【步步高】2020年高考物理大一輪 第二章 第1課時(shí) 力、重力、彈力 新人教版必修1

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1、【步步高】2020年高考物理大一輪 第二章 第1課時(shí) 力、重力、彈力 新人教版必修1 考點(diǎn)內(nèi)容要求考綱解讀形變、彈力、胡克定律高考著重考查的知識(shí)點(diǎn)有：力的合成與分解、彈力、摩擦力概念及其在各種形態(tài)下的表現(xiàn)形式對(duì)受力分析的考查涵蓋了高中物理的所有考試熱點(diǎn)問(wèn)題此外，基礎(chǔ)概念與實(shí)際聯(lián)系也是當(dāng)前高考命題的一個(gè)趨勢(shì)考試命題特點(diǎn)：這部分知識(shí)單獨(dú)考查一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的試題非常少，大多數(shù)情況都是同時(shí)涉及到幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而且都是牛頓定律、功和能、電磁學(xué)的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)考查，考查時(shí)注重物理思維與物理能力的考核.滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)矢量和標(biāo)量力的合成與分解共點(diǎn)力的平衡實(shí)驗(yàn)：探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的

2、平行四邊形定則第1課時(shí)力、重力、彈力導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.掌握力的基本概念.2.掌握重力的大小、方向及重心的概念.3.掌握彈力方向判斷及大小計(jì)算的基本方法一、力的認(rèn)識(shí) 基礎(chǔ)導(dǎo)引1舉出具體的實(shí)例來(lái)說(shuō)明：(1)力能夠改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使物體產(chǎn)生形變；(2)每一個(gè)力，都有一個(gè)施力物體和一個(gè)受力物體2請(qǐng)你用一個(gè)點(diǎn)代表受力物體，作出以下幾個(gè)力的圖示，并指明施力物體和受力物體(1)水平桌面對(duì)放在桌面上的書(shū)產(chǎn)生5 N豎直向上的支持力(2)某人用800 N的力沿與水平線成30角斜向右上方拉一輛小車(chē)(3)靜止于傾角為30斜面上的物體對(duì)斜面產(chǎn)生1 000 N的壓力 知識(shí)梳理1力的作用效果(1)改變物體的_(2)使物體發(fā)

3、生_2力的性質(zhì)(1)物質(zhì)性：力不能脫離_而存在，沒(méi)有“施力物體”或“受力物體”的力是_的(2)相互性：力的作用是_的施力(受力)物體同時(shí)也是受力(施力)物體(3)矢量性：力是矢量，既有_，又有_，力的運(yùn)算遵循_定則或_定則3力的圖示及示意圖(1)力的圖示：從力的作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)出的_(包括力的三要素)(2)力的示意圖：受力分析時(shí)作出的表示物體受到某一力的_：力的圖示與受力示意圖有什么區(qū)別？二、重力基礎(chǔ)導(dǎo)引把一個(gè)放在水平地面上、長(zhǎng)為l的勻質(zhì)鏈條豎直向上剛好拉直時(shí)，它的重心位置升高多少？把一個(gè)放在水平地面上、棱長(zhǎng)為a的均勻正方體，繞其一條棱翻轉(zhuǎn)時(shí)，其重心位置升高的最大高度是多少？知識(shí)梳理1產(chǎn)生：

4、由于地球?qū)ξ矬w的_而使物體受到的力2大?。篏_.3g的特點(diǎn)(1)在地球上同一地點(diǎn)g值是一個(gè)不變的常數(shù)(2)g值隨著_的增大而增大(3)g值隨著高度的增大而減小4方向：_向下5重心(1)相關(guān)因素物體的_物體的_(2)位置確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體，重心在其_；對(duì)于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板，重心可用_確定：重力就是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，這個(gè)說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？三、彈力基礎(chǔ)導(dǎo)引1質(zhì)量均勻的鋼管，一端放在水平地面上，另一端被豎直繩懸吊著(如圖1所示)，鋼管受到幾個(gè)力的作用？各是什么物體對(duì)它的作用？畫(huà)出鋼管受力的示意圖2如圖2所示，一根筷子放在光滑的碗內(nèi)，筷子與碗壁、碗邊都沒(méi)有摩擦作示意圖表示筷

5、子受到的力 圖1圖2知識(shí)梳理1彈力發(fā)生_的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力(1)產(chǎn)生的兩個(gè)必要條件物體直接_；發(fā)生_(2)彈力的方向彈力的方向總是與物體形變的方向_2胡克定律(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生_時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成_(2)表達(dá)式：F_.k是彈簧的_，單位為N/m；k的大小由彈簧_決定x是彈簧長(zhǎng)度的_，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度：彈力的方向與受力物體、施力物體的形變方向存在何種關(guān)系？考點(diǎn)一彈力方向的判斷考點(diǎn)解讀1根據(jù)物體產(chǎn)生形變的方向判斷物體所受彈力的方向與施力物體形變的方向相反，與自身形變的方向相同2根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體的受力必須

