第7讲 重力 弹力-【衡中学案】2027年高考物理一轮总复习学案

考向3 例4：C在0~3s内A车做匀减速运动，A车减速到零所需时间 0=35,故在t=3s时A车减速到零，A车前进的位移为x A=- =2=45m,B车前进的位移为x=o=90m,t=3s时两车 间距离为△x=d+x-xg=55m,故A错误；由题图可知在3~9s 内A车的加速度为a2=5m/s2,在-t图像中，图像的斜率表示 加速度，则a:一品=-5，放A,B两车的加速度大小相等， 故B错误；t=3s后，A车开始由静止做匀加速运动，B车开始做 匀减速运动，3~9s的过程中，设经历时间t两者速度相同，则 v共=at=o+agt,解得t=3s,U共=15m/s,A车在t=3s内前进 的位移为=受=25m,B车前进的位移为与： 2 67.5m,故两车相距的最小距离为△xmn=△x+x-x2=10m,此 后A车的速度大于B车的速度，两者间的距离开始增大，故不 可能相遇，故C正确，D错误。 第6讲实验一探究小车速度随时间变化的规律 考点二实验探究小车速度随时间变化的规律 -、1.(1)0.02(3)8V220V 三、3.接通电源放开小车 四、1.平行 例1：(1)220V墨粉纸盘下方(2)ACD(3)0.800.40 (4)如解析图1.53(1.52、1.54均可) [解析]（1)电火花计时器的工作电压为220V。 (2)实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确：该实验 只要使得小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B 错误；为了充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器静止释放， 选项C正确；应先接通电源再释放小车，选项D正确。故 选ACD。 (3)根据逐差法可得小车的加速度为a=+,+。--西」 9T2 (5.97+6.78+7.64-3.59-4.41-5.19)×102 /s2=0.80m/s2。 9×0.12 打B点时小车的速度等于打A、C两点间小车的平均速度，即vB x1+2(3.59+4.41)×102 2T m/s=0.40m/s。 2×0.1 (4)将误差较大的点忽略，将其他点用一条直线拟合，如图 所示。 ◆m·s 1.2 ■■■ 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 06 0.10.20.30.40.50.6s 1图像的斜率表示加速度，则a=1L2-028 m/s2≈1.53m/s2 0.6 5( 考点三创新实验提升 考向1 22-12 例2：(1)0.515(2)0.182L-1) [解析](1)测得小磁粒直径为d=5mm+3×0.05mm= 5.15mm=0.515cm。 (2)小车经过20cm处的速度为 -0.1735+0.00515 /s≈0.18m/s。 0.69 根据运动学公式，2-u,2=2a(L2-L1) 可得小车的加速度为a=2(L-1) v22-v12 考向2 例3：(4)见解析图(5)非线性(6)9.83 [解析](4)由表中数据在图(b)中描点画图，如图所示。 hlm 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.10.2 0.30.40.5s (5)由绘制的h-t图线可知，下落高度随时间的变化是非线性 关系。 (6)如果长直木条做自由落体运动，则满足 1 h=28t 由h=4.916t(SI) 可得7&=4916vc 解得g=9.832m/s2≈9.83m/s2。 第二章相互作用 第7讲重力弹力 考点一重力和重心 1.（2)运动状态 2.(1)地球的吸引(3)竖直向下(5)质量悬挂 易错辨析 1.×2.×3.×4.×5.× 自主验收 C瓶子受到地球对它的吸引力，同时它对地球也有吸引力，故 A错误；由装饰瓶内装有的水可知，其重心一定不在其几何中 心，故B错误；装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关，故 C正确：若装饰瓶底部出现一个小洞，在水滴完的过程中，装饰 瓶的重心先降低后升高，故D错误。 考点二弹力 1.(1)形变(2)弹性形变(3)相反 3.(1)正比(2)kx劲度系数自身性质形变量 易错辨析 1.×2.×3.V4.×5.