第二章相互作用——力細研考題·明晰考什么提煉規(guī)律·忖測怎么考高考年份命題軌跡考查點1.命題難度:試題以中低檔難度為主,除了與其他部分綜合考查,基本不出現(xiàn)難度較大的題目。2.命題頻率:試題出現(xiàn)的頻率,由高到低,依次為一般物體平衡問題,動態(tài)平衡問題,多物體平衡,實驗:探究彈簧彈力與形變量的關系,實驗:探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律,力的合成與分解。3.命題情境:科技應用,生活生產,體育運動。2022廣東卷T1(4分)生產情境下力的平衡問題河北卷T7(4分)力的動態(tài)平衡問題湖南卷T5(4分)生活中的平衡問題2021湖南卷T5(4分)應用動態(tài)平衡分析力的變化問題海南卷T8(4分)涉及動摩擦因數(shù)的平衡問題浙江卷T4(3分)科技情境下平衡力與作用力、反作用力的理解廣東卷T3(4分)以曲轅犁的優(yōu)勢為背景的力的合成與分解問題2020全國Ⅲ卷T17(6分)以連接在同一結點的兩物體為背景的力的合成與分解問題4.模型圖示山東卷T8(3分)平衡條件的應用北京卷T11(3分)利用平衡研究摩擦力的變化第1講重力與彈力梳理必備知識回歸教材一、力1.定義:力是物體與物體間的

。2.性質:力具有物質性、相互性、矢量性、獨立性等特征。3.力的圖示和力的示意圖(1)力的圖示力可以用有向線段表示。有向線段的長短表示力的

,箭頭指向表示力的

,箭尾(或箭頭)表示力的

,這種表示力的方法,叫作力的圖示。(2)力的示意圖只畫出力的

和

,不準確標度力的大小,這種粗略表示力的方法,叫作力的示意圖。相互作用大小方向作用點作用點方向二、重力1.產生:由于地球的

而使物體受到的力(是萬有引力的分力)。2.大小:G=

,與物體的運動狀態(tài)無關,與物體所在的緯度、高度有關。3.方向:

。不一定和接觸面垂直,也不一定指向地心。4.重心(1)定義:物體各部分都受重力的作用,從效果上看,可以認為各部分受到的重力作用

,這一點叫作物體的重心。(2)重心的確定:質量分布均勻的規(guī)則物體的重心在其

上(不一定在物體上);形狀不規(guī)則或質量分布不均勻的薄板,重心可用

法確定。吸引mg豎直向下集中于一點幾何中心懸掛三、彈力1.彈性形變:物體在發(fā)生形變后,撤去作用力能夠

的形變。2.定義:發(fā)生形變的物體,要

,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫作彈力。3.產生條件(1)物體間

。(2)接觸處發(fā)生

。4.方向:與施力物體恢復形變的方向

(選填“相同”或“相反”),作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上。恢復原狀恢復原狀相互接觸彈性形變相同5.胡克定律(1)內容:在彈性限度內,彈簧發(fā)生

時,彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度成

。(2)表達式:F=

。k是彈簧的

,由彈簧自身的性質決定,單位是

;x是彈簧長度的

,不是彈簧形變以后的長度。6.對F-x圖像的理解(1)F-x圖像是一條

的傾斜直線(如圖所示),直線的

表示彈簧的勁度系數(shù)k。(2)彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比,即ΔF=

。彈性形變正比kx勁度系數(shù)牛頓/米形變量過原點斜率kΔx[生活情境]蹦極也叫機索跳,是近些年來新興的一項非常刺激的戶外休閑活動。跳躍者站在約40米以上(相當于10層樓)高度的橋梁、塔頂、高樓、吊車甚至熱氣球上,把一端固定的一根長長的橡皮繩綁在踝關節(jié)處然后兩臂伸開,雙腿并攏,頭朝下跳下去。由于受到重力作用,綁在跳躍者踝部的橡皮繩很長,足以使跳躍者在空中享受幾秒鐘的“自由落體”。當人體落到離地面一定距離時,橡皮繩被拉開、繃緊、阻止人體繼續(xù)下落,當?shù)竭_最低點時橡皮繩再次彈起,人被拉起,隨后,又落下,這樣反復多次,最后靜止。這就是蹦極的全過程。1.正誤辨析(1)蹦極者受到的重力是由于地球的吸引而產生的,其大小與在地球上的位置無關。(

