,力的概念是貫穿于整個高中物理的基本概念在物理學的各分支領域中都有大量的應用，是高考中的必考內容，其中彈力、摩擦力的考查是高考中的一個熱點問題，一般需要對物體進行受力分析并利用牛頓定律等知識進行綜合分析才能求解，是歷年高考的必考內容 物體的平衡是本章知識的綜合應用，同時也是考查的重點、難點，需建立在對各種力的產生條件、受力情況分析及力的合成與分解的基礎上求解,在復習常見的三種力時，應當多與生活中的事例相結合，在感性認知的基礎上正確建立這些力的概念靜摩擦力是一種非常“聰明”的力，它的大小、方向、存亡都會隨其他力發生變化因此分析靜摩擦力，應會從物體的運動狀態和應用牛頓運動定律來進行分析對于彈力的復習，通過若干具體實例的分析、練習，掌握各種常見彈力如拉力、壓力、支持力的方向特別是輕桿的彈力，當桿受力較復雜時，桿中彈力的方向要具體問題具體分析關于彈簧的彈力大小，遵守胡克定律，要求定量分析,在理解和掌握了各種常見力以后，多做一些受力分析的習題，在練習中要注意養成良好的受力分析習慣，提高受力分析的熟練性、正確性、規范性,課時4 力、重力和彈力,基礎梳理 1力 概念：力是物體對物體的作用 基本特征： (1)力的物質性：力的作用不能離開物體而存在，有力必有受力物體和施力物體 (2)力的相互性：物體之間力的作用總是相互的，施力物體同時也是受力物體,(3)力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向 (4)力的作用效果：使物體發生形變或使物體運動狀態發生變化(物體的速度發生變化，即產生加速度) (5)力的三要素：力的大小、方向和作用點要注意力的圖示與受力示意圖的區別,2重力 概念：由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力地面附近的一切物體，無論其運動狀態如何，都受重力作用 表達式：Gmg. 基本特征： (1)在同一個地點g值是一個不變的常數，而在不同地點g值不同，物體所受重力隨其所在地球上緯度的不同而改變，隨物體所在高度的不同而改變 (2)重力的方向：豎直向下(不是垂直向下),(3)重力的作用點重心：物體的每一部分都受到重力的作用，但為了研究問題簡單，我們認為一個物體的重力集中作用在一點上，這一點稱為物體的重心,疑難詳析 1力的分類 (1)按性質的不同，分為重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力、萬有引力等； (2)按效果的不同，分為拉力、推力、壓力、動力、阻力、向心力、支持力等； (3)按研究對象的不同，可分為內力與外力,2影響重心位置的因素：質量分布和形狀 (1)質量分布均勻的物體的重心位置，只與物體的形狀有關質量分布均勻形狀規則的物體，它的重心在其幾何中心上 (2)質量分布不均勻的物體的重心不在其幾何中心此時，物體的重心可用懸掛法、支持法確定 (3)物體重心的位置不一定總在物體上，重心可能在物體上，也可能在物體外例如圓環、三角框架等，其重心都不在物體上,深化拓展 重力與萬有引力的關系 圖1 (1)重力雖然由萬有引力產生，但重力一般不等于萬有引力重力與萬有引力的關系如圖1所示，重力只是萬有引力的一個分力，萬有引力的另一個分力提供物體隨地球自轉的向心力只有在地球的南極和北極兩地，物體的重力與萬有引力才大小相等；,(2)重力是由于地球對物體的吸引而產生的，但重力不是萬有引力，這是兩個不同性質的力；重力的大小隨緯度的增大而增大，隨高度的增加而減小但是，除非特別考查，一般認為在地球表面附近物體的重力大小不變,基礎梳理 概念：發生彈性形變的物體，由于要恢復原狀，對跟它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力 表達式：Fkx(彈簧彈力的計算公式) 基本特征： (1)彈力是由于施力物體形變而引起的例如物體a對物體b的彈力是由于物體a發生形變而引起 (2)彈力產生的條件：物體直接相互接觸；物體發生彈性形變,疑難詳析 1彈力的大小 彈力的大小與物體形變量有關，形變量越大，彈力越大 (1)對于難以觀察的微小形變，可以由物體的受力情況和運動情況運用物體平衡條件來確定彈力大小 (2)對有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計算,胡克定律：在彈性限度內，彈簧彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比數學表達式是：Fkx，還可以表示成Fkx，其中k叫做彈簧的勁度系數，其數值上等于彈簧發生單位長度形變時產生的彈力大小，它是用來描述彈簧的基本性質的物理量 勁度系數跟彈簧的長度、彈簧的材料、彈簧絲的粗細都有關系，對于一個確定的彈簧來說，它的勁度系數是一定的在國際單位制中，勁度系數k的單位是牛/米,2彈力的方向 彈力的方向始終跟物體的形變方向相反，或與使物體發生形變的外力方向相反凡是支持物對物體的彈力，方向總是垂直于接觸面并指向受力物體凡是一根線(或繩)對物體的彈力，方向總是沿線(或繩)收縮的方向 舉例：輕繩中的彈力方向始終沿著輕繩 桿中的彈力方向不一定沿桿 面與面、點與面接觸處的彈力方向垂直于面(曲面則垂直于接觸點的切面),深化拓展 如何判斷兩個物體間是否存在彈力 (1)根據彈力產生的條件判斷，即看物體間是否直接接觸以及物體是否發生彈性形變 (2)用假設法判斷當彈力的存在與否難以根據第一點直接判斷時，可以假設兩個物體之間彈力不存在，看物體是否還能保持現在的狀態，如果能說明則沒有彈力，否則就是有彈力,(3)根據“物體的運動狀態”分析對物體進行受力分析，判斷需不需要彈力，物體才能保持現在的運動狀態 注意：彈力是接觸力，但不是所有相互接觸的物體之間都存在彈力，物體發生彈性形變是產生彈力的必要條件,題型一 對重力和重心的理解 例1 如圖2所示，兩輛車在以相同的速度做勻速運動，根據圖中所給信息和所學知識你可以得出的結論是 ( ) 圖2,解析 物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點，這個點就是物體的重心，A正確；重力的方向總是和水平面垂直，是豎直向下而不是垂直向下，B錯誤；從圖中可以看出，汽車(包括貨物)的形狀和質量分布發生了變化，重心的位置就發生了變化，C正確；力不是使物體運動的原因，而是使物體發生形變或產生加速度的原因，D錯誤 答案 AC,題后反思：正確理解力的概念，掌握重力方向豎直向下，垂直水平面向下，但不一定垂直接觸面.因為接觸面不一定水平.明確重心的位置與物體的形狀和質量有關.,質量為2 kg的物體被一根細繩懸吊在天花板下靜止(g取9.8 N/kg)，則以下說法正確的是 ( ) A物體重力大小等于19.6 N B物體對繩的拉力與物體重力的大小、方向均相同，所以它們是同一個力 C剪斷細繩后，物體不受任何力的作用 D物體的各部分中，只有重心處受重力,解析：由重力和質量的關系可知Gmg29.8 N19.6 N，A選項正確 判斷兩個力是否是同一個力不能僅看大小、方向是否相同，還要看作用點、性質等因素物體對繩的拉力，施力物體是該物體，受力物體是繩，作用點在繩上，屬于彈力，而重力的施力物體是地球，受力物體是該物體，作用點在該物體上，它們不是同一個力，B選項不正確 剪斷細繩后，物體仍然受重力作用，C選項不正確 物體的各部分都受重力，從“效果”上看跟重力作用在重心一樣，D選項不正確 答案：A,題型二 彈力的分析和計算 例2 (2010遼寧丹東模擬)如圖3所示，小車上固定著一根彎成角的曲桿，桿的另一端固定著一個質量為m的球試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向 (1)小車靜止； (2)小車以加速度a水平向右運動,解析 (1)小車靜止時，根據物體平衡條件知，桿對球產生的彈力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg. 