第3讲　重力、弹力 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“重力、弹力”专题，依据高考评价体系梳理了力的性质、重力与重心、弹力产生条件及方向判断、胡克定律应用等核心考点，通过考向分析明确重心位置判断、弹力有无及方向辨析、轻绳轻杆轻弹簧模型应用等常考题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题引领+模型建构+易错突破”策略，如结合2025浙江模拟题分析平衡鸟重心问题，通过轻绳轻杆轻弹簧对比表培养科学思维中的模型建构能力，针对弹力方向判断的条件法、假设法等提供解题技巧，帮助学生高效掌握考点，教师可据此精准开展专题复习，提升备考效率。

第3讲　重力、弹力 第3讲　重力、弹力 必备知识•全方位凝练 一、力 1.定义:物体与物体之间的相互作用。 2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。 3.性质:力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征。 二、重力 1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。 2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量。同一物体重力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。 4.重心:物体的各部分都受重力作用,可认为重力作用集中于一点,即物体的重心。 (1)影响重心位置的因素:物体的几何形状,物体的质量分布。 (2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法。 注意:重心的位置不一定在物体上。 三、弹力 1.定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力的作用。 2.产生条件:(1)物体间直接接触;(2)接触处发生形变。 3.方向:总是与物体形变的方向相反。 四、弹力有无的判断方法 五、弹力方向的判断 [练一练] 判断下列说法对错 (1)重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上。(　　) (2)物体所受重力大小一定等于支撑面对其弹力的大小。(　　) (3)杆的弹力不一定沿着杆的方向,绳子的弹力一定沿着绳子收缩的方向。 (　　) × × √ 关键能力•多维度提升 考向1　重心 典例1　(2025浙江温州模拟)市场上有一种“平衡鸟”,利用嘴巴可以停留在任意物体上,如图甲所示,小王同学很好奇,拆开后发现两翅膀处各有一小块铁,依照这个原理,小王同学用橡皮块和牙签,也做成了如图乙所示的“平衡鸟”。下列说法正确的是(　　) A.“平衡鸟”对手指的压力就是“平衡鸟”的重力 B.“平衡鸟”对手指的压力是手指形变产生的 C.“平衡鸟”的重心一定在“平衡鸟”的“嘴巴”处 D.“平衡鸟”的重心一定在“嘴巴”的竖直线上 D 解析 “平衡鸟”对手指的压力作用在手指上,“平衡鸟”的重力作用在“平衡鸟”上,且压力和重力的性质不同,故A错误;“平衡鸟”对手指的压力是“平衡鸟”形变产生的,故B错误;根据二力平衡可知,“平衡鸟”的重心一定在“嘴巴”的竖直线上,但不一定在“平衡鸟”的“嘴巴”处,故C错误,D正确。 考向2　弹力的方向 典例2　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,关于小球A的受力,下列说法正确的是(　　) A.墙壁对A的作用力一定过A的重心 B.桌沿对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的重心一定在球心 C 解析 墙壁对A的作用力和桌沿对A的作用力都过球心,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。 考向3　弹力的判断 典例3　下列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 解析 A中小球A只受重力和杆的弹力的作用,且处于静止状态,由二力平衡可得小球A受到的弹力方向应竖直向上,故A错误;在B中,因为右边的绳竖直向上,如果左边的绳有弹力,则右边的绳就会发生倾斜,所以左边的绳没有弹力,故B错误;球与面接触处的弹力方向,过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上),即D中大半圆对小球A的支持力FN2的方向应是沿着过小球A与圆弧接触点的半径,且指向圆心,故D错误;球与球接触处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),且指向受力物体,故C正确。 变式练 (2025浙江杭州模拟)关于下列四幅图中的弹力说法正确的是(　　) A.图甲中,由于书的形变,对桌面产生向下的弹力F1 B.图乙中,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的长度成正比 C.图丙中,碗对筷子的弹力沿筷子斜向上,如图中箭头所示 D.图丁中,绳的拉力不一定沿着绳收缩的方向 A 解析 F1为桌面受到的压力,是由书的形变对桌面产生的向下的弹力,A正确;根据胡克定律可知,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的形变量成正比,B错误;图中碗对筷子的弹力应垂直于该处碗的切面斜向上,即沿接触点与碗心的连线向上,C错误;绳的拉力一定沿着绳指向绳收缩的方向,D错误。 考点二　弹力的分析与计算 考向1　根据状态求弹力 典例1　如图所示,小车在水平面上,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g。现使小车以加速度a(a≠0)向右做匀加速直线运动,下列说法正确的是(　　) A.斜杆对小球的弹力一定竖直向上 B.斜杆对小球的弹力一定沿斜杆斜向上 C.斜杆对小球的弹力大小为mg D.斜杆对小球的弹力大小为 关键能力•多维度提升 D 解析 对小球受力分析如图所示,由图可知,当a大小不同时,斜杆上的弹力与竖直方向的夹角也不同,方向不一定沿斜杆,但一定斜向上,且F>mg,故A、B、C错误;由几何关系可知,F=,故D正确。 