× 考向1 例1：A弹簧处于伸长状态，若弹力大小刚好等于小球的重力大 小，即挡板，斜面不需给小球力，小球只受2个力平衡。若斜面 给小球垂直斜面向上的支持力，那么小球必须受到挡板给它的 弹力才能处于平衡，这时小球受弹簧拉力、重力、斜面支持力、 挡板弹力4个力处于平衡状态。综上所述，小球可能受2个力， 或受4个力均能处于平衡状态，故A正确，B、C、D错误。故 选A。 例2：C在一般情况下，轻杆对物体的弹力不一定沿杆的方向，图 A中的小球只受重力和杆的弹力作用且处于平衡状态，由二力 平衡条件可知，小球受杆的弹力应为竖直向上，A错误：在图B 中右边的绳是竖直方向，如果左边的绳有拉力的话，右边的绳 会产生倾斜，所以左边的绳没有拉力，B错误；球与面接触的弹 力方向，经接触点与接触面垂直（即在接触点与球心的连线 上)，C图中球与球的弹力方向，垂直于接触点的公切面（在两 球心的连线上)且指向受力物体，在D图中，大半圆对小球的弹 力F。应是从接触点沿大半圆的半径指向圆心，C正确，D 错误。 考向2 例3：D设挂钩所在处为N点，延长PN交墙 于M点，如图所示，同一条绳子拉力相等， 根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的 夹角相等，设为α，则根据几何关系可知 T a NQ=MN,即PM等于绳长；根据几何关系 可得sina=0 =PM0.6,则a=37°，根据平衡 W 条件可得2 Teos a=mg,解得T=10N,故D 正确，A、B、C错误。故选D。 mg 例4：B由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则 说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg 3·kx,解得k=100N/m,故选B。 例5：CD设杆对小球的弹力F在竖直方向的分力为F,水平方 向的分力为F,由牛顿第二定律可知，F,=mg,F=ma,F= √mg)+(ma),当=an0时，即a=gtan0时，杆对球的弹 mg 方沿杆向上.此时F=。综上所述，AB结误，C.D正确。 第8讲摩擦力 考点一摩擦力 1.粗糙压力相反相反 2.(10F F (2)粗糙程度 3.(2)正比略大于相等 易错辨析 1.V2.×3.×4.×5.×6.V7.V8.V 考向1 例1：C当墨条速度方向水平向左时，由相对运动方向可知，砚台 对其的摩擦力方向水平向右，A错误：由牛顿第三定律可知，墨 条对砚台的摩擦力方向水平向左，砚台静止，则桌面对砚台的 摩擦力方向水平向右，墨条和桌面对砚台的摩擦力是一对平衡 力，B错误，C正确；桌面对砚台的支持力等于墨条对砚台的压 力和砚台的重力之和，D错误。 50 跟踪训练 FEAL 向左的滑动摩擦力 (1) (2)A不受摩擦力 F →F 减速 匀速 B →F 向左的静摩擦力 向左的静摩擦力 (3) (4) 静止释放 A F 沿斜面向上的滑动摩擦力 (5) (6)A不受摩擦力 加速 水平向右的静摩擦力 (7) 考向2 例2：B在顺利发出第一张牌的过程中，大拇指与第一张牌之间 没有相对滑动，所以它们之间的摩擦力是静摩擦力，故A错误； 第一张牌相对第二张牌向前运动，故第一张牌和第二张牌之间 的摩擦力为滑动摩擦力，根据平衡条件，可知第二张牌对第一 张牌的支持力为F、'=mg+F、,即第二张牌所受的正压力为F、” =mg+F、,根据滑动摩擦力公式可得第一张牌和第二张牌之间 的摩擦力为f=Fv"=(mg+F、),故B正确：对第二张牌进行分 析，第二张牌处于静止状态，在水平方向上，它受到第一张牌对 它的滑动摩擦力u(mg+Fv),根据平衡条件，第二张牌和第三张 牌之间的摩擦力与第一张牌对第二张牌的滑动摩擦力大小相 等，方向相反，所以第二张牌和第三张牌之间的摩擦力也为 (mg+F、),故C错误；越下面的牌受到的压力越大，但除第一张 牌外，其他牌都处于静止状态，它们受到的都是静摩擦力，根据 平衡条件，这些静摩擦力大小都等于第一张牌与第二张牌之间 的滑动摩擦力u(mg+FN),故D错误。故选B。 跟踪训练 2.BD用85N的水平力可使沙发保持匀速直线运动，则沙发与 地面间的滑动摩擦力F=85N,由F=uFN=uG可知，沙发与地 动摩擦因数上0.1)，A错误；由当水平形 为90N时沙发恰好开始运动，可知最大静摩擦力为90N,B正 确；100N的水平推力大于最大静摩擦力，沙发所受摩擦力为滑 动摩擦力，即85N,C错误：用60N的水平力推静止的沙发，由 于60N小于90N,所以沙发静止，由二力平衡可知沙发所受的 摩擦力大小为60N,D正确。 