

彈力

球的

邊給

】桌

【詳解

大小

彈力的

四、

：

彈力

簧類

1.彈

長

簧的總

縮后彈

長或壓

不是伸

，而

變量

的形

彈簧

x為

其中

=依，

彈力尸

定律知

由胡克

（1）

度；

;

般不同

變量一

簧的形

，彈

相等

大小

彈力

簧的

各彈

時，

串聯(lián)

彈簧

（2）

串聯(lián)后彈簧的勁度系數(shù)類似電阻并聯(lián)公式：-=-+—+-??

kk[k2

（3）彈簧并聯(lián)時，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：k=k1+k2+---

2.非彈簧類彈力：根據(jù)運動狀態(tài)和其他受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律來綜合確定.

【例4】如圖所示為一種傾斜放置的裝取臺球的裝置。每個臺球的質(zhì)量為他，半徑為R,圓

筒直徑略大于臺球的直徑，圓筒底部有一勁度系數(shù)為后的輕質(zhì)彈簧。當將筒口處臺球緩慢取

走后，又會冒出一個臺球，剛好到達被取走臺球的位置。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。應(yīng)滿足（）

Asin6=----

mg

【答案】B

【詳解】由題意可知AA^sin。=k\x得到mgsin3=k-2R則sin6=---故選B；

【多維度分層專練】

1.如圖所示，一個教學用的直角三角板的邊長分別為。、b、c,被沿兩直角邊的細繩A、B

懸吊在天花板上，且斜邊。恰好平行天花板，過直角的豎直線為設(shè)A、B兩繩對三角

形薄板的拉力分別為歹。和他，已知他和他及薄板的重力為在同一平面的共點力，則下

列判斷正確的是（）

N

A.薄板的重心在MN線上

B.薄板的重心不在MN線上

C.”=2

Fba

D.4/

Fbc

【答案】AC

【詳解】AB.三角形薄板受重力和兩個拉力處于平衡，三個力雖然不是作用在同一點，根

據(jù)三力匯交原理，三個力的延長線必然交于一點，由幾何關(guān)系，三個力一定交于三角形下面

的頂點，所以重心一定在線上，選項A正確，B錯誤;

CD.三角形薄板受力分析如圖:

根據(jù)平衡方程月小—耳=林跡解得之［選項C正確'D錯誤。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,今在鐵鏈最低點用

力向下壓，直至鐵鏈繃緊。下壓過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，鐵鏈最低點在外力作用下下移，直至鐵鏈繃緊的過程中，外力做正

功，外部輸入的能量轉(zhuǎn)化為鐵鏈系統(tǒng)的機械能，忽略動能增加，則鐵鏈的重力勢能增加，所

以其重心在逐漸升高，故ABD錯誤，C正確。故選C。

3.將一物塊分成相等的/、3兩部分靠在一起，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.之間一定存在摩擦力

【答案】A

【詳解】A.以整體為研究對象，當重力和支持力相等時繩子上拉力為零，故A正確；

B.地面受到的壓力最小時等于8的重力，故B錯誤；

C.以整體為研究對象，水平方向如果受摩擦力，沒有其他力與之平衡，不可能靜止，所以

地面與物體間沒有摩擦力，故C錯誤；

D.以/為研究對象，根據(jù)平衡條件，如果間有壓力則一定存在摩擦力，但之間擠

壓力可能為零，摩擦力可能不存在，故D錯誤。故選A。

4.籃球比賽中的擊地傳球是指持球者在傳球時，為閃躲防守隊員防守而將球經(jīng)擊地后傳給

隊友，如圖所示，下列說法正確的是（）

A.籃球?qū)λ降孛娴膹椓Ψ较蛐毕蛳?/p>

B.水平地面對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?/p>

【答案】C

【詳解】A.籃球?qū)λ降孛娴膹椓Ψ较蜇Q直向下，A錯誤；

B.地面給籃球的彈力方向豎直向上，B錯誤；

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窍嗷サ模瑒t籃球受到水平地面的

支持力等于籃球?qū)λ降孛娴膲毫?，D錯誤。故選C。

5.幾根圓木堆放在水平面上，其中圓木尸與地面和其余圓木的接觸點分別為M、N,如圖

所示，下列說法正確的是（）

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尸向上

C.圓木P在M處受到的靜摩擦力沿方向

D.圓木P在M處受到的支持力豎直向上

【答案】BD

【詳解】AB.圓木尸在N處受到的支持力垂直于圓木斜向上。故A錯誤；B正確;

C.圓木尸在M處受到的靜摩擦力與地面平行，故C錯誤；

D.圓木P在“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跨過固定在水平桿BC右端的光滑定滑輪（重力不計）栓接一質(zhì)量

為M的物體，乙4。3=30°;如圖6所示，輕桿HG一端用錢鏈固定在豎直墻上，另一端通

過細繩EG拉住，AEGH=30°,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。下列說法正確的是（）

圖(a)圖(b)

A.圖a中BC桿對滑輪的作用力大小為朋g

B.圖b中HG桿彈力大小為崛

C.輕繩AC段張力Ac與輕繩EG段張力左G大小之比為1：1

D.輕繩AC段張力2c與輕繩EG段張力雅G大小之比為2：1

【答案】A

【詳解】A.對圖a,同一條輕繩拉力相等，即4c=4。=竭繩對滑輪的作用力如圖1所示

TAC

30°

圖1

由幾何關(guān)系可知私=4c=心=蟠根據(jù)平衡條件可得8C桿對滑輪作用力大小為Mg,故A

正確；

B.對圖b中G點受力分析如圖2所示

TGF=Mg

圖2

由圖2可得HG桿彈力大小為5=上祟=瓜念故B錯誤;

tan30

CD.根據(jù)圖2可得輕繩EG段張力=2建所以輕繩AC段張力Ac與輕繩EG段

sin30

張力7k;大小之比為權(quán)=7^=:故CD錯誤。故選A。

TEG2Mg2

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