【高考调研】2013届高考物理一轮复习 第二章第1节 力的概念、重力和弹力课件 新人教版必修1

第二章相互作用1．滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力(Ⅰ)2．形变、弹力、胡克定律(Ⅰ)3．矢量和标量(Ⅰ)4．力的合成和分解(Ⅱ)5．共点力的平衡(Ⅱ)实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则1．本章内容是力学的基本知识，应重点掌握重力、弹力、摩擦力的产生条件．方向及有无判断以及大小计算．力的合成与分解以及受力分析是解决所有力学问题必备的基本知识和方法，复习中应切实熟练掌握．2．物体的平衡是物体最常见的一种状态，要重点掌握平衡态的判断以及运用平衡条件处理平衡问题.第1节力的概念、重力和弹力2013届高考一轮物理复习课件（人教版）一、力1．力的定义：力是物体与物体之间的①________作用．力的单位是牛顿，符号为N.2．力的性质(1)物质性：力不能脱离②________而存在．没有“施力物体”或“受力物体”的力是③________的．(2)相互性：力的作用是④________的．施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体．(3)矢量性：力是矢量，既有⑤________，又有⑥________.3．力的作用效果两个效果使物体发生⑦.改变物体的⑧.4．力的图示(1)用具有一定⑨________和⑩________的线段表示力的方法叫力的图示法．(2)图示一个力时，要体现力的⑪________、⑫________和⑬________.【重点提示】力的图示与受力示意图是有区别的．力的图示要先选定标度，再严格画出力的大小和方向，在相同标度下用线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向；受力示意图着重于力的方向的图示，不要求作出标度．5．力的分类(1)按力的性质(即产生原因)命名，如⑭________等．(2)按力产生的效果命名，如⑮________等．【重点提示】性质相同的力，效果可以相同，也可以不同；效果相同的力，性质可以相同，也可以不同．二、重力1．产生：由于⑯________的吸引而使物体受到的力．2．大小：G＝mg.3．方向：总是⑰________.但不一定指向地心．【重点提示】(1)重力总是竖直向下的，而不能说“垂直向下”，因为“垂直”是要相对一定平面而言的．(2)重力是万有引力垂直于当地水平面的一个“效果力”，这一“效果”体现在：①置于地面上的物体对地面产生压力；②在地面附近的空中使物体沿竖直方向下落．4．重心(1)定义：为了研究方便认为各部分受到的重力集中作用的点．(2)重心位置：只有⑱________且⑲________的物体，其重心才位于几何中心．【重点提示】(1)实际上物体的各部分都受到重力，提出“重心”概念，完全是为了研究问题的方便，而假设的一个“等效重力作用点”．(2)重心不一定在物体之上．三、弹力1．定义：发生弹性形变的物体由于要⑳________，对与它接触的物体产生的作用．2．产生的条件(1)两物体○21________；(2)发生○22________.3．方向：弹力的方向总是与物体形变的方向○23________，即与施力物体形变的方向○24________(填“相同”或“相反”)．4．大小(1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式为F＝kΔx；k为弹簧的劲度系数，单位：N/m.(2)非弹簧类弹力大小应由○25________或动力学规律求得.①相互②物体③不存在④相互⑤大小⑥方向⑦形变⑧运动状态⑨一定长度⑩方向⑪大小⑫方向⑬作用点⑭重力、弹力、电场力⑮拉力、向心力、支持力⑯地球⑰竖直向下⑱质量分布均匀⑲形状规则⑳恢复原状○21接触○22弹性形变○23相反○24相反○25平衡条件一、判断弹力是否存在规律方法1．根据弹力产生的条件直接判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方向多用来判断形变较明显的情况，如弹簧产生弹力问题．2．根据物体的运动状态分析物体的运动状态，是与物体的受力情况密切相关的．物体的受力必须和物体的运动状态符合，依据物体的运动状态(平衡或非平衡)，看是否满足平衡条件或牛顿第二定律，即可判断弹力是否存在．例1一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于如上图所示的状态．设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是()A．若小车向左运动，FN可能为零B．若小车向左运动，FT可能为零C．若小车向右运动，FN不可能为零D．若小车向右运动，FT不可能为零____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【解析】小车向左或向右运动应考虑三种可能：匀速、加速和减速．当小车匀速运动时(向左或向右)，FT和FN都不可能为零，否则不满足平衡条件(合力为零)；当小车向左加速或向右减速运动时，随加速度的增大，FN增大而FT减小，当a＝gtanθ时，FT为零，故B正确，D错误．同理当小车以a＝gtanθ向右加速或向左减速运动时，FN＝0，故A正确C错误．题后反思(1)判断弹力是否存在时，不能简单地认为两物体接触或绳子被拉直就一定存在弹力．(2)根据物体的运动状态来判断受力情况(包括弹力)是最常用且最有效的方法，希望熟练掌握．