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教材知識梳理 考點互動探究 教師備用習(xí)題 一 力1 定義 力是的相互作用 2 作用效果 使物體發(fā)生形變或改變物體的 即產(chǎn)生加速度 3 性質(zhì) 力具有物質(zhì)性 相互性 共存性 矢量性 獨立性等特征 4 基本相互作用 1 四種基本相互作用 相互作用 相互作用 強相互作用和弱相互作用 2 重力屬于引力相互作用 彈力 摩擦力 電場力 磁場力等本質(zhì)上是相互作用的不同表現(xiàn) 物體和物體之間 運動狀態(tài) 引力 電磁 電磁 二 重力1 定義 由于地球的而使物體受到的力 2 大小 與物體的質(zhì)量成 即G mg 3 方向 4 重心 重力宏觀作用效果的作用點 三 彈力1 定義 發(fā)生的物體由于要恢復(fù)原狀而使物體受到的力 2 產(chǎn)生條件 兩物體相互接觸且發(fā)生了 吸引 正比 豎直向下 等效 彈性形變 彈性形變 3 方向 沿恢復(fù)原狀的方向 4 胡克定律 在彈簧的彈性限度內(nèi) 彈簧的彈力大小與形變量成 即F kx 其中k表示彈簧的勁度系數(shù) 反映彈簧的性質(zhì) 施力物體 正比 辨別明理 1 重力的方向一定指向地心 2 彈力可以產(chǎn)生在不直接接觸的物體之間 3 相互接觸的物體間不一定有彈力 4 F kx中的x表示彈簧伸長量 5 形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體幾何中心 6 勁度系數(shù)和彈簧長度沒有關(guān)系 7 掛在繩上靜止的物體受到的重力就是繩對它的拉力 8 有彈力就一定有形變 但有形變不一定有彈力 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 考點一關(guān)于重力 彈力有無的判斷 1 多選 魯科版必修1改編 在對重力的本質(zhì)還未認清之前 我國古代勞動人民就對其有了比較復(fù)雜的應(yīng)用 我國西安半坡出土了一件距今約五千年的尖底陶瓶 如圖3 1所示 這種陶瓶口小 腹大 底尖 有兩耳在瓶腹偏下的地方 若用兩根繩子系住兩耳吊起瓶子 就能從井中取水 下列說法正確的是 A 陶瓶的重心在裝水前后始終不變B 陶瓶的重心隨裝水的多少發(fā)生變化C 陶瓶未裝水時 其重心在兩吊耳的下方D 陶瓶裝滿水時 其重心在兩吊耳的上方 圖3 1 答案 BD 2 力的示意圖 畫出圖3 2中物體A受力的示意圖 圖3 2 答案 如圖所示 3 彈力有無的判斷 多選 如圖3 3所示 用兩根細線把A B兩小球懸掛在天花板上的同一點O 并用第三根細線連接A B兩小球 然后用某個力F作用在小球A上 使三根細線均處于拉直狀態(tài) 且OB細線恰好沿豎直方向 兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài) 則該力可能為圖中的 A F1B F2C F3D F4 圖3 3 答案 BC 要點總結(jié) 1 重力方向與重心 1 重力方向 總是豎直向下的 但不一定和接觸面垂直 也不一定指向地心 2 重心 物體的每一部分都受重力作用 可認為重力集中作用于一點即物體的重心 影響重心位置的因素 物體的幾何形狀 物體的質(zhì)量分布 2 彈力有無的判斷 1 條件法 根據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個條件 接觸和形變直接判斷 2 假設(shè)法 在一些微小形變難以直接判斷的情況下 可以先假設(shè)有彈力存在 然后判斷是否與研究對象所處狀態(tài)的實際情況相符合 3 狀態(tài)法 根據(jù)研究對象的運動狀態(tài)進行受力分析 判斷物體保持現(xiàn)在的運動狀態(tài)是否需要彈力 4 替換法 可以將硬的 形變不明顯的施力物體用軟的 易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換 看能否維持原來的運動狀態(tài) 考點二彈力的分析與計算 1 彈力方向 可根據(jù)力的特點判斷 也可根據(jù)運動狀態(tài) 平衡條件或牛頓運動定律確定 如桿的彈力 2 彈力大小除彈簧類彈力由胡克定律計算外 一般要結(jié)合運動狀態(tài) 根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解 1 