第2章 第1讲 重力 弹力-【优化探究】2026高考物理一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

第1讲　重力　弹力 第二章　相互作用——力 1 [学习目标]　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。3.理解并掌握胡克定律。 2 基础知识　自主梳理 核心知识　典例研析 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 分层训练　巩固提高 内容索引 3 基础知识　自主梳理 一 4 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 [思考判断] (1)重力就是地球对物体的吸引力。(　　) (2)形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心。(　　) (3)重力的方向总是指向地心。(　　) (4)只要物体发生形变就会产生弹力作用。(　　) (5)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向。(　　) (6)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。(　　) × × × × √ × 二 核心知识　典例研析 10 考点一　重力和重心 基础考点 11 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。 12 [典例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 [解析]　物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，故A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，故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，故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，故D错误。 [典例2]　(2025·广东佛山模拟)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 [解析]　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。 考点二　弹力有无及方向的判断　 基础考点 16 1.“三法”判断弹力的有无 17 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 [解析]　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]　(2025·广东广州模拟)如图所示，小车内沿 竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的 轻质细绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静 止，一起在水平面上运动。下列说法正确的是(　　) A.细绳一定对小球有拉力 B.轻弹簧一定对小球有弹力 C.细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力 D.细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力 D [解析]　当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此时细绳的拉力T＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确。 考点三　弹力大小的分析与计算 能力考点 22 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 23 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。 [典例5]　(2022·广东卷)如图所示是可用来制作豆 腐的石磨。木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧 状态。O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示 三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°。下列关 系式正确的是(　　) A.F＝F1 B.F＝2F1 C.F＝3F1 D.F＝F1 考向1　绳的弹力 D [解析]　以结点O为研究对象，对其进行受力分析，由平衡条件可得F＝2F1cos 30°＝F1，选项D正确。 [典例6]　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 考向2　杆的弹力 B [解析]　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。 [典例7]　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 考向3　弹簧(弹性绳)的弹力 A [解析]　当弹簧下端挂一个钩码时，根据胡克定律得F＝kx＝mg，解得弹簧的劲度系数为 k＝ N/m＝100 N/m，故D错误；如果在该弹簧下端挂两个2 N的钩码，根据平衡条件可知 F'＝kx'＝2mg，解得x'＝ 4 cm，故A正确，B错误；根据题意无法求出弹簧的原长，故C错误。 分层训练　巩固提高 三 32 1.(2025·广东汕尾模拟)如图所示为一款时尚圆桌，四 根桌腿对称分布，每根桌腿与竖直方向均成30°角，既 简洁大方，又充分利用力学原理。现有一花盆静止在 桌面中心处，设圆桌与花盆的总质量为m，重力加速度 为g，下列说法正确的是(　　) A.花盆对桌面的压力就是花盆本身的重力 B.花盆对桌面的压力与桌面对花盆的支持力相平衡 C.桌面受到的压力是由于花盆发生形变产生的 D.整个圆桌对地面的压力大于mg 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C A 夯实基础 33 解析：压力和重力是两种不同性质的力，只能说花盆对桌面的压力大小等于花盆本身的重力大小，故A错误；花盆对桌面的压力与桌面对花盆的支持力是作用力与反作用力，不是平衡力，故B错误；桌面受到花盆的压力是由于花盆发生形变产生的，故C正确；圆桌与花盆的总质量为m，则整个圆桌对地面的压力等于mg，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 34 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 35 解析：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 36 3.(2025·广东湛江模拟)下列对图中弹力的判断说法正确的是(　　) A.图甲中，小球随车厢一起向右匀速运动，车厢左壁对小球有弹力 B.图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，斜面对小球有弹力 C.图丙中，小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止，其中a绳竖直，b绳对小球有弹力 D.图丁中，两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间有弹力 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 37 解析：假设车厢左壁对小球有弹力，则小球不能随车厢一起向右匀速运 动，所以车厢左壁对小球无弹力，故A错误；假设斜面对小球没有弹力， 小球将在轻绳拉力和重力作用下处于竖直状态，所以斜面对小球有弹力， 故B正确；假设b绳对小球有弹力，则小球在水平方向合力不为零，小 球无法处于静止状态，所以b绳对小球无弹力，故C错误；假设两球间 有弹力，则轻绳不可能处于竖直状态，所以两球间无弹力，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 38 4.