3.BC根据最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知，木块A与地面间 的最大静摩擦力为fm=umg=6N,弹簧的弹力为F弹=kx=200 ×4×102N=8N,由题意可知，作用在木块A上的水平推力F= 12N<F+fm=8N+6N=14N,所以木块A处于静状态。根据 受力平衡可得，木块A受到的摩擦力为f=F-F弹=12N-8N= 4N,方向向左，故A错误；根据最大静摩擦力等于滑动摩擦力第二章 相互作用 第7讲 重力弹力 学习目标 命题热点 (1)知道重力产生的原因，理解重力的大小和方向，知道重心 的概念。 (2)知道形变和弹力产生的原因，会分析弹力的方向，能正确 与共点力平衡、牛顿运动定律结合考查较多， 画出弹力的示意图。 涉及胡克定律的考查也较多。 (3)理解胡克定律，能应用胡克定律解决实际问题。 考点一 重力和重心 1.力 易错养析 (1)定义：力是一个物体对另一个物体的作用。 1.一个物体可以只是施力物体，但不是受力物体。 02 (2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的 (即产生加速度)。 ( (3)性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性 2.物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重 心一定在物体上。 () 等特征。 3.重力就是地球对物体的吸引力。 ( 2.重力 4.形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心。 (1)产生：由于 而使物体受到的力。 (2)大小：G=mg,g与物体在地球上的位置有关，5.重力的方向一定指向地心。 与环境和运动状态无关。 自主验收 (3)方向： (4)对重力的理解 (对重力和重心的理解)某中学教学楼的读书角迎 来了一位新客人，如图所示。这个小瓶子非常漂亮， ①重力不是万有引力，而是万有引力的一个分力。 不经意之间增添了许多审美的情趣。关于这个装饰 ②在赤道和地球两极，重力方向指向地心；在其他 瓶，下列说法正确的是 () 位置，重力方向不指向地心。 (5)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，这一点叫作物体的重心。 ①影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的 分布。 ②不规则薄板形物体重心的确定方法： 法。 ③对重心的理解 A.瓶子受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸 引力 1)重心不是物体上最重的一点，它不一定在物体 B.装饰瓶重心一定在其几何中心 的几何中心，也可以不在物体上。 C.装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关 2)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置 D.若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程 状态及运动状态无关。 中，装饰瓶的重心一直在降低 考点二 弹力 1.弹力 ②x是弹簧的 不是弹簧形变以后的 (1)定义：发生 的物体，要恢复原状，对 长度。 与它接触的物体产生的力的作用。 易错蕲析 (2)产生条件 ①物体间直接接触； 1.相互接触的物体间一定有弹力。 ( ②接触处发生 2.轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。 (3)方向：总是与施力物体形变的方向 3.物体所受弹力方向与自身形变的方向相同。 2.弹力方向的判断 ( (1)常见的几种弹力方向的判断 4.F=x中“x”表示弹簧形变后的长度。 ( 平面与 垂直于公 5.F=x中“F”为弹簧所受合力。 平面 共接触面 喜问1弹力有无和方向的判断 面 平面与 垂直于 曲面 平面 类型一 弹力有无的确定 弹 点与 例回如图所示，一根竖直的弹簧下端连接个质量 的方向 平面 直于面 为m的光滑小球，弹簧处于伸长状态，小球静 面 止于斜面和挡板之间并和斜面、挡板均接触，则小球 点与 过点垂直 A 曲面 于切面 B切面 022 点与点垂直于切面 轻绳沿绳指向绳收缩的方向 F 可沿杆 77777777777777777777 A.