第3讲 重力、弹力一、力1.定义:力是 的相互作用. 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、共存性、矢量性、独立性等特征.4.基本相互作用(1)四种基本相互作用: 相互作用、 相互作用、强相互作用和弱相互作用. (2)重力属于引力相互作用,弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是 相互作用的不同表现. 二、重力1.定义:由于地球的 而使物体受到的力. 2.大小:与物体的质量成 ,即G=mg. 3.方向: . 4.重心:重力宏观作用效果的 作用点. 三、弹力1.定义:发生 的物体由于要恢复原状而使物体受到的力. 2.产生条件:两物体相互接触且发生了 . 3.方向:沿 恢复原状的方向. 4.胡克定律:在弹簧的弹性限度内,弹簧的弹力大小与形变量成 ,即F=kx,其中k表示弹簧的劲度系数,反映弹簧的性质. 【辨别明理】(1)重力的方向一定指向地心.( )(2)弹力可以产生在不直接接触的物体之间.( )(3)相互接触的物体间不一定有弹力.( )(4)F=kx中的x表示弹簧伸长量.( )(5)形状规则的物体的重心一定在物体几何中心.( )(6)劲度系数和弹簧长度没有关系.( )(7)挂在绳上静止的物体受到的重力就是绳对它的拉力.( )
(8)有弹力就一定有形变,但有形变不一定有弹力.( )考点一 关于重力、弹力有无的判断1.(多选)[鲁科版必修1改编]在对重力图3-1的本质还未认清之前,我国古代劳动人民就对其有了比较复杂的应用.我国西安半坡出土了一件距今约五千年的尖底陶瓶,如图3-1所示,这种陶瓶口小、腹大、底尖,有两耳在瓶腹偏下的地方.若用两根绳子系住两耳吊起瓶子,就能从井中取水,下列说法正确的是( )A.陶瓶的重心在装水前后始终不变B.陶瓶的重心随装水的多少发生变化C.陶瓶未装水时,其重心在两吊耳的下方D.陶瓶装满水时,其重心在两吊耳的上方2.(力的示意图)画出图3-2中物体A受力的示意图.图3-2图3-3
3.(弹力有无的判断)(多选)如图3-3所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于拉直状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态,则该力可能为图中的( )A.F1B.F2C.F3D.F4■要点总结1.重力方向与重心(1)重力方向:总是竖直向下的,但不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.(2)重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.影响重心位置的因素:①物体的几何形状;②物体的质量分布.2.弹力有无的判断(1)条件法:根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断.(2)假设法:在一些微小形变难以直接判断的情况下,可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.(3)状态法:根据研究对象的运动状态进行受力分析,判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.考点二 弹力的分析与计算(1)弹力方向:可根据力的特点判断,也可根据运动状态、平衡条件或牛顿运动定律确定(如杆的弹力).
(2)弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外,一般要结合运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律求解.图3-41.(弹力的方向)有三个重力、形状都相同的光滑圆柱体,它们的重心位置不同,放在同一方形槽上.为了方便,将它们画在同一图上,如图3-4所示,其重心分别用C1、C2、C3表示,FN1、FN2、FN3分别表示三个圆柱体对槽的压力,则( )A.FN1=FN2=FN3B.FN1FN3D.FN1=FN3>FN2图3-52.(由状态分析弹力方向)(多选)如图3-5所示,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是(重力加速度为g)( )A.小车静止时,F=mg,方向竖直向上B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直于杆向上C.小车向右以加速度a运动时,F的方向沿杆向上D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上方,可能不沿杆图3-63.(由状态分析弹力大小)如图3-6所示,某钢制工件上开有一个楔形凹槽,凹槽的截面是一个直角三角形ABC,∠CAB=30°,∠ABC=90°,在凹槽中放有一个光滑的金属球,当金属球静止时,金属球对凹槽的AB边的压力大小为F1,对BC边的压力大小为F2,则F1F2的值为( )A.12B.3C.33D.233■要点总结(1)任何弹力都是由于形变引起的.(2)对于难以观察到的微小形变,通常从状态出发,利用“假设法”、平衡条件和牛顿第二定律等确定弹力是否存在及弹力的大小和方向.(3)胡克定律适用于能发生明显形变的弹簧、橡皮筋等物体.
考点三 轻绳、轻杆、轻弹簧模型四种材料的弹力比较对比项弹力表现形式弹力方向能否突变轻绳拉力沿绳收缩方向能轻杆拉力、支持力不确定能轻弹簧拉力、支持力沿弹簧轴线否橡皮条拉力沿橡皮条收缩方向否考向一 轻绳 忽略轻绳质量、形变,轻绳上的弹力一定沿着绳的方向,轻绳上的力处处大小相等.轻绳上的力可以突变.例1如图3-7所示,一个物体由绕过定滑轮的绳子拉着,分别按图中所示的三种情况拉住物体静止不动.在这三种情况下,若绳子的张力大小分别为T1、T2、T3,定滑轮对轴心的作用力大小分别为FN1、FN2、FN3,滑轮的摩擦、质量均图3-7不计,则( )A.T1=T2=T3,FN1>FN2>FN3B.T1>T2>T3,FN1=FN2=FN3C.T1=T2=T3,FN1=FN2=FN3D.T1
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