内容正文:
专题07 力
培优1 力及其相关概念 2
培优2 弹力及弹簧测力计 5
培优3 重力 9
培优1 力及其相关概念
一、物体间力的作用是相互的
力是一个物体对另一个物体的作用,一个物体对别的物体施力的同时,一定受到别的物体施加的力的作用。
二、力的作用效果
力对物体的作用效果有两个:力可以改变物体的运动状态,还可以改变物体的形状。
①物体运动状态的改变包括速度大小的改变或运动方向的改变。
②物体形状的改变主要是指被拉伸、被压缩、被弯曲等。
三、力的三要素
力的大小、方向、作用点叫做力的三要素,它们都影响力的作用效果。
四、力的示意图
在物理学中,通常用一根带箭头的线段形象地表示力;在受力物体上,沿力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向;用线段的起点或终点表示力的作用点;在箭头的旁边标出力的符号和大小,这种表示力的方法叫力的示意图。
五、力的三性
(1)物质性:力是物体对物体的相互作用,没有脱离物体而独立存在的力.一个力同时具有受力物体和施力物体.
(2)相互性:物体之间力的作用是相互的.力总是成对出现,施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体.
(3)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,是矢量.
注意:①物体之间发生相互作用时并不一定相互接触.
②力直接产生于施力物体和受力物体之间,不需要靠第三个物体传递.
(4)力的图示和力的示意图的区别:
力的图示可以表示力的三个要素,即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素,即方向和作用点.
六、四种基本相互作用
1.万有引力:相互吸引的作用存在于一切物体之间,直到宇宙的深处,只是相互作用的强度随距离增大而减弱.
2.电磁相互作用:电荷间的相互作用,磁体间的相互作用.
3.强相互作用:使原子核紧密地保持在一起的相互作用.它的作用范围只有约10-15 m.
4.弱相互作用:在放射现象中起作用的一种基本相互作用.作用范围约为10-15 m.强度只有强相互作用的10-12 倍.
【例1】(2025•武侯区模拟)杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅。”诗中描述的“秋风卷走茅草”现象,主要说明了
A.力可以改变物体的形状 B.力可以改变物体的运动状态
C.力的作用是相互的 D.物体的运动需要力来维持
【答案】
【分析】力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。
【解答】解:”诗中描述的“秋风卷走茅草”现象,主要说明了力可以改变物体的运动状态,故符合题意,不符合题意。
故选:。
【例2】(2025•河东区一模)如图所示,用手指压圆珠笔芯,使它弯曲同时手指感到疼痛,这个实验说明
①力的作用是相互的
②力可以改变物体的运动状态
③力可以改变物体的形状
④重力的方向竖直向下
A.①② B.①②③ C.①③ D.③④
【答案】
【分析】力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。
力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
【解答】解:用手指压圆珠笔芯,使它弯曲说明力可以改变物体的形状,同时手指感到疼痛,这个实验说明力的作用是相互的,故符合题意,不符合题意。
故选:。
【例3】(2025•长沙模拟)湘西土家人素有“二十八,打粑粑”的说法。糯米团被木榔头捶打后发生凹陷,主要说明力可以改变物体的
A.形状 B.温度 C.运动状态 D.质量
【答案】
【分析】力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。
【解答】解:糯米团被木榔头捶打后发生凹陷,主要说明力可以改变物体的形状,故符合题意,不符合题意。
故选:。
【例4】(2025•管城区校级模拟)王明同学用力提一桶水时,他对水桶施加一个提力,同时水桶对王明的手也施加一个拉力,则这两个力的三要素
A.完全相同
B.大小、方向都相同,作用点不同
C.大小相同,方向和作用点都不同
D.作用点相同,大小、方向都不同
【答案】
【分析】力的三要素是指;大小、方向、作用点。此题中的两个力是一对相互作用力,大小相等,但方向和作用点不同。
【解答】解:手对桶的提力和桶对手的拉力是一对相互作用力,它们作用在不同的物体上,所以作用点不同,方向相反,但大小相等,并且作用在同一直线上。
故选:。
【例5】(2025•南山区模拟)使用泥塑刀制作泥塑时,要注意用“劲”的大小和用刀的“位置”。其中“劲”和“位置”分别是指力的
A.大小、方向 B.大小、作用点 C.方向、作用点 D.作用点、方向
【答案】
【分析】根据力的三要素解答即可。
【解答】解:题干中的用“劲”的大小和用刀的“位置”分别指力的大小和作用点,故符合题意,不符合题意。
故选:。
培优2 弹力及弹簧测力计
一、弹性形变和弹力
1.形变:物体在力的作用下形状或体积发生的变化.
2.弹性形变:物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.
3.弹性限度:当形变超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.
4.弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力.
二、几种弹力的方向
1.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面.
2.绳的拉力沿着绳且指向绳收缩的方向.
三、胡克定律(高中内容)
1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.
2.公式:F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位:牛顿每米,符号:N/m,它的大小反映了弹簧的“软”、“硬”程度.
