（江苏专版）2019高考物理一轮复习 第二章 相互作用（课件+学案）（打包6套）.zip

1第二章 相互作用第 1 节 重力__弹力(1)自由下落的物体所受重力为零。(×)(2)重力的方向不一定指向地心。(√)(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。(√)(4)相互接触的物体间一定有弹力。(×)(5)F＝ kx 中“ x”表示弹簧形变后的长度。 (×)(6)弹簧的形变量越大，劲度系数越大。(×)(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。(√)胡克定律是英国科学家胡克发现的。突破点(一) 弹力的有无及方向判断1．弹力有无的判断“三法”(1)条件法：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。多用来判断形变较明显的情况。(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原2有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力。(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断是否存在弹力。2．弹力方向的确定[题点全练]1.如图所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确的是( )A．弹簧发生拉伸形变B．弹簧发生压缩形变C．该弹力是小车形变引起的D．该弹力的施力物体是小车解析：选 A 小车受到水平向右的弹力作用，是弹簧发生拉伸形变引起的，该弹力的施力物体是弹簧，故只有 A 项正确。2．[多选](2018·启东期末)如图所示的对物体 A 的四幅受力图中，正确的是( )解析：选 BD A 处于静止，则杆一定受球面或地面的摩擦力，故 A 错误； A 一定受地面的支持力及重力，球与斜面没有挤压，故不受斜面的弹力，故 B 正确；物体匀速下滑，则物体一定受力平衡，而图中很明显合力不可能为零，故 C 错误；对 A 分析， A 处于平衡状态，3合力为零，故一定受向上的摩擦力，摩擦力与支持力的合力与重力等大反向，故 D 正确。突破点(二) 弹力的分析与计算[典例] (2018·天门期末)三个质量均为 2 kg 的相同木块 a、 b、 c 和两个劲度系数均为 500 N/m 的相同轻弹簧 p、 q 用轻绳连接如图所示，其中 a 放在光滑水平桌面上。开始时p 弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉 p 弹簧的左端，直到 c 木块刚好离开水平地面为止，取 g＝10 m/s 2。则该过程 p 弹簧的左端向左移动的距离为多少？[解析] 刚开始弹簧 q 处于压缩状态，设其压缩量为 x1，则根据胡克定律有：x1＝ ＝ m＝0.04 m＝4 cmmgk 2×10500最终 c 木块刚好离开水平地面，弹簧 q 处于拉伸状态，设其拉伸量为 x2，则：x2＝ ＝ m＝0.04 m＝4 cmmgk 2×10500c 木块刚好离开水平地面时，拉弹簧 p 的水平拉力大小为：F＝2 mg＝4×10 N＝40 N则弹簧 p 的伸长量为： x3＝ ＝ m＝0.08 m＝8 cmFk 40500p 弹簧左端向左移动的距离： x＝ x1＋ x2＋ x3＝4 cm＋4 cm＋8 cm＝16 cm。[答案] 16 cm[方法规律]计算弹力的四种方法(1)根据胡克定律计算。 (2)根据力的平衡条件计算。(3)根据牛顿第二定律计算。(4)根据动能定理计算。[集训冲关]1．(2016·江苏高考)一轻质弹簧原长为 8 cm，在 4 N 的拉力作用下伸长了 2 cm，弹簧4未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为( )A．40 m/N B．40 N/mC．200 m/N D．200 N/m解析：选 D 由 F＝ kx 知，弹簧的劲度系数 k＝ ＝ N/m＝200 N/m，选项 D 正确。Fx 40.022.如图所示，一重为 10 N 的球固定在支杆 AB 的上端，用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为 7.5 N，则 AB 杆对球的作用力( )A．大小为 7.5 NB．大小为 10 NC．方向与水平方向成 53°角斜向右下方D．方向与水平方向成 53°角斜向左上方解析：选 D 对球进行受力分析可得， AB 杆对球的作用力与绳子对球的拉力的合力，与球的重力等值反向，则 AB 杆对球的作用力大小 F＝ ＝12.5 N，A、B 错误；设 ABG2＋ F拉 2杆对球的作用力与水平方向夹角为 α ，可得 tan α ＝ ＝ ， α ＝53°，故 D 项正确。GF拉 43平衡中的弹簧问题：弹簧可以发生压缩形变，也可以发生拉伸形变，其形变方向不同，弹力的方向也不同。在平衡问题中，常通过轻弹簧这种理想化模型，设置较为复杂的情景，通过物体受力平衡问题分析弹簧的弹力。该类问题常有以下三种情况：(一)拉伸形变1.如图所示，用完全相同的轻弹簧 A、 B、 C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为30°，弹簧 C 水平，则弹簧 A、 C 的伸长量之比为( )A. ∶4 B．4∶3 3C．1∶2 D．2∶1解析：选 D 将两小球及弹簧 B 视为一个整体系统，该系统水平方向受力平衡，故有kΔ xAsin 30°＝ kΔ xC，可得 Δ xA∶Δ xC＝2∶1，D 项正确。(二)压缩形变2.如图所示，两木块的质量分别为 m1和 m2，两轻质弹簧的劲度系5数分别为 k1和 k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在此过程中下面木块移动的距离为( )A. B.m1gk1 m2gk1C. D.m1gk2 m2gk2解析：选 C 在此过程中，压在下面弹簧上的压力由( m1＋ m2)g 减小到 m2g，即减少了m1g，根据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了 Δ l＝ ，即下面木块移动的距离为 。