内容正文:
考点05 重力、弹力和摩擦力
(核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
重力、弹力和摩擦力
2023•全国甲卷•T19
2023•山东卷•T2
2023•浙江卷1月•T4
2020·北京卷·T11
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查:以选择性的形式出现较多,掌握重力、弹力和摩擦力的概念,尤其是弹力有无,摩擦力的方向是考查重点。
【备考策略】
1.掌握重力的大小、方向及重心的概念.
2.掌握弹力的有无、方向的判断及弹力大小的计算方法,理解并掌握胡克定律.
3.会判断摩擦力的方向,会计算摩擦力的大小.
【命题预测】
受力分析是重点,三个力的概念及其应用
考向1重力和重心
1.对重力的理解
(1)大小:G=mg,g与物体在地球上的位置有关,与环境和运动状态无关。
(2)方向:总是竖直向下。
注意:在赤道和地球两极,重力方向指向地心;在其他位置,重力方向不指向地心。
2.对重心的理解
(1)重心不是重力的真实作用点,而是重力的等效作用点,重力作用在整个物体上。
(2)重心不是物体上最重的一点,它可以不在物体上,也不一定在物体的几何中心。
(3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关。
(2022·浙江·统考高考真题)如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,桶可绕水平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间桶会翻转一次,决定桶能否翻转的主要因素是( )
A.水桶自身重力的大小
B.水管每秒出水量的大小
C.水流对桶撞击力的大小
D.水桶与水整体的重心高低
(2023·浙江·模拟预测)关于教材中以下插图的说法正确的是( )
A.图甲中,载重汽车的中心随着装货多少和装载位置而改变
B.图乙中,重物与小车之间没有摩擦力
C.图丙中,弹簧的劲度系数越大,悬挂相同钩码时弹簧的伸长量也越大
D.图丁中,小朋友沿滑梯下滑过程中,受到重力、支持力、摩擦力和下滑力的作用
考向2弹力
1.弹力有无的判断
2.弹力方向的判断
(1)常见模型中弹力的方向
3.计算弹力大小的三种方法
公式法
利用胡克定律F=kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等弹力的计算
平衡法
利用二力平衡的条件计算。例如:平衡的物体所受绳的弹力或杆的弹力
牛顿第二
定律法
利用牛顿第二定律求解。先利用牛顿第二定律确定ma的大小和方向,再确定mg的大小和方向,利用三角形定则和勾股定理确定弹力的大小和方向。例如:加速运动的物体所受杆的弹力
【特别提醒】
1、轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较
轻绳
轻杆
弹性绳
轻弹簧
图示
受外力作用时形变的种类
拉伸形变
拉伸形变、压缩形变、弯曲形变
拉伸形变
拉伸形变、压缩形变
受外力作用时形变量大小
微小,可忽略
微小,可忽略
较大,不可忽略
较大,不可忽略
弹力方向
沿着绳,指向绳收缩的方向
既能沿着杆,也可以与杆成任意角度
沿着绳,指向绳收缩的方向
沿着弹簧,指向弹簧恢复原长的方向
2、“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题
1.活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,如图甲所示,滑轮B两侧绳的拉力相等。
2.死结:若结点不是滑轮,而是固定点时,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力不一定相等,如图乙,结点B两侧绳的拉力不相等。
3.动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当杆平衡时,杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则杆会转动。如图乙所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向。
4.定杆:若轻杆被固定,不发生转动,则杆受到的弹力方向不一定沿杆的方向,如图甲所示。
(2023·山东·统考高考真题)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示,三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为( )
A.10N/m B.100N/m C.200N/m D.300N/m
(2023·陕西·统考二模)在港珠澳大桥建设中,将数根直径为22米、高为40.5米的空心钢筒打入海底围成人工岛,创造了快速筑岛的世界纪录。一根钢筒的重力为G,由起重机用8根对称分布的、长为22米的钢索将其吊起,处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.钢筒受到8个力的作用
B.每根钢索受到的拉力大小为
C.钢筒的重心可能在钢筒上
D.若将钢筒加速吊起,则钢筒处于失重状态
考向3摩擦力
1.“三法”判断静摩擦力的有无及方向
假设法
状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,通过受力分析确定静摩擦力的