【例6】(2025•阜宁县一模)如图甲所示,用水平拉力拉一根弹簧,使弹簧伸长了;如果在该弹簧两端同时用两个力和沿水平方向拉弹簧,如图乙所示,要使此弹簧同样伸长,则力和的大小分别为
A.、 B.、 C.、 D.、
【答案】
【分析】在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
【解答】解:已知在甲图中,弹簧左端固定在墙上,用大小为的水平拉力拉甲的右端,弹簧伸长了;
在乙图中,在弹簧左右两端均施加水平拉力,弹簧仍伸长,由于两种方法是等效的,所以加在弹簧左右两端的力也是。
故选:。
【例7】(2025•东港区校级一模)在使用弹簧测力计测力时,发现指针在零刻度线以上,用这个测力计测出一个力是,则该力的大小实际是
A.大于 B.等于 C.小于 D.无法确定
【分析】在使用弹簧测力计时,指针校零是重要的环节,因为如果指针没有指在零上,就相当于一开始弹簧就有了示数或有了负的示数,将直接影响结果的准确性。
【解答】解:因为弹簧测力计的示数是自上而下的,指针指在零刻度线以上,我们必须多施加一点力才能使它指在相应的刻度上,因此,测出了的力,我们实际用的拉力则大于,选项符合题意。
故选:。
【例8】(2025•九龙坡区校级一模)如图所示,一个茶壶放置在水平桌面上处于静止状态。下列说法中正确的是
A.茶壶受重力、支持力、弹力的作用
B.茶壶对桌面的压力就是茶壶的重力
C.桌面对茶壶的支持力是桌面发生弹性形变产生的
D.桌面产生的弹力就是茶壶对水平桌面的压力
【答案】
【分析】(1)对于压力和重力,根据施力物体、受力物体和力的性质进行区别;
(2)压力是由于物体弹性形变而产生的。
【解答】解:、茶壶处于平衡状态,受到重力和桌面施加的支持力(弹力),故错误;
、茶壶对桌面的压力(弹力)施力物体是茶壶,受力物体是桌面,茶壶的重力的施力物体是地球,受力物体是茶壶,不属于一个力,故错误;
、桌面对茶壶的支持力是由于桌面发生形变而产生的,故正确;
、桌面产生的弹力作用于茶壶,茶壶对桌面的压力作用于桌面,不是一个力,故错误。
故选:。
【例9】(2025•锦江区模拟)如图为运动员进行撑杆跳的简化图,根据该情景,请判断下列分析错误的是
A.撑杆给人的作用力是由于撑杆发生形变产生的
B.运动员和撑杆接触后才受到弹力,说明只有相互接触的物体才会产生力的作用
C.人被撑杆撑起在空中时,所受的重力大小不变
D.弹力的大小、方向和作用点变化都会影响弹力的作用效果
【答案】
【分析】弹力的大小、方向和作用点变化都会影响弹力的作用效果。
力产生的条件:①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用(可以不接触)。
弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。(如压力,支持力,拉力)
【解答】解:撑杆给人的作用力是由于撑杆发生形变产生的,故正确,不符合题意;
运动员和撑杆接触后才受到弹力,不能说明只有相互接触的物体才会产生力的作用(如磁铁吸引铁钉),故错误,符合题意;
人被撑杆撑起在空中时,所受的重力大小不变,故正确,不符合题意;
弹力的大小、方向和作用点变化都会影响弹力的作用效果,故正确,不符合题意;
故选:。
【例10】(2025•锦江区模拟)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中点时弹性绳刚好被拉直,图中点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是
A.人在整个过程中始终受弹力
B.人受到的弹力方向都是向上的
C.从点到点,人受到的弹力大小不变
D.从点到点,人受到的弹力逐渐变小
【答案】
【分析】(1)弹力产生的条件是相互接触和发生弹性形变;
(2)弹力的方向与物体发生的形变方向相反;
(3)弹力的大小与物体的弹性形变有关。
【解答】解:在点之前弹性绳没有发生弹性形变所以没有对人施加弹力;
弹性绳的形变方向始终向下,所以绳子对人的弹力始终向上;
从点到点弹性绳形变量不断增加,所以人受到的弹力在不断变大;
从点到点弹性绳形变量不断增加,所以人受到的弹力在不断变大;
故选:。
培优3 重力
1.重力:
(1)重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G;
对重力的理解
①重力的施力物体是地球,受力物体是地球表面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
②在地球附近的物体都会受到重力的作用,不论物体运动还是静止。
③重力是非接触力,天上飞的飞机也受到重力的作用。
④物体和地球之间的作用是相互的,物体受到地球的吸引力,地球也受到物体的吸引力。
⑤重力是由于地球的吸引而产生的力,但重力不一定等于地球对物体的吸引力,重力特指地球对物体的吸引。
注意:实际生活中说的物重、体重、多重一般指的是物体的质量,在物理中提到的物重一般指的是物体的重力,这点要注意区分。
2.重力的三要素:
(1)重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心;
3.对重心的理解
①重心是物体各部分所受重力作用的等效作用点。
②物体的重心,可以在物体上,也可以在物体以外;形状规则、质量分布均勾的物体,它的重心在它的几何中心上。
③在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
④重心的位置与物体所在的位置、放置状态以及运动状态等无关。
⑤当一个物体的质量分布发生变化时,其重心的位置一般也会发生变化。
⑥提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心;
(2)重力的方向:竖直向下(近似指向地心)。
对重力方向坚直向下的理解
①重力的方向竖直向下是指垂直于所在地的水平面,近似指向地心
②重力的方向与运动状态无关,不管物体是否运动、怎样运动,重力的方向不变。
(3)重力的大小:通常把重力的大小叫重量;
重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg;
对g的理解
①g=9.8 N/kg 的物理意义:质量为 11g 的物体受到的重力是 9.8 N.
