第2章 第1讲 重力 弹力-【优化探究】2025年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（人教版2019）

第1讲　重力　弹力 第二章　相互作用——力 基础知识 自主梳理 核心知识 典例研析 分层训练 巩固提高 考点一　重力和重心 考点二　弹力有无及方向的判断 考点三　弹力大小的分析与计算 内容索引 基础知识 自主梳理 一 3 一、重力 1．产生：由于________的吸引而使物体受到的力。 2．大小：与物体的质量成________，即G＝________。 3．方向：总是_____________的。 4．重心：物体的各部分都受到重力的作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心。 地球 正比 mg 竖直向下 二、形变、弹性、胡克定律 1．形变 物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。 2．弹性 (1)弹性形变：物体在发生形变后撤去作用力能够___________的形变。 (2)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的________，这个限度叫弹性限度。 恢复原状 形状 3．弹力 (1)定义：发生形变的物体，要__________，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 (2)产生条件：物体相互________且发生____________。 (3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向________。 恢复原状 接触 弹性形变 相反 4．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧发生________时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成________。 (2)表达式：F＝________。 ①k是弹簧的__________，单位为N/m；k的大小由弹簧__________决定。 ②x是________，不是弹簧形变以后的长度。 弹性形变 正比 kx　 劲度系数 自身性质 形变量 二 核心知识 典例研析 8 考点一　重力和重心 基础考点 1．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。 2．重心位置的确定：质量分布均匀且形状规则的物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。 3．注意：重心的位置不一定在物体上。 [典例1]　(2023·浙江温州模拟)如图所示，光滑小球A左边靠着竖直墙壁B，右边靠着桌沿C处于静止状态，则关于小球A的受力，下列说法正确的是(　　) A．墙对A的作用力一定过A的重心 B．桌沿C对A的作用力一定过A的重心 C．A的重力一定过A的重心 D．A球的重心一定在球心 C 墙对A的作用力和桌沿C对A的作用力都过球心，但A的重心不一定在球心，故A、B、D错误；重心是重力的等效作用点，所以A的重力一定过A的重心，故C正确。 [典例2]　(2022·浙江1月卷)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．水流对桶冲击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 D 水管口持续有水流出，而过一段时间桶会翻转一次，主要原因是流入的水导致水桶与水整体的重心往上移动，当重心上移超过转轴到达某一高度时，重力的作用方向偏离转轴，水桶不能保持平衡，发生翻转，故选D。 考点二　弹力有无及方向的判断　 基础考点 1．“三法”判断弹力的有无 2．弹力方向的确定 [典例3]　(多选)下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)(　　) AB A图中两球间若有弹力，则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力；B图中两球间若有弹力，则两球将向两边运动，所以P、Q间无弹力；C图中两球间若无弹力，则小球P将向下运动，所以P、Q间有弹力；D图中两球间若无弹力，则小球P将向右下方运动，所以P、Q间有弹力。故选A、B。 [典例4]　如图所示，一倾角为45°的斜面固定于墙角，为使一光滑的铁球静止于图示位置，需加一水平力F，且F通过球心。下列说法正确的是(　　) A．铁球一定受墙面水平向左的弹力 B．铁球可能受墙面水平向左的弹力 C．铁球一定受斜面施加的通过铁球重心的弹力 D．铁球可能受斜面施加的垂直于斜面向上的弹力 　B F的大小合适时，铁球可以静止在无墙的斜面上，F增大时墙面才会对铁球有弹力，所以选项A错误，B正确；斜面必须对铁球有斜向上的弹力才能使铁球不下落，该弹力方向垂直于斜面且一定通过铁球的球心，但不一定通过铁球的重心(因为铁球的质量分布不一定均匀)，所以选项C、D错误。 考点三　弹力大小的分析与计算 能力考点 1．三类模型的比较   轻绳 轻杆 轻弹簧 质量大小 0 0 0 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、压缩形变 受外力作用时形变量的大小 微小，可忽略 微小，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，也可以跟杆成任意角度 沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向 2.计算弹力大小的三种方法 (1)根据胡克定律进行求解。 (2)根据力的平衡条件进行求解。 (3)根据牛顿第二定律进行求解。 3．对胡克定律F＝kx的理解 (1)弹簧、橡皮筋等发生形变时必须在弹性限度内。 (2)公式中x是弹簧的形变量，即是弹簧 的伸长量或压缩量，而不是弹簧的长度。 (3)弹簧的劲度系数由弹簧本身的材料、 长度、粗细、匝数等因素决定。 (4)F-x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。 (5)弹力的变化量ΔF与弹簧形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx。 D 考向2　杆的弹力 [典例6]　(2024·天津和平区模拟)小明发现游乐场中有用弹性杆固定在地面上的玩偶，且在水平方向还有用于固定的可伸缩的弹性物体。小明通过分析，将这个设施简化为如图所示的装置：一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻弹簧，小球处于静止状态。图中虚线画出了小明所分析的杆对小球的作用力方向的可能情况。下列分析正确的是(　　) A．F1和F2均可能正确，且F1一定大于F2 B．F2和F3均可能正确，且F2一定大于F3 C．F3和F4均可能正确，且F3一定大于F4 D．只有F2是可能正确的，其余均不可能正确 B 小球处于静止状态，所受合力为零。当弹簧的弹力为零时，杆对小球的作用力方向是F3，由平衡条件知F3＝mg；当弹簧的弹力不为零时，由弹性杆的弯曲方向可知，弹簧被拉长，弹簧对小球的拉力水平向右，杆对小球的作用力方向可能是F2，则F2等于重力和弹力的合力，所以F2＞mg＝F3，故B正确。 考向3　弹簧(弹性绳)的弹力 [典例7]　(2023·湖南邵阳模拟)在竖直悬挂的轻质弹簧下端挂一个2 N的钩码，平衡时弹簧伸长了2 cm，如果在该弹簧下端挂两个这样的钩码(弹簧始终发生弹性形变)，则下列说法正确的是(　　) A．