彈力的方向 有三個重力 形狀都相同的光滑圓柱體 它們的重心位置不同 放在同一方形槽上 為了方便 將它們畫在同一圖上 如圖3 4所示 其重心分別用C1 C2 C3表示 FN1 FN2 FN3分別表示三個圓柱體對槽的壓力 則 A FN1 FN2 FN3B FN1FN2 FN3D FN1 FN3 FN2 圖3 4 答案 A 2 由狀態(tài)分析彈力方向 多選 如圖3 5所示 小車上固定著一根彎成 角的曲桿 桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球 下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷正確的是 重力加速度為g A 小車靜止時 F mg 方向豎直向上B 小車靜止時 F mgcos 方向垂直于桿向上C 小車向右以加速度a運動時 F的方向沿桿向上D 小車向右以加速度a運動時 F的方向斜向右上方 可能不沿桿 圖3 5 答案 AD 圖3 6 答案 B 要點總結(jié) 考點三輕繩 輕桿 輕彈簧模型 四種材料的彈力比較 考向一輕繩 忽略輕繩質(zhì)量 形變 輕繩上的彈力一定沿著繩的方向 輕繩上的力處處大小相等 輕繩上的力可以突變 例1如圖3 7所示 一個物體由繞過定滑輪的繩子拉著 分別按圖中所示的三種情況拉住物體靜止不動 在這三種情況下 若繩子的張力大小分別為T1 T2 T3 定滑輪對軸心的作用力大小分別為FN1 FN2 FN3 滑輪的摩擦 質(zhì)量均不計 則 A T1 T2 T3 FN1 FN2 FN3B T1 T2 T3 FN1 FN2 FN3C T1 T2 T3 FN1 FN2 FN3D T1 T2 T3 FN1 FN2 FN3 圖3 7 答案 A 解析 物體靜止時繩子的張力大小等于物體的重力 所以T1 T2 T3 mg 方法一 用圖解法確定FN1 FN2 FN3的大小關(guān)系 與物體連接的這一端 繩子對定滑輪的作用力T的大小也為mg 作出三種情況下的受力示意圖 如圖所示 可知FN1 FN2 FN3 故選項A正確 方法二 用理論法確定FN1 FN2 FN3的大小關(guān)系 已知兩個分力的大小 兩分力的夾角 越小 合力越大 所以FN1 FN2 FN3 故選項A正確 圖3 8 答案 C 考向二輕彈簧 輕彈簧 橡皮繩 是理想化模型 具有如下特性 1 在彈性限度內(nèi) 彈力遵循胡克定律F kx 其中x是彈簧的形變量 2 輕彈簧 或橡皮繩 的質(zhì)量可視為零 3 彈簧既能受到拉力作用 也能受到壓力作用 沿著彈簧的軸線 橡皮繩只能受到拉力作用 不能受到壓力作用 輕彈簧 或橡皮繩 上的力不能突變 例2 多選 如圖3 9所示 在豎直方向上 兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧a b一端與質(zhì)量為m的物體相連接 另一端分別固定 當(dāng)物體平衡時 如果 A a被拉長 則b一定被拉長B a被壓縮 則b一定被壓縮C b被拉長 則a一定被拉長D b被壓縮 則a一定被拉長 圖3 9 答案 BC 變式題 2017 全國卷 一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點上 彈性繩的原長也為80cm 將一鉤碼掛在彈性繩的中點 平衡時彈性繩的總長度為100cm 再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點 則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi) A 86cmB 92cmC 98cmD 104cm 答案 B 考向三輕桿 忽略輕桿質(zhì)量 形變 桿上的彈力不一定沿著桿 例3如圖3 10甲所示 輕細繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的光滑定滑輪掛住一個質(zhì)量為M1的物體 ACB 30 圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上 另一端G通過輕細繩EG拉住 EG與水平方向也成30 角 在輕桿的G點用輕細繩GK拉住一個質(zhì)量為M2的物體 求 1 細繩AC段的張力FTAC與細繩EG的張力FTEG之比 2 輕桿BC對C端的支持力 3 輕桿HG對G端的支持力 圖3 10 圖3 11 建模點撥 死結(jié)與活結(jié) 和 死桿與活桿 1 