6、與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)符合，依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向3幾種接觸彈力的方向彈力彈力的方向面與面接觸的彈力垂直于接觸面，指向受力物體點(diǎn)與面接觸的彈力過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面(或接觸面的切面)，指向受力物體球與面接觸的彈力在接觸點(diǎn)與球心連線上，指向受力物體球與球接觸的彈力垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的公切面，指向受力物體4.繩和桿的彈力的區(qū)別(1)繩只能產(chǎn)生拉力，不能產(chǎn)生支持力，且繩子彈力的方向一定沿著繩子收縮的方向(2)桿既可以產(chǎn)生拉力，也可以產(chǎn)生支持力，彈力的方向可能沿著桿，也可能不沿桿典例剖析例1畫(huà)出下列物體A受力的示意圖思維突破判斷彈力方向時(shí)需特別關(guān)注的是：(1)繩與桿的區(qū)

7、別，繩的拉力一定沿繩，桿的彈力可沿任意方向(2)有形變才有彈力，只接觸無(wú)形變時(shí)不產(chǎn)生彈力，如上題中(3)小題(3)利用牛頓定律，根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定彈力的方向跟蹤訓(xùn)練1畫(huà)出下圖中物體A所受彈力的示意圖(所有接觸面均光滑)考點(diǎn)二彈力大小的計(jì)算考點(diǎn)解讀1分析判斷彈力的方向是計(jì)算彈力大小的基礎(chǔ)2處于平衡狀態(tài)的物體所受彈力大小根據(jù)平衡方程計(jì)算3有加速度的物體所受彈力大小根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算典例剖析圖3例2如圖3所示，用輕質(zhì)細(xì)桿連接的A、B兩物體正沿著傾角為的斜面勻速下滑，已知斜面的粗糙程度是均勻的，A、B兩物體與斜 面的接觸情況相同試判斷A和B之間的細(xì)桿上是否有彈力若有 彈力，求出該彈力的大??；若無(wú)彈

8、力，請(qǐng)說(shuō)明理由思維突破本例是一道通過(guò)計(jì)算判斷彈力有無(wú)的題目，涉及三種重要的物理思維方法：一種是假設(shè)法；一種是整體法和隔離法本例中先用整體法求出動(dòng)摩擦因數(shù)，再用隔離法計(jì)算彈力大??；一種是正交分解法在垂直斜面和沿斜面兩個(gè)方向上列方程，從而解出桿的拉力圖4跟蹤訓(xùn)練2 兩個(gè)完全相同的小球A和B，質(zhì)量均為m，用長(zhǎng)度相同的 兩根細(xì)線懸掛在水平天花板上的同一點(diǎn)O，再用長(zhǎng)度相同的細(xì)線連 接A、B兩小球，如圖4所示然后用一水平向右的力F拉小球A， 使三線均處于直線狀態(tài)，此時(shí)OB線恰好位于豎直方向，且兩小球都靜止，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，則拉力F的大小為 ()A0 B.mg C.mg Dmg考點(diǎn)三彈簧模型考點(diǎn)解讀中學(xué)物理

9、中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型，具有如下幾個(gè)特性：(1)彈簧產(chǎn)生的彈力遵循胡克定律Fkx，其中x是彈簧的形變量(2)輕：即彈簧(或橡皮繩)的重力可視為零由此特點(diǎn)可知，同一彈簧的兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等(3)彈簧既能受拉力，也能受壓力(沿著彈簧的軸線)，橡皮繩只能受拉力，不能受壓力，分析含彈簧問(wèn)題時(shí)要特別注意(4)由于彈簧和橡皮繩受力時(shí)，其形變較大，發(fā)生形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的彈力不能突變但是，當(dāng)彈簧和橡皮繩被剪斷時(shí)，它們所受的彈力立即消失典例剖析圖5例3如圖5所示，斜面傾角為60，10 kg的物體通過(guò)彈簧與斜面上的固定板相連，已知彈簧的勁度系數(shù)k100 N/m，當(dāng)彈

