第二章 相互作用 讲义-2027届高考物理一轮复习重点题型知识点归纳及典型案例

高中物理高考重点题型知识点归纳及典型案例

第二章  相互作用

考点必记

1.胡克定律

(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。

(2)公式：F=kx。公式中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的软硬程度，由弹簧本身的性质决定，与弹力大小无关。在国际单位制中，k的单位为“N/m”。

2.应用胡克定律的四个关键

(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内。

(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的长度。

(3)F-x图像为一条经过原点的倾斜直线，图线斜率表示弹簧的劲度系数。同一根弹簧，劲度系数不变。

(4)胡克定律的差量形式：      。因此，弹簧弹力的变化量△F与弹簧形变量的变化量△x也成正比。

2.受力分析步骤

3.共点力作用下物体的平衡

(1)共点力的概念：如果一个物体受到两个或多个力的作用，这些力共同作用在同一物体

上，或者虽不作用在同一点，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫共点力。

(2)平衡状态：我们认为物体处于静止或匀速直线运动时的运动状态是平衡状态，即物体受力平衡，此状态也称之为平衡态。

(3)如果物体受到共点力的作用而处于平衡态，那么其所受合力为零，即 这就是共点力平衡的条件。

 

 

典型案例1  胡克定律的差量式问题

知识点

胡克定律的差量式主要出题情景：

题目通常会考查在弹簧与物块组成的系统中，弹簧的前后两种状态下的形变量不同，需要根据题目给出的数据计算弹簧的劲度系数或弹簧所挂物体的质量。

胡克定律的差量式：△F =k△x。因此，弹簧弹力的变化量△F与形变量的变化量Δx成正比。

题型1

高频题 如图甲所示，将劲度系数为k=500N/m的轻弹簧上端固定，将小球固定在弹簧下端，平衡时，轻弹簧的长度为 如图乙所示，将此轻弹簧下端固定在水平地面上，将小球置于轻弹簧上端，平衡时，弹簧竖直且长度为 重力加速度g取 10m/s²,则该小球的质量为(    )

 

A. 1kg  B. 1.5kg  C. 2kg  D. 2.5kg

 

参考答案解析

【答案】A

【解析】设弹簧原长为l₀，当弹簧上端固定时，由胡克定律可得 当弹簧下端固定时，有 联立解得m=1kg,故A正确, B、C、D错误。

 

题型2

易错题 如图所示，两木块的质量分别为m₁和m₂，两轻质弹簧的劲度系数分别为

和 ，上面木块压在上面的轻质弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态，重力加速度为g。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的轻质弹簧，在此过程中上面木块移动的距离为(    )

A.  B.

C.  D.

 

 

参考答案解析

【答案】C

【解析】系统处于原来状态时，上面弹簧的弹力 弹簧被压缩的长度 下面弹簧的弹力 被压缩的长度 当上面的木块离开上面弹簧时，下面弹簧的弹力 弹簧被压缩的长度 所以上面木块移动的距离

 

 

典型案例2  三力平衡问题

知识点

1.三力平衡主要出题情景：

如果一个物体受到两个或者更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但力的作用线的延长线交于一点，这样的一组力叫共点力。认为物体处于静止或匀速直线运动时的状态是平衡状态，即物体受力平衡，也称之为平衡态。如果物体受到共点力的作用而处于平衡态，那么其所受合力为零。

2.三力平衡的解题方法：

(1)物体在三力作用下而处于平衡状态时，若三个力不共线，则三个力首尾相连的矢量图必为一闭合三角形；

(2)物体受到多个力作用而处于平衡状态时，其中任意一个力必定与余下的其他力的合力等大、反向、共线。