m1gk2 m1gk2(三)形变未知3.如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为 37°，小球的重力为 12 N，轻绳的拉力为 10 N，水平轻弹簧的弹力为 9 N，求轻杆对小球的作用力。解析：(1)弹簧向左拉小球时：设杆的弹力大小为 F，与水平方向的夹角为 α ，小球受力如图甲所示。由平衡条件知：Error!代入数据解得： F＝5 N， α ＝53°即杆对小球的作用力大小为 5 N，方向与水平方向成53°角斜向右上方。(2)弹簧向右推小球时，小球受力如图乙所示：由平衡条件得：Error!代入数据解得： F≈15.5 N， α ＝π－arctan 。415即杆对小球的作用力大小约为 15.5 N，方向与水平方向成 arctan 斜向左上方。415答案：见解析对点训练：对力、重力概念的理解61．[多选]关于力，下列说法正确的是( )A．拳击运动员一记重拳出击，被对手躲过，运动员施加的力没有受力物体B．站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的C．重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的，动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的D．同一物体放在斜面上受到的重力一定小于放在水平面上受到的重力解析：选 BC 力是物体间的相互作用，有力就有施力物体和受力物体，故 A 错误；物体受到的弹力是施力物体反抗形变(或欲恢复原状)对受力物体施加的力，故 B 正确；力学中，按照力的性质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等，按照力的作用效果可以把力分为动力、阻力、压力、支持力等，故 C 正确；同一物体放在地球上同一纬度且离地面高度相同时，受到的重力相同，故 D 错误。2．[多选](2018·张家港六校联考)下列关于重心的说法正确的是( )A．重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点B．质量均匀形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C．重心是物体上最重的一点D．直铁丝被弯曲后，重心便不在其中点，但一定还在铁丝上解析：选 AB 我们认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心，故 A 正确；质量分布均匀、形状规则的物体重心在几何中心上，故 B 正确；重心不是物体上最重的一点，故 C 错误；若直铁丝被弯曲后变成圆环，重心不在铁丝上，故 D 错误。对点训练：弹力的有无及方向判断3．足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是( )A．图甲中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B．图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C．图丙中，即将被踢起的足球一定不能被看成质点D．图丁中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变解析：选 D 足球受到的弹力和重力是两种性质的力，A 错误；产生弹力的条件是相互接触且存在形变，B 错误；物体能否看成质点取决于物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略，即将被踢起的足球有时也能看作质点，C 错误；落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，D 正确。4.如图所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳 1 倾斜，绳72 恰好竖直，则小球所受的作用力有( )A．1 个 B．2 个C．3 个 D．4 个解析：选 B 假设绳 1 对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外，小球在竖直方向上受重力和绳 2 的拉力，在这三个力的作用下小球不可能保持平衡而静止，所以绳 1 不可能对小球施加拉力，即小球所受的作用力有 2 个，故 B 正确。5.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子，如图所示，筷子与碗的接触点分别为 A、 B，则碗对筷子 A、 B 两点处的作用力方向分别为( )A．均竖直向上B．均指向球心 OC． A 点处指向球心 O， B 点处竖直向上D． A 点处指向球心 O， B 点处垂直于筷子斜向上解析：选 D A 点处弹力的方向沿半径指向球心 O， B 点处弹力的方向垂直于筷子斜向上，故 D 正确。6．如图所示的四个图中， AB、 BC 均为轻质杆，各图中杆的 A、 C 端都通过铰链与墙连接，两杆都在 B 处由铰链连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是( )A．图中的 AB 杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B．图中的 AB 杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C．图中的 BC 杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D．图中的 BC 杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁解析：选 B 如果杆受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，题图甲、丙、丁中的 AB 杆均受拉力作用，而甲、乙、丁中的 BC 杆均受沿杆的压力作用，故 A、C、D 均错误，B 正确。