10、簧長(zhǎng)度為22 cm和8 cm時(shí)，物體分別位于A點(diǎn)和B點(diǎn)，且此兩點(diǎn)是物體剛好可以平衡的點(diǎn)，試求斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)思維突破當(dāng)不能確定彈簧處于拉伸狀態(tài)還是壓縮狀態(tài)時(shí)，一般情況下可以假設(shè)其處于某種狀態(tài)，列出相應(yīng)的方程，因?yàn)樯扉L(zhǎng)量xLL0而壓縮量xL0L，兩者均與彈力反向，故無(wú)論假設(shè)是否正確，均不影響計(jì)算結(jié)果圖6跟蹤訓(xùn)練3如圖6所示，在動(dòng)力小車(chē)上固定一直角硬桿ABC，分 別系在水平直桿AB兩端的輕彈簧和細(xì)線將小球P懸吊起來(lái)輕 彈簧的勁度系數(shù)為k，小球P的質(zhì)量為m，當(dāng)小車(chē)沿水平地面以 加速度a向右運(yùn)動(dòng)而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輕彈簧保持豎直，而細(xì)線 與桿的豎直部分的夾角為，試求此時(shí)彈簧的形變量3.“假設(shè)法”

11、判斷彈力的有無(wú)圖7例4如圖7所示，用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O，并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球，然后用某個(gè)力F 作用在小球A上，使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)則該力可能為圖中的 () AF1 BF2 CF3 DF4方法提煉“假設(shè)法”或“撤離法”：可以先假設(shè)有彈力存在，然后判斷是否與研究對(duì)象所處狀態(tài)的實(shí)際情況相符合還可以設(shè)想將與研究對(duì)象接觸的物體“撤離”，看研究對(duì)象能否保持原來(lái)的狀態(tài)，若能，則與接觸物體間無(wú)彈力；若不能，則與接觸物體間有彈力圖8跟蹤訓(xùn)練4如圖8所示，小車(chē)內(nèi)放有一物體，物體剛好可放入車(chē)箱 中，小車(chē)在水平面上向右運(yùn)動(dòng)，下列

12、說(shuō)法正確的有 ()A若小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，則物體只受兩個(gè)力作用B若小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，則物體受到車(chē)箱前壁的作用C若小車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，則物體受到車(chē)箱前壁的作用D若小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，則物體受三個(gè)力作用A組力的基本概念和重力1關(guān)于力的概念，下列說(shuō)法正確的是 ()A一個(gè)受力物體可能受到兩個(gè)施力物體的作用力B力可以從一個(gè)物體傳給另一個(gè)物體C只有相互接觸的物體之間才可能存在力的作用D一個(gè)受力物體可以不對(duì)其他物體施力2下列關(guān)于力及重力的說(shuō)法中正確的是 ()A相距一定距離的兩磁體間有相互作用力，說(shuō)明力的作用可以不需要物質(zhì)傳遞B物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生改變，物體也可能受到力的作用C形狀規(guī)則的物體，其重心一定在其幾何中心D

13、物體重力的大小總是等于它對(duì)豎直彈簧秤的拉力B組彈力的分析與判斷圖93. 兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb、直徑分別為da和db(dadb)將a、 b球依次放入一豎直放置、內(nèi)直徑為d(daddadb)的平底圓筒內(nèi)，如圖9 所示設(shè)a、b兩球靜止時(shí)對(duì)圓筒側(cè)面的壓力大小分別為F1和F2，筒底所 受的壓力大小為F.已知重力加速度大小為g.若所有接觸面都是光滑的，則 ()AF(mamb)g，F(xiàn)1F2BF(mamb)g，F(xiàn)1F2CmagF(mamb)g，F(xiàn)1F2DmagF(mamb)g，F(xiàn)1F24. 如圖10所示，質(zhì)量為m的小球置于傾角為30的光滑斜面上，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端系在小球上，另一端固定在

14、P點(diǎn)，小球靜止時(shí)，彈簧與豎直方向的夾角為30，則彈簧的伸長(zhǎng)量為 ()圖10A. B.C. D.圖115如圖11所示，將四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成圓弧形的石拱，其中第3、 4塊固定在地基上，第1、2塊間的接觸面是豎直的，每塊石塊的兩個(gè)側(cè)面間所夾的圓心角為30.假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)，則第1、2塊石塊間的作用力和第1、3塊石塊間的作用力的大小之比為 ()A. B. C. D.課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(限時(shí)：30分鐘)1下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A力是物體對(duì)物體的作用B只有直接接觸的物體間才有力的作用C用腳踢出去的足球，在向前飛行的過(guò)程中，始終受到向前的力來(lái)維持它向前運(yùn)動(dòng)D甲用力把乙推倒，說(shuō)明甲對(duì)乙的作用力在先