一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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析：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。 39 5.如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一 端固定着一个重力大小为3 N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对 小球的弹力(　　) A.大小为3 N，方向平行于斜面向上 B.大小为2 N，方向平行于斜面向上 C.大小为3 N，方向垂直于斜面向上 D.大小为3 N，方向竖直向上 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 解析：小球处于静止状态，受力平衡，故小球所受的弹力与重力等大反向，故D正确，A、B、C错误。 40 6.(多选)(2025·广东中山模拟)如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为2m的物块A，物块A静止后弹簧长度为l1；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止后弹簧长度为l2，如图乙所 示。弹簧始终处于弹性限度范围内，则(　　) A.弹簧的劲度系数为 B.弹簧的劲度系数为 C.弹簧的原长为3l1－3l2 D.弹簧的原长为3l1－2l2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 BD 41 解析：设弹簧的劲度系数为k，根据题意，当A静 止时，在物块A上端再放一个质量为m的物块B， 弹簧的压缩量增加了l1－l2，则有mg＝k(l1－l2)， 解得k＝，故A错误，B正确；设弹簧的原长 为l，则根据题意有2mg＝k(l－l1)，3mg＝k(l－l2)，联立解得l＝3l1－2l2，故C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 42 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 43 解析：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 44 8.(多选)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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 ABD 45 解析：当弹力为零时，弹簧处于原长，则原长为 10 cm，故A正确；当弹簧的长度为5 cm时，弹力 为10 N，此时弹簧压缩量x＝10 cm－5 cm＝5 cm ＝0.05 m，根据胡克定律F＝kx得k＝ N/m＝ 200 N/m，故B正确；当弹簧伸长量x'＝15 cm＝0.15 m时，根据胡克定律得F＝kx'＝200×0.15 N＝30 N，故C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 46 9.如图所示，水平地面上有一个由四块完全相同 的石块所组成的拱形建筑，其截面为半圆环，石 块的质量均为m。若石块接触面之间的摩擦忽略 不计，则P、Q两部分石块之间的弹力大小为(　　) A.mg B.2mg C.mg D. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A B 能力提升 47 解析：对石块P受力分析如图所示，由几何关系知θ＝＝45°，根据平衡条件得，Q对P的作用力大小FN2＝mg，A正确，B、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 48 10.(2025·广东佛山模拟)如图所示，B球在地面上，A球与B球用弹簧Q 连接、A球与天花板用弹簧P连接，A、B球的球心及两弹簧轴线在同一 竖直线上，P的弹力是Q弹力的2倍，A、B两球的质量均为0.5 kg，重力 加速度大小为10 m/s2，则下列判断正确的是(　　) A.两弹簧可能都处于压缩状态 B.可能P弹簧压缩，Q弹簧拉伸 C.B球对地面的压力不可能为零 D.P弹簧对天花板的作用力可能为 N 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 49 解析：若两弹簧都处于压缩状态，对A球研究，根据平 衡条件可推知Q的弹力大于P的弹力，与题目条件相矛 盾，故A错误；若Q弹簧拉伸，对A球研究，根据平衡条 件可推知P弹簧一定拉伸，故B错误；若P拉伸、Q也拉 伸，对A球研究，根据平衡条件可得P的拉力为10 N，Q 的拉力为5 N，对B球研究，根据平衡条件可得地面对B 球的支持力等于零，则B对地面的压力恰好为零，故C错误；若P拉伸、Q压缩，设此时P的拉力为F，对A球受力分析，根据平衡条件有F＝mg，解得F＝ N，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 50 11.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一 端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长状态。现用水平力作 用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，当a弹簧的伸长量为L时(　　) A.b弹簧的伸长量为L B.b弹簧的伸长量也为L C.P端向右移动的距离为2L D.P端向右移动的距离为(1＋)L 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 51 解析：由题意知，两根轻弹簧串接在一起，则两弹簧弹力大小相等，根据胡克定律F＝kx得，弹力一定时x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为，故A、B错误；P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为L＋L＝(1＋)L，故C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 52 12.(2025·广东江门模拟)如图所示，某创新实验 小组制作了一个半径为12 cm的圆环，将3个相同 的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C 三点，另外一端连接于同一点，结点恰好在圆心 O处。将圆环水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿 泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5 cm。 已知轻弹簧的自然长度为9 cm，矿泉水的重力为 6 N，则弹簧的劲度系数为(　　) A.390 N/m B.130 N/m C.3.90 N/m D.1.30 N/m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 53 解析：如图所示，由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为x＝ cm＝13 cm，每根弹簧的伸长量均为Δx＝13 cm－9 cm＝4 cm， 根据竖直方向受力平衡可得G＝3kΔxcos θ，解得劲度系数为k＝ N/m＝130 N/m，故B正确，A、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$