可能受2个力的作用 轻杆 力的方向 三种 B.可能受3个力的作用 模型 可不沿杆 C.一定受4个力的作用 D.一定受5个力的作用 [规律方法]判断弹力有无的三种方法 拉伸 轻弹簧 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断，多 压缩 条件法 7777777 用来判断形变较明显的情况 (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定 弹力的方向。 对形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹 3.胡克定律 力，看物体能否保持原有的运动状态，若运动状态 假设法 (1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹 不变，则此处不存在弹力：若运动状态改变，则此处 簧伸长（或缩短）的长度x成 一定存在弹力。 (2)表达式：F= ①k是弹簧的 单位是牛顿每米，用符号 根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力 状态法 N/m表示；k的大小由弹簧 决定。 平衡条件判断是否存在弹力。 类型二弹力方向的判断 类型二弹簧的弹力 例 ②图中各物体均处于静止状态。图中画出了小 1④(2023·山东卷·2题)餐厅暖盘车的储盘 球A所受弹力的情况，其中正确的是( 置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间 距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘 上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的 固定 正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g,相邻两 7 A 盘间距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。弹簧始 终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为() 7777777777777777777 D 吉向2弹力大小的计算 A.10 N/m B.100N/m C.200N/m D.300N/m 类型一 轻绳的弹力 例(0：期北省结县级单 [规律方法]1.由图可知，弹力的变化量△F与 位阶段练习)如图所示，水平P 形变量的变化量△x也成正比，即△F=k△x。 直杆OP右端固定于竖直墙上的O 0 2.如果弹簧的初、末两个状态分别是伸长和压缩 点，长为L=1m的轻绳一端固定于 状态，则△F=F,+F2,△x=x1+x20 个F 直杆P点，另一端固定于墙上O点 正下方的Q点，OP长为d=0.6m, △1 023 重为16N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状 △x 态，则轻绳的弹力大小为 ( A.5N B.6N C.8 N D.10N 类型三轻杆的弹力 色选)如所示为位于水平面的小连.固定小车上的支架的 的夹角为0，在斜杆下端固定有质量为m的小球。现使小车以加速度α向右做匀 加速运动，下列说法正确的是应该用牛顿第二定律确定杆对小珠的弹力的大小和方向( A.杆对小球的弹力竖直向上、，由于小球不是处于平衡状态，杆对小球的弹力不是竖直向上 B.杆对小球的弹力沿杆向上 小球受力分析知图，当弹力沿杆方向时 C杆对小球的弹力大小可能为。 a=9n日，F=m吗，所认 tang=ma cose 杆对小球的弹力不一定 D.杆对小球的弹力大小为F=Nmg+ma) 沿杆向上，大小可能为9 ma 由平行四边形定则可知，杆对小球的弹力大小为mg+(ma) cos [规律方法]计算弹力大小的三种方法 牛顿第二 物体不处于平衡状态时可应用牛顿第二定律计 利用胡克定律F=kx计算。适用于弹簧、橡皮筋 定律法 算弹力 公式法 等弹力的计算 物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡条 温馨提示：复习至此，请完成练案[7刀 平衡法 件来计算弹力