15、，乙對(duì)甲的作用力在后2如圖1所示，A、B兩物體的重力分別是GA3 N、GB4 N，A用懸繩掛在天花板上，B放在水平地面上，A、B間的輕彈簧上的彈力F2 N，則繩中張力F1和B對(duì)地面的壓力F2的可能值分別為()圖1A7 N和10 NB5 N和2 NC1 N和6 ND2 N和5 N3如圖2所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)支架上，斜梁OB與豎直方向的夾角為.設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于O點(diǎn)的彈力分別為F1 和F2，以下結(jié)果正確的是 ()圖2AF1mgsin BF1CF2mgcos DF2圖34(2020江蘇1)如圖3所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱 楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為，重力加速度

16、為g.若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為 ()A. B.C.mgtan D.mgcot 圖45如圖4所示，兩根相距為L(zhǎng)的豎直固定桿上各套有質(zhì)量為m的小球，小球可以在桿上無(wú)摩擦地自由滑動(dòng)，兩小球用長(zhǎng)為2L的輕繩相連，今在輕繩中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力F，恰能使兩小球沿豎直桿向上勻速運(yùn)動(dòng)則每個(gè)小球所受的拉力大小為(重力加速度為g)()A. Bmg C.F/3 DF圖56如圖5所示，AC、CD、BD為三根長(zhǎng)度均為l的輕繩，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2l.現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD輕繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()Amg B.mgC.mg D.m

17、g7如圖6所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用兩根不可伸長(zhǎng)的輕繩連接后懸掛于O點(diǎn)，在外力F的作用下，小球A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)若要使兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài)且懸線OA與豎直方向的夾角保持30不變，則外力F的大小 ()圖6A可能為mg B可能為mgC可能為mg D可能為mg圖78如圖7所示，完全相同的質(zhì)量為m的A、B兩球，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線懸 掛在O點(diǎn)，兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，靜止不動(dòng)時(shí)， 彈簧處于水平方向，兩根細(xì)線之間的夾角為，則彈簧的長(zhǎng)度被壓縮了()A. B.C. D.復(fù)習(xí)講義基礎(chǔ)再現(xiàn)一、基礎(chǔ)導(dǎo)引1.(1)玻璃杯從桌子上掉下，在重力作用下，運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快；被擲出去的鉛球，在重力作用下沿曲線落回地

18、面；蹦蹦床在人的壓力作用下，向下凹；橡皮筋在拉力作用下變得細(xì)長(zhǎng)(2)人坐在凳子上，人對(duì)凳子有一個(gè)壓力，該力的施力物體是人，受力物體是凳子2.知識(shí)梳理1.(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2)形變2(1)物體不存在(2)相互(3)大小方向平行四邊形三角形3.(1)有刻度的有向線段(2)有向線段思考：力的圖示要求精確畫(huà)出力的大小、方向和作用點(diǎn)，在相同標(biāo)度下用線段的長(zhǎng)短表示力的大小，指向表示力的方向，箭尾(或箭頭)表示力的作用點(diǎn)；受力示意圖著重于力的方向，不要求作出標(biāo)度二、基礎(chǔ)導(dǎo)引a知識(shí)梳理1.吸引2.mg3.(2)緯度4.豎直5.(1)幾何形狀質(zhì)量分布(2)幾何中心懸掛法思考：不對(duì)理由是：(1)重力是由于地球?qū)ξ矬w

19、的吸引而使物體受到的力，但不能認(rèn)為重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力(2)地球?qū)ξ矬w的引力除產(chǎn)生重力外，還要提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力三、基礎(chǔ)導(dǎo)引1.鋼管受到三個(gè)力的作用：重力G、地面的支持力F1、繩的拉力F2(如圖所示)重力G的施力物體是地球，地面的支持力F1的施力物體是地面，繩的拉力F2的施力物體是繩2.筷子受三個(gè)力作用：重力G、碗對(duì)筷子一端的支持力F1、另一端的支持力F2，如圖所示知識(shí)梳理1.彈性形變(1)接觸彈性形變(2)相反2.(1)彈性形變正比(2)kx勁度系數(shù)自身 變化量思考：彈力的方向與施力物體的形變方向相反，與受力物體的形變方向相同課堂探究例1跟蹤訓(xùn)練1例2無(wú)彈力，理由見(jiàn)解析跟蹤訓(xùn)練2B例30.14跟蹤訓(xùn)練3見(jiàn)解析解析FTsin ma，F(xiàn)Tcos Fmg，F(xiàn)kx聯(lián)立解得：xm(gacot )/k討論：(1)若agtan ，則彈簧壓縮xm(acot g)/k例4BC跟蹤訓(xùn)練4AC分組訓(xùn)練1A2.B3.A4.C5B課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練1BCD2BC3D4A5C6C7BCD8C