专题五 重力、弹力和摩擦力（讲义） -【新征程】新人教版2023-2024学年高三一轮复习

2024年高考一轮复习 必修一 专题五 重力、弹力和摩擦力 复习目标： 1.理解重力的大小、方向及重心的概念。 2.掌握弹力的有无、方向判断及大小计算的基本方法,会运用胡克定律解决简单的问题。 3.掌握和理解摩擦力方向的判断和大小的求解。 夯实考点 考点一 重力和重心 1．产生：由于地球吸引而使物体受到的力．注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力． 2．大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量． 注意：①物体的质量不会变；②G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的． 3．方向：总是竖直向下的．注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直，也不一定指向地心． 4．重心：物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心． (1)物体的重心与它的几何形状以及质量分布有关． (2)质量分布均匀且有规则几何外形的物体，其重心在物体的几何中心　．对于形状不规则或质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法来确定． 5．重力与万有引力的关系：重力是万有引力的分力，粗略计算时可认为两者大小相等． 【深入理解】 1.重力的大小 (1)重力的大小G＝mg，只与质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关. (2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大. 2.重心 是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用.重心的位置可以在物体上，也可以在物体外. 经典例题 [典例1]（多选）如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识，你可以得出的结论是（　　）      A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点 B．重力的方向总是垂直接触面向下 C．物体重心的位置与物体的形状和质量分布有关 D．形状规则的物体的重心就在它的几何中心 变式训练 变式1 （2023·贵州·校考模拟预测）下列关于物体重力的说法中正确的是（　　） A．重心是物体各部分所受重力的合力的等效作用点 B．某一物体在某处向上抛出后所受重力较小，向下抛出后所受的重力较大 C．物体在同一位置运动时比静止时受到的重力大 D．地球上的物体只有运动时才受到重力 夯实考点 考点二　弹力和胡克定律 1.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。 (2)产生的条件:①两物体相互接触;②发生弹性形变。 (3)方向:与物体形变方向相反。 注意：产生弹力的两个物体一定接触,但两个接触的物体之间不一定产生弹力。 2.胡克定律 (1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。 (2)表达式:F=kx。 ①k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。 ②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。 【深入理解】 1.弹力的产生必须同时具备两个条件： (1)两物体直接接触； (2)两物体接触处发生弹性形变. 2.弹力的方向： (1)支持力和压力的方向：总是垂直于接触面，并指向被支持或被压的物体上. (2)绳子的拉力方向：总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向. 3.弹力有无的判断： (1)条件法：对于明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断. (2)假设法：对于形变不明显的情况，可利用假设法进行判断. ①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态，则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用. ②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.如图，接触面光滑，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力. (3)状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力. (4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧来替换. 经典例题 [典例2]（2022·广东河源·模拟预测）质量分别为2kg、1kg、2kg的三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止，现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2，该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（　　） A．6cm B．8cm C．10cm D．12cm 变式训练 变式2（202