)(2)蹦極者所受重力的方向指向地心,蹦極者的重心位置不隨其動作而變化。(

)(3)橡皮繩發(fā)生形變對蹦極者產生向上的彈力,彈力越大勁度系數(shù)越大。(

)(4)蹦極者第一次到達最低點時橡皮繩的彈力最大。(

)×××√2.設一次蹦極中所用的橡皮繩原長為15m,質量為50kg的人在下落到最低點時所受的向上的最大拉力為3000N,已知此人停在空中時,蹦極的橡皮繩長度為17.5m,橡皮繩的彈力與伸長量的關系符合胡克定律(g取10m/s2)。求:(1)橡皮繩的勁度系數(shù);答案:(1)200N/m2.設一次蹦極中所用的橡皮繩原長為15m,質量為50kg的人在下落到最低點時所受的向上的最大拉力為3000N,已知此人停在空中時,蹦極的橡皮繩長度為17.5m,橡皮繩的彈力與伸長量的關系符合胡克定律(g取10m/s2)。求:(2)該情境中,橡皮繩的最大長度。答案:(2)30m提升關鍵能力突破考點考點一彈力有無及方向的判斷1.彈力有無的判斷2.彈力方向的判斷方法(1)常見模型中彈力的方向。(2)根據共點力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向。[例1][彈力有無的判斷](2022·上海寶山區(qū)月考)下列對圖中彈力的判斷說法正確的是(

)A.圖甲中,小球隨車廂一起向右做勻速直線運動,車廂左壁對小球有彈力B.圖乙中,小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上,斜面對小球有彈力C.圖丙中,小球被a、b兩輕繩懸掛著保持靜止,其中a繩豎直,b繩對小球有彈力D.圖丁中,兩相同球各自被長度一樣的豎直輕繩拉住而靜止,則兩球間有彈力B解析:假設車廂左壁對小球有彈力,則小球不能隨車廂一起向右做勻速直線運動,故小球只受到重力和車底板對小球的支持力,故A錯誤;假設斜面對小球沒有彈力,小球在細線拉力和重力作用下不可能靜止,故斜面對小球有彈力,故B正確;假設b繩對小球有彈力,則小球在水平方向合力不為零,小球無法保持靜止,故b繩對小球無彈力,故C錯誤;假設兩球間有彈力,則細線不可能處于豎直狀態(tài),故兩球間無彈力,故D錯誤。三個相同的支座上分別放置三個質量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c,支點P、Q在同一水平面上,a的重心位于球心,b、c的重心位于球心的正上方和正下方,如圖所示,三球皆靜止。試作出三種情況下圓球受到的彈力和重力的示意圖。提示:彈力方向均過球心,與重心無關。[例2][彈力方向的判斷]圖中各物體均處于靜止狀態(tài)。圖中畫出了小球a所受彈力的情況,其中正確的是(

)C解析:圖A中,小球只受重力和桿的彈力且處于靜止狀態(tài),由二力平衡可得小球受到的彈力應豎直向上,故A錯誤;圖B中,如果左邊的繩有拉力,則小球a不會處于靜止狀態(tài),所以左邊的繩沒有拉力,故B錯誤;圖C中,球與球相接觸,彈力方向應垂直于過接觸點的公切面(即在兩球心的連線上),而指向受力物體,故C正確;圖D中,球與面接觸,彈力方向應過接觸點且垂直于接觸面(即在接觸點與球心的連線上),即D項中大半圓對小球的支持力F2應沿著過小球球心與圓弧面接觸點的半徑,且指向球心,故D錯誤?？键c二彈力大小的分析與計算計算彈力大小的三種方法(1)公式法:利用胡克定律F=kx計算。適用于彈簧、橡皮筋等彈力的計算。(2)平衡法:利用平衡條件計算。(3)牛頓運動定律:利用牛頓第二定律和第三定律分析求解。[例3][平衡法和牛頓運動定律求彈力](2023·湖北宜昌模擬)(多選)如圖所示,固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為