在天花板上用相同的兩根輕質(zhì)細線1和2懸掛一塊薄板 細線1和2與豎直方向分別成45 60 角 薄板處于靜止?fàn)顟B(tài) 如圖所示 則下列說法正確的是 A 細線2對薄板的拉力大于細線1對薄板的拉力B 設(shè)法保持重心位置不變 緩慢增大薄板的質(zhì)量 則細線1先斷C 細線1和2延長線的交點一定是薄板的重心位置D 單獨用細線1或2懸掛 兩細線的延長線交點與重心可能不重合 答案 B 答案 D 3 如圖所示 四個完全相同的輕彈簧都處于水平位置 它們的右端受到大小均為F的拉力作用 而左端的情況各不相同 中彈簧的左端固定在墻上 中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用 中彈簧的左端拴一小物塊 物塊在光滑的桌面上滑動 中彈簧的左端拴一小物塊 物塊在粗糙的桌面上滑動 若以L1 L2 L3 L4依次表示四個彈簧的伸長量 則有 A L1 L2L1 L3 L4C L1 L2 L3 L4D L1 L2 L3 L4 答案 C 4 如圖所示 兩塊同樣的條形磁鐵A B的質(zhì)量均為m 將它們豎直疊放在水平桌面上 用彈簧測力計通過一根輕質(zhì)細線豎直向上拉磁鐵A 若彈簧測力計的讀數(shù)為mg g為重力加速度 則B對A的彈力F1及桌面對B的彈力F2的大小分別為 A F1 0 F2 mgB F1 mg F2 0C F1 0 F20 F2 mg 答案 D 解析 磁鐵A受到向下的重力 向上的拉力 B對A向下的引力和B對A向上的支持力 這四個力平衡 因為拉力和重力大小相等 故B對A向下的引力和B對A向上的支持力大小相等 所以F1 0 但不一定等于mg 選項A B錯誤 把磁鐵A和B當(dāng)成一個整體 這個整體的重力等于2mg 向上的拉力為mg 還有桌面向上的支持力 根據(jù)這三個力平衡可知 水平桌面對B的支持力F2的大小等于mg 選項C錯誤 選項D正確 5 實驗室常用的彈簧測力計如圖甲所示 連接有掛鉤的拉桿與彈簧相連 并固定在外殼一端O上 外殼上固定一個圓環(huán) 可以認為彈簧測力計的總質(zhì)量主要集中在外殼 重力為G 上 彈簧和拉桿的質(zhì)量忽略不計 現(xiàn)將該彈簧測力計以兩種方式固定于地面上 如圖乙 丙所示 分別用恒力F0豎直向上拉彈簧測力計 靜止時彈簧測力計的讀數(shù)分別為 A 乙圖讀數(shù)為F0 G 丙圖讀數(shù)為F0 GB 乙圖讀數(shù)為F0 G 丙圖讀數(shù)為F0 GC 乙圖讀數(shù)為F0 丙圖讀數(shù)為F0 GD 乙圖讀數(shù)為F0 G 丙圖讀數(shù)為F0 答案 D 6 多選 2017 天津卷 如圖所示 輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M N上的a b兩點 懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的 掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài) 如果只人為改變一個條件 當(dāng)衣架靜止時 下列說法正確的是 A 繩的右端上移到b 繩子拉力不變B 將桿N向右移一些 繩子拉力變大C 繩的兩端高度差越小 繩子拉力越小D 若換掛質(zhì)量更大的衣服 則衣架懸掛點右移 答案 AB 7 多選 如圖所示 一個教學(xué)用的直角三角板的邊長分別為a b c 被沿兩直角邊的輕質(zhì)細繩A B懸吊在天花板上 且斜邊恰好平行于天花板 過直角頂點的豎直線為MN 設(shè)A B兩繩對三角板的拉力分別為Fa和Fb 已知Fa和Fb以及三角板的重力為在同一平面的共點力 則下列判斷正確的是 A 三角板的重心不在MN線上B 三角板所受重力的反作用力的作用點在MN線上C 兩繩對三角板的拉力Fa和Fb是由于三角板發(fā)生形變而產(chǎn)生的D 兩繩對三角板的拉力Fa和Fb之比為Fa Fb b a 答案 BD 解析 三角板受重力 兩個拉力而處于平衡狀態(tài) 三個力雖然不是作用在同一點 但三個力的延長線一定交于一點 由幾何關(guān)系知 三個力一定交于三角形下面的頂點 所以重心一定在MN線上 根據(jù)牛頓第三定律知 重力的反作用力的作用點在MN線上 選項A錯誤 選項B正確 兩繩對三角板的拉力Fa和Fb是由于繩發(fā)生形變而產(chǎn)生的 選項C錯誤 對三角板受力分析如圖所示 則Fa mgcos Fb mgsin 所以Fa Fb cot b a 選項D正確