弹簧伸长了4 cm B．弹簧产生的弹力仍为2 N C．弹簧的原长为2 cm D．弹簧的劲度系数为10 N/m A 1．一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的形变始终处于弹性限度内)(　　) A．86 cm　　　　　　　 B．92 cm C．98 cm D．104 cm B D 三 分层训练 巩固提高 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 【A级　夯实基础】 1．下列关于重力的说法中正确的是(　　) A．物体只有静止时才受重力作用 B．重力的方向总是指向地心 C．地面上的物体在赤道上所受重力最小 D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；赤道上重力加速度最小，因此地面上的物体在赤道上所受重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下，只有整体处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是(　　) A．球在a、b两点处一定都受到支持力 B．球在a点处一定受到支持力，在b点 处一定不受支持力 C．球在a点处一定受到支持力， 在b点处不一定受到支持力 D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 若球与小车一起沿水平方向做匀速运动，则球在b处不受支持力作用；若球与小车一起水平向左做匀加速运动，则球在a处受到的支持力可能为零，选项D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3．图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是(　　) C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，所以A错误；选项B中如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，所以B错误；对于球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即D项中大半圆对小球的支持力FN2应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心的弹力，所以D错误；球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，而指向受力小球A，所以C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4．(2023·陕西商洛模拟)一个物体静止在水平桌面上，关于物体与水平桌面间的弹力，下列说法正确的是(　　) A．物体对水平桌面的弹力是由物体的形变产生的 B．水平桌面对物体的弹力是由物体的形变产生的 C．水平桌面对物体的弹力小于物体的重力 D．物体对水平桌面的弹力就是物体的重力 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由弹力的概念可知，物体对水平桌面的弹力是由物体的形变产生的，水平桌面对物体的弹力是由水平桌面的形变产生的，故A正确，B错误；因物体受平衡力作用，水平桌面对物体的支持力与重力平衡，故水平桌面对物体的弹力大小等于物体的重力大小，弹力与重力的性质不同，故C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5．(2023·江苏南京期末)如图所示，在水平晾衣竿上晾晒床单时，为了使床单尽快晾干，可在床单间支撑轻质小木棍，小木棍的位置不同，两侧床单间夹角θ将不同。设床单重力为G，晾衣竿对床单的作用力大小为F，则下列说法正确的是(　　) A．θ越大，F越大 B．θ越大，F越小 C．无论θ取何值，都有F＝G D．只有当θ＝120°时，才有F＝G C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 以床单和小木棍整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣竿的作用力F，由平衡条件知F＝G，与θ取何值无关，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6.(2023·浙江宁波联考)十四夜闹元宵是象山石浦的渔家习俗，其中民间灯舞更能传递渔家文化。如图所示，演员手举鱼灯静止不动。忽略空气作用力，以下说法正确的是(　　) A．鱼灯对杆的作用力沿杆向下 B．鱼灯对杆的作用力竖直向下 C．人对杆的摩擦力竖直向上 D．手握得越紧，人对杆的摩擦力越大 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 鱼灯处于平衡状态，由受力分析可得杆对鱼灯的作用力 与鱼灯的重力为一对平衡力，杆对鱼灯的作用力方向竖 直向上，根据牛顿第三定律可知鱼灯对杆的作用力方向 竖直向下，A错误，B正确；人抓着杆，杆有向下滑动 的趋势，根据摩擦力的特性可知，人对杆的摩擦力沿杆 向上，C错误；手与杆之间的摩擦力为静摩擦力，根据平衡条件可知，手握得再紧，人对杆的摩擦力仍旧不变，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7．在如图所示的装置中，各小球的质量均相等，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3，其大小关系是(　　)   A．F1＝F2＝F3 B．F1＝F2＜F3 C．F1＝F3＞F2 D．F3＞F1＞F2 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 图甲中，以弹簧下方的小球为研究对象，小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力，二力平衡，F1＝mg；在乙、丙图中，小球受竖直向下的重力和细线的拉力，二力平衡，弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小，则F2＝F3＝mg，故三图中平衡时弹簧的弹力大小相等，故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8.(多选)(2024·吉林长春模拟)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线。根据图线可以确定(　　) A．弹簧的原长为10 cm B．弹簧的劲度系数为200 N/m C．弹簧伸长15 cm时弹力大小为10 N D．弹簧伸长15 cm时弹力大小为30 N ABD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 BC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 以悬挂小物块的点为研究对象，受力分析如图所示，   同一条细线上的拉力相等，FT＝mg，由几何关系知，三力互成120°角，故细线的拉力的大小与小物块的重力大小相等，即FT＝G＝mg，所以小物块的质量为m，故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$