考向2　胡克定律的应用 典例2　(2024浙江台州书生中学高三月考)如图所示,轻质弹簧P上端固定在天花板上,下端的挂钩钩住轻弹簧Q的环,P、Q的劲度系数分别为100 N/m和200 N/m,现用大小为20 N的拉力F竖直向下拉弹簧Q,两弹簧形变量之和为Δx,两弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是(　　) A.Q拉P的力大于P拉Q的力 B.Δx=0.3 m C.若将拉力F增加一倍,稳定后两弹簧的总长度之和也增加一倍 D.上述两弹簧形变的效果与一只劲度系数为150 N/m的弹簧等效 B 解析 根据牛顿第三定律可知,Q拉P的力等于P拉Q的力,故A错误;由题意可知,两弹簧中的弹力大小均为F,则两弹簧的形变量之和为Δx=,得Δx=0.3 m,故B正确;由以上分析可知,若将拉力F增加一倍,稳定后两弹簧的伸长量之和也加倍,但总长度之和应小于原来的两倍,故C错误;由题意可得Δx=,解得k= N/m,故D错误。 规律总结 弹力大小的计算 (1)应用胡克定律F=kx计算弹簧的弹力。 注意:拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反。 (2)静止或做匀速直线运动时应用平衡法计算弹力。 (3)有加速度时应用牛顿第二定律计算弹力。 考点三　轻绳、轻杆、轻弹簧模型 必备知识•全方位凝练 三种模型 模型 轻绳 轻杆 轻弹簧 图示       形变 特点 柔软,只能发生微小形变,各处弹力大小相等 只能发生微小形变 既可伸长,也可压缩,各处弹力大小相等 模型 轻绳 轻杆 轻弹簧 方向 特点 只能沿绳,指向绳收缩的方向 不一定沿杆,可以是任意方向 沿弹簧轴线,与形变方向相反 作用 效果 特点 只能提供拉力 可以提供拉力、支持力 可以提供拉力、支持力 大小 突变 特点 可以发生突变 可以发生突变 一般不能发生突变 关键能力•多维度提升 考向1　轻弹簧 典例1　如图所示,与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中固定,另一端固定一个质量为m的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹力大小为mg,重力加速度为g,则轻杆对小球的弹力大小为(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg D 解析 小球处于静止状态,其合力为零,对小球受力分析,如图所示,由几何关系得F=mg,D正确。 归纳总结 弹簧与橡皮筋的弹力特点 比较项 弹簧 橡皮筋 不同点 弹簧既能受拉力(发生拉伸形变),也能受压力(发生压缩形变),弹簧形变方向不同,弹力的方向也不同,但都沿弹簧轴线 橡皮筋只能受拉力作用,方向沿橡皮筋 相同点 (1)产生的弹力都遵循胡克定律F=kx; (2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等; (3)弹力均不能突变; (4)当弹簧或橡皮筋被剪断时,其弹力立即消失 考向2　轻绳(活结与死结) 典例2　(2024浙江长兴中学高三模拟)如图所示,接在天花板上的橡皮筋连接在滑轮上,与竖直方向夹角为θ;悬挂物块的轻绳跨过滑轮施加水平力F,物块保持静止,使F在竖直面内沿逆时针方向缓慢转60°。不计滑轮质量及一切摩擦,橡皮筋始终在弹性限度内,此过程下列说法正确的是(　　) A.θ变小,橡皮筋长度变短 B.θ变小,橡皮筋长度变长 C.θ变大,橡皮筋长度变短 D.θ变大,橡皮筋长度变长 C 解析 F转动过程中,滑轮两边轻绳间的夹角变大,两边轻绳上拉力大小恒等于物块重力大小,则合力减小;根据力的平衡条件可知,橡皮筋的弹力变小,长度变短,橡皮筋与竖直方向的夹角等于滑轮两边轻绳夹角的一半,因此θ变大。故选C。 易错提醒 “活结”与“死结”问题 (1)活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,因此绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向不改变力的大小。 (2)死结:若结点不是滑轮,是固定点时,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力不一定相等。 考向3　轻杆(“动杆”与“定杆”) 典例3　在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链相连接。下列说法正确的是(　) A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙 B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁 C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁 D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁 B 解析 轻质杆与轻绳的区别在于轻质杆不但能被压,还能被拉,而轻绳只能被拉,根据这一点再取B点为研究对象并进行受力分析可得图乙中AB杆不能用轻绳代替,图甲、乙、丁中BC杆不能用轻绳代替,故选B。 易错提醒 “动杆”与“定杆”问题 1.动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当轻杆平衡时,轻杆所受到的弹力方向一定沿着轻杆,否则会引起轻杆的转动。如图甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿轻杆的方向。 2.定杆:若轻杆被固定不发生转动,则轻杆所受到的弹力方向不一定沿轻杆的方向,如图乙所示。 [真题信息拓展] (2025河北卷)如图所示,内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上,左右边沿等高。该截面内,一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球,一端固定于凹槽左边沿,另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径,所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点,则F的最大值为(　　) A.G B.G C.G D.G B 解析 如图为小球的受力分析图,小球静止,合力为0,则有2Fcos θ+FN=G,其中θ=45°,当FN=0时,F有最大值,最大值Fmax=G,B项正确。 面与面 点与平面 点与曲面 曲面与平面 垂直于接触面 垂直于接触面 垂直于切面 垂直于平面 $