跟踪训练1光滑圆柱体M放在小车内的一固定斜面上，如上图所示．小车在水平面上运动，M始终与小车保持相对静止．设斜面对M的支持力为F1，车厢左壁对M的支持力为F2，下列说法正确的是()A．若小车向右加速运动，F1可能为零B．若小车向左加速运动，F2可能为零C．只要小车加速度变化，F1就随之变化D．只要小车加速度变化，F2就随之变化诱思启导(1)小车静止时，圆柱体受什么力？方向怎样？(2)小车向右或向左加速运动时，圆柱体受的合力方向向哪里？水平方向上什么力提供合力？随a的增大，哪个力应减小？哪个力应增大？【解析】当小车向右加速运动时，圆柱体受的合力向右，随加速度增大，F2应增大，F1应不变(竖直方向合力为零)；车向左加速时，当F合＝mgtanθ时，F2为零．因为竖直方向，始终应满足F1cosθ≈mg，故F1不会随加速度的变化而变化，水平方向上，合力的变化是F2的变化引起的．B、D正确．【答案】BD跟踪训练2一块铁板折成如图示形状，光滑的球置于水平面BC上，铁板和球一起：(1)向右加速运动，AB对球有无弹力？(2)沿垂直AB斜向上匀速运动，AB对球有无弹力？【解析】(1)球向右加速运动时，竖直方向所受合力为零．若AB对球无弹力，不能使球产生水平方向加速度，故球受到跟AB垂直的弹力FN1.(2)若斜向上匀速运动，球处于平衡状态．上图中，FN、mg二力合力为零，满足给定的平衡状态，故FN1不存在．【答案】(1)有弹力(2)无弹力二、弹力方向的判定规律方法1．弹力的方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上．具体情况有以下几种弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向弹力弹力的方向面与面接触的弹力垂直于接触面或接触面的切面，过接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析2.由物体的运动状态判断弹力的方向物体的受力必须与物体的运动状态相符合．可根据物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹力．若所得结果为正值，其方向与假设方向相同，如果为负值，其方向与假设方向相反．例2(上海高考)三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点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，如图甲三球皆静止，支点P对a球的弹力为FNa，对b球和c球的弹力分别为FNb和FNc，则()A．FNa＝FNb＝FNcB．FNa＞FNb＞FNcC．FNa＜FNb＜FNcD．FNb＞FNa＝FNc李明同学是这样解答的：支点P、Q对三球的支持力的作用线都经过重心O点．如图所示(以C球为例)两个FNc的合力与球的重力平衡，两支持力的夹角θ在c球上最大，在b球上最小．因为合力大小一定(等于球重力)，夹角θ越大，合力FN也越大，故FNcFNaFNb，C选项正确．你认为李明同学的解法正确吗？若不正确，错在哪里？并给出你认为正确的解法．____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【解析】李明同学的解法是错误的．他错误地认为支持力的作用线经过重心．正确的解法应该是：支持力的方向应当垂直于过接触点的切面而指向该物体，也就是支持力沿球的半径指向球心．平衡时，每一种情景下，P、Q两点对球的弹力的夹角相同．由三力平衡可得，三种情景下P点对球的弹力相等，正确答案为A.题后反思(1)该同学解法中出现的错误是由于思维定势造成的．认为物体受到的力其方向一定经过重心．只有可视为质点的物体才可以这样处理．(2)本题中只要按照分析弹力方向的一般方法(即垂直于接触面或垂直于过接触面的切面指向受力物体)．就不会出现李明同学出现的错误．三、弹力大小的计算规律方法1．弹簧弹力计算(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可由胡克定律计算，也可由物体所处的状态来计算．(2)对轻弹簧而言，对跟它两端相接触的物体的弹力大小总是相等的，不管物体处于什么运动状态．2．非弹簧类弹力的计算对于难以观察的微小形变，可以由物体的受力情况和运动情况运用物体平衡条件或牛顿定律来确定弹力大小．例3如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角，则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()A．N＝m1g＋m2g－FsinθB．N＝m1g＋m2g－FcosθC．f＝FcosθD．f＝Fsinθ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【解析】因为并不涉及弹簧的弹力，把m1和m2整体作为研究对象，由平衡条件得Fx＝Fcosθ－f＝0，则f＝Fcosθ，C正确．Fy＝Fsinθ＋N－(m1＋m2)g＝0，则N＝(m1＋m2)g－Fsinθ，A正确．题后反思(1)弹簧形变的特殊性是既可产生拉伸形变，又可产生压缩形变，两种形变时弹力的方向正好相反．因此在实际应用中要弄清是何种形变，从而确定出弹力的方向，若命题没有告知或不能确定是何种形变时，应考虑两种形变都可能存在．(2)弹簧的形变Δx跟相连物体的位移x有密切关系，但Δx不一定总是跟x相等．跟踪训练3如图所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2