圖3 圖4,(2)選小球為研究對象，小車以加速度a向右運動時，小球所受重力和桿的彈力的合力一定水平向右，此時，彈力F的方向一定指向右上方，只有這樣，才能保證小球在豎直方向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速度假設小球所受彈力方向與豎直方向的夾角為(如圖4所示)，根據牛頓第二定律有,題后反思：接觸面間的彈力方向一定垂直于接觸面，但固定在桿上的物體所受的彈力其大小和方向都是可變的，其方向可能沿桿也可能不沿桿，故需利用平衡條件或牛頓第二定律來分析計算.,在下圖中，a、b(a、b均處于靜止狀態)間一定有彈力的是 ( ),解析：A選項中，a、b間如果存在彈力，則b給a的彈力水平向左，a將向左側加速運動，顯然與題設要求不符，故A選項中a、b間無彈力作用同理，C選項中a、b間沒有彈力對于D選項，也可以假設a、b間有彈力，則a(斜面)對b的彈力將垂直于斜面向上，因此，b所受的合外力不為零，即b不可能處于靜止狀態B選項，假設b對a沒有彈力，則a所受的合外力不為零，將不可能靜止，故a、b間必須存在彈力故選B. 答案：B,題型三 彈簧彈力的計算 圖5,例3 如圖5所示，勁度系數為k1的輕彈簧兩端分別與質量為m1、m2的物塊拴接，勁度系數為k2的輕彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個系統處于平衡狀態現施力將物塊1緩慢豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面在此過程中，物塊2向上移動了多少？物塊1向上移動了多少？,題后反思：(1)本題以平衡條件、胡克定律等知識為依據，考查物理規律的靈活應用及處理復雜物理過程的能力.(2)因為彈簧的彈力F與形變量x成正比，所以當彈簧在原基礎上再伸長(或縮短)x時，彈力的改變量F=kx.,圖6 圖7 如圖6所示，勁度系數為k2的輕質彈簧，豎直放在桌面上，上面壓一質量為m的物塊，勁度系數為k1的輕質彈簧豎直地放在物塊上面，其下端與物塊上表面連接在一起，現想使物塊在靜止時，下面彈簧承受物重的2/3，應將上面彈簧的上端A豎直向上提高多大的距離？,1如圖8所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為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，物塊在有摩擦的桌面上滑動若認為彈簧的質量都為零，以l1、l2、l3、l4依次表示四個彈簧的伸長量，則有 ( ),圖8 Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l4,解析：由于彈簧質量不考慮，所以四種情況下彈簧的伸長量只由力F決定，力F相同，則彈簧伸長量相同，所以D選項正確 答案：D,2.(2008.廣東高考)如圖9所示，質量為m的物體懸掛在輕質支架上，斜梁OB與豎直方向的夾角為.設水平橫梁OA和斜梁OB作用于O點的彈力分別為F1和F2，以下結果正確的是 ( ) 圖9,圖10 解析：分析O點受力如圖10所示，由共點力的平衡知識可得F1mgtan，F2mg/cos，故D正確，A、B、C錯誤 答案：D,3.探究彈力和彈簧伸長的關系時，在彈性限度內，懸掛15 N重物時，彈簧長度為0.16 m；懸掛20 N重物時，彈簧長度為0.18 m，則彈簧的原長L0和勁度系數k分別為 ( ) AL00.02 m k500 N/m BL00.10 m k500 N/m CL00.02 m k250 N/m DL00.10 m k250 N/m,解析：由Fkx可得15k(0.16L0) 20k(0.18L0) 聯立得k250 N/m，L00.10 m D正確，A、B、C錯誤 答案：D,圖11 4.一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動，小球通過細繩與車頂相連小球某時刻正處于圖示狀態設斜面對小球的支持力為N，細繩對小球的拉力為T，關于此時刻小球的受力情況，下列說法正確的是 ( ),A若小車向左運動，N可能為零 B若小車向左運動，T可能為零 C若小車向右運動，N不可能為零 D若小車向