②在地球上的不同位置,g的数值也略有不同。g值在赤道上最小,越往两极越大。
③在不同星球上(物体受不同星球的吸引作用)时,g值是不同的。比如在月球上,①g月=g地。
【例11】(2025•洛江区模拟)如图所示,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力避免压坏反面板,甚至形成“零重力”。下列对维修过程描述正确的是
A.“零重力”是指维修工人所受重力消失
B.“零重力”时工人对反射面没有压力
C.“零重力”时反射面板对维修工人仍有支持力
D.氦气球在空气中所受浮力等于工人受到的重力
【答案】
【分析】(1)(2)地面附近的物体都受到重力的作用,据此根据物体的浮沉条件分析得出浮力与总重力的关系;
(3)受到的浮力等于总重力;
(4)阿基米德原理适用于液体,也适用于气体。
【解答】解:
、把气球和维修工人看作是一个整体,整体处于悬浮状态,受到的浮力等于总重力,形成“零重力”,其所受重力不变,故错误;
、“零重力”时浮力与总重力大小相等,二者相互抵消,所以此时工人对反射面没有压力,反射面板对维修工人没有支持力,故正确,错误;
、氦气球在空气中所受浮力等于工人和气球受到的总重力,故错误。
故选:。
【例12】(2025•丛台区校级一模)如图所示建筑工人在砌墙时常常利用铅垂线来确定竖直的方向,以此来检查所砌的墙壁是否竖直,下列说法正确的是
A.铅垂线利用了重力的方向总是垂直向下的道理
B.细绳对重物的拉力和重物受到的重力是一对相互作用力
C.细绳对重物的拉力和重物对细绳的拉力是一对平衡力
D.当所有的外力消失时,重物会保持静止状态
【答案】
【分析】(1)重力的方向竖直向下,据此制成了铅垂线;
(2)相互作用力:相互作用力是两个物体之间的相互作用。作用在不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(3)二力平衡条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(4)一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:、铅垂线利用了重力的方向总是竖直向下的道理,故错误;
、细绳对重物的拉力和重物受到的重力,二力作用在同一个物体上,不是一对相互作用力,故错误;
、细绳对重物的拉力和重物对细绳的拉力,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故错误;
、重物原来静止,当所有的外力消失时,重物会保持静止状态,故正确。
故选:。
【例13】(2025•尤溪县一模)当航天员身着航天服在地面上行走时,航天服很沉重;而当航天员在太空出舱行走时,却让人感觉航天服轻飘飘的。当航天服从地球带到太空中其
A.重力不变 B.重力变大 C.质量不变 D.质量变小
【答案】
【分析】质量是物体本身的一种属性,不随形状、状态、温度和位置的变化而变化。
物体受在太空中不受重力。
【解答】解:、物体在太空中不受重力,所以当航天员在太空出舱行走时,却让人感觉航天服轻飘飘的,当航天服从地球带到太空中,重力变小,故不符合题意。
、当航天服从地球带到太空中其质量不变,因为质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置、温度而改变,故符合题意,不符合题意。
故选:。
【例14】(2025•喀什地区一模)关于力、重力、弹力,下列说法正确的是
A.划船时,使船前进的力是水对船桨的反作用力
B.物体间只要相互接触,就一定会产生力
C.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
D.力作用在物体上时,一定能改变其运动状态
【答案】
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力。
(2)力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,其中受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体。物体间相互接触时,不一定有力的作用。
(3)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】解:
、物体间力的作用是相互的,划船时使船前进的力是水对船桨的力,故正确。
、物体间相互接触时,不一定有力的作用,如果相互接触的物体间没有发生相互作用,则不会产生力的作用,故错误。
、重力是地球对物体的吸引力,重力的施力物体是地球,故错误。
、力作用在物体上不一定能改变其运动状态,故错误。
故选:。
【例15】(2025•黄冈一模)如图为艺术体操运动员进行圈操表演的情景,其手持的健身圈为质量分布均匀的圆环,为其圆心。请在图中画出健身圈所受重力的示意图。
【答案】
【分析】根据重力的方向是竖直向下的,从物体重心做竖直向下的力即可。
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,从圆环重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用表示,如图所示:
学科网(北京)股份有限公司
$$