对点训练：弹力的分析与计算7.[多选](2018·泰州模拟)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。其中 k1、 k2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧。下列8表述正确的是( )A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D．垫片向右移动时，两弹簧的形变量不相同解析：选 BD 劲度系数不同，在相同的压力下形变效果不同，故缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故 A 错误；垫片向右移动时，两个弹簧的长度减小，而两弹簧是串联关系，故产生的弹力大小始终相等，故 B 正确；垫片向右移动时，根据胡克定律公式 F＝ kx，劲度系数不同，故形变量不同；故 C 错误，D 正确。8.如图所示，质量为 2 kg 的物体 B 和质量为 1 kg 的物体 C 用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。再将一个质量为 3 kg 的物体 A 轻放到B 上的瞬间，弹簧的弹力大小为(取 g＝10 m/s 2)( )A．30 N B．0C．20 N D．12 N解析：选 C 放物体 A 之前，物体 B 处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧的弹力F＝ mBg＝20 N，轻放上物体 A 的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，其大小仍为 20 N，故 C 正确。9.(2018·宁波联考)如图所示， A、 B 两个物块的重力分别是 GA＝3 N， GB＝4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力 F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是( )A．3 N 和 4 N B．5 N 和 6 NC．1 N 和 2 N D．5 N 和 2 N解析：选 D 当弹簧由于被压缩而产生 2 N 的弹力时，由受力平衡及牛顿第三定律知识：天花板受到的拉力为 1 N，地板受到的压力为 6 N；当弹簧由于被拉伸而产生 2 N 的弹力时，可得天花板受到的拉力为 5 N，地板受到的压力为 2 N，D 正确。10．(2018·云南模拟)如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重G＝1 N，则弹簧测力计 A 和 B 的示数分别是( )A．1 N,0 B．0,1 NC．2 N,1 N D．1 N,1 N解析：选 D 对 A：由重物平衡得到，弹簧的拉力大小 FA＝ G＝1 N，则弹簧秤 A 的读数9为 1 N。对 B：由左侧重物(或右侧重物)平衡得到，弹簧的拉力大小 FB＝ G＝1 N，则弹簧秤B 的读数为 1 N。考点综合训练11.一个长度为 L 的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为 m 的小球时，弹簧的总长度变为 2L。现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接， A、 B 两小球的质量均为 m，则两小球平衡时， B 小球距悬点 O 的距离为(不考虑小球的大小，且弹簧都在弹性限度范围内)( )A．3 L B．4 LC．5 L D．6 L解析：选 C 由题意可知， kL＝ mg，当用两个相同的弹簧按题图所示悬挂时，下面弹簧弹力大小为 mg，伸长量为 L，而上面弹簧的弹力为 2mg，由 kx＝2 mg 可知，上面弹簧的伸长量为 x＝2 L，故 B 球到悬点 O 的距离为 L＋ L＋ L＋2 L＝5 L，C 正确。12．[多选](2018·镇江调研)如图所示，在竖直方向上，两根完全相同的轻质弹簧 a、 b，一端与质量为 m 的物体相连接，另一端分别固定，当物体平衡时，若( )A． a 被拉长，则 b 一定被拉长B． a 被压缩，则 b 一定被压缩C． b 被拉长，则 a 一定被拉长D． b 被压缩，则 a 一定被拉长解析：选 BC 对物体受力分析并结合平衡条件，可知当 a 对物体有拉力 Fa时，若Famg，则 b 被拉长；若 FaF2C． F1＝ F2G30[方法点拨]降落伞的悬绳对称，则各悬绳上的拉力大小相等，且各悬绳与竖直方向的夹角大小相等，因此各悬绳的拉力在竖直方向的分力大小也相等。[解析] 物体受重力和 n 根悬绳拉力作用处于平衡状态，由对称性可知，每条悬绳拉力的竖直分力为 ，设绳与竖直方向的夹角为 θ ，则有 Fcos θ ＝ ，解得 F＝ ，由于Gn Gn Gncos θ无法确定 ncos θ 是否大于 1，故无法确定拉力 F 与重力 G 的关系，C、D 错误；悬绳较长时，夹角 θ 较小，故拉力较小，即 F1F2，A 错误，B 正确。[答案] B[集训冲关]1．(2018·东台模拟)如图甲，某工地上起重机将重为 G 的正方形工件缓缓吊起。四根等长的钢绳(质量不计)，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等(如图乙)。则每根钢绳的受力大小为( )A. G B. G14 24C. G D. G12 36解析：选 D 设每根钢绳的拉力为 F，由题意可知每根绳与竖直方向的夹角为 30°；根据共点力的平衡条件可得：4 Fcos 30°＝ G，解得： F＝ ，所以 A、B、C 错误，D 正确。3G62．(2018·苏南联考)蹦床可简化为如图所示的完全相同的网绳构成的正方形，点O、 a、 b、 c 等为网绳的结点。当网水平张紧时，若质量为 m 的运动员从高处竖直落下，并恰好落在 O 点，当该处下凹至最低点时，网绳 aOe、 cOg 均成 120°向上的张角，此时 O 点受到的向下的冲击力为 F，则这时 O 点周围每根网绳的拉力的大小为( )A. B.F4 F2