物理必修一 第三章力的概念重力弹力.docx
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物理必修一第三章力的概念重力弹力
专题一.力的概念、重力、弹力
【力的概念】
1.力的本质
(1)力的物质性:
力是物体对物体的作用。
提到力必然涉及到两个物体一—施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在。
有力时物体不一定接触。
(2)力的相互性:
力是成对出现的,作用力和反作用力同时存在。
作用力和反作用力总是等大、反向、共线,属同性质的力、分别作用在两个物体上,作用效果不能抵消.
(3)力的矢量性:
力有大小、方向,对于同一直线上的矢量运算,用正负号表示同一直线上的两个方向,使矢量运算简化为代数运算;这时符号只表示力的方向,不代表力的大小。
(4)力作用的独立性:
几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响,这就是力的独立作用原理。
2.力的作用效果
力对物体作用有两种效果:
一是使物体发生形变,二是改变物体的运动状态。
这两种效果可各自独立产生,也可能同时产生。
通过力的效果可检验力的存在。
3.力的三要素:
大小、方向、作用点
完整表述一个力时,三要素缺一不可。
当两个力F1、F2的大小、方向均相同时,我们说F1=F2,但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效果。
力的大小可用弹簧秤测量,也可通过定理、定律计算,在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号是N。
4.力的图示和力的示意图
(1)力的图示:
用一条有向线段表示力的方法叫力的图示,用带有标度的线段长短表示大小,用箭头指向表示方向,作用点用线段的起点表示。
(2)力的示意图:
不需画出力的标度,只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。
5.力的分类
(1)性质力:
由力的性质命名的力。
如;重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。
(2)效果力:
由力的作用效果命名的力。
如:
拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力:
合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。
【例题】
【例1】下列关于力的说法中,正确的是()
A.只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用
B.力是不能离开物体而独立存在的,一个力既有施力物体,又有受力物体
C.一个物体先对别的物体施加力后,才能受到反作用力
D.物体的施力和受力是同时的
【分析与解答】力是物体间的相互作用,不一定发生在直接接触的物体间,直接接触而发生的作用叫接触力,如弹力、摩擦力;通过场发生的作用叫场力,如重力、电场力、磁场力等。
物体的施力和受力不分先后,总是同时的。
正确答案为B、D
【练习】
1、甲、乙两拳击动员竞技,甲一拳击中乙肩部,观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体,乙运动员(的肩部)是受力物体,但是在甲一拳打空的情况下,下列说法中正确的是()
A这是一种只有施力物体,没有受力物体的特殊情况
B虽然甲没有打到乙,但是乙收到了甲的作用力
C甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体
D以上说法都不正确
2、关于力的叙述中正确的是()
A.只有相互接触的物体间才有力的作用
B.物体受到力作用,运动状态一定改变
C.施力物体一定受力的作用
D.竖直向上抛出的物体,物体竖直上升,是因为竖直方向受到升力的作用
3、关于力的说法中正确的是()
A.力可以离开施力物体或受力物体而独立存在
B.对于力只需要说明其大小,而无需说明其方向
C.一个施力物体只能有一个受力物体
D.一个受力物体可以有几个施力物体
4、关于力作用效果,下列说法中正确的是
A.力的三要素不同,力的作用效果可能不同
B.力的作用效果可表现在使物体发生形变
C.力的作用效果表现在使物体保持一定的速度运动
D.力的作用效果可表现在使物体的运动状态发生改变
5.关于力的说法,正确的是()
A.物体受几个力作用时,运动状态一定发生改变
B.强相互作用力和弱相互作用力都属于短程力
C.只要确定了力的大小和方向,那么这个力就完全确定了
D.画某力的图示时,选定的标度不同,那么表示这个力的长度也不同,但箭头的标向是相同的
6.下列说法正确的是()
A.武术运动员在训练时,用力冲拳和踢腿,并没有受力物体,说明力可以没有受力物体
B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力是存在的
C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在
D.网球运动员用力击球,网球受力后飞出,网球受力的施力物体不再是球拍
7.关于力的的概念,正确的说法是:
A.一个受力物体可以找到一个或几个以上的施力物体
B.力是使物体增加位移的原因,
C.压弹簧时,手先给弹簧一个压力,而使之压缩,弹簧压缩后再反过来给手一个弹力
D.力可以从一个物体传给另一个物体而不改变其大小。
8.关于力,下列说法中正确的是:
A.物体受几个力作用时,运动状态一定发生改变
B.在任何地方1千克力均为9.8牛顿
C.力学中常见的力有重力、弹力、摩擦力
D.按力的性质可分为拉力、支持力、压力等。
【重力】
(1).重力的产生:
重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。
(2).重力的大小:
由G=mg计算,g为重力加速度,通常在地球表面附近,g取9.8米/秒2,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。
由弹簧秤测量:
物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。
(3).重力的方向:
重力的方向总是竖直向下的,即与水平面垂直,不一定指向地心.重力是矢量。
(4).重力的作用点——重心
物体的各部分都受重力作用,效果上,认为各部分受到的重力作用都集中于一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心。
重心跟物体的质量分布、物体的形状有关,重心不一定在物体上。
质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。
(5).重力和万有引力
重力是地球对物体万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力,同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同,但由此引起的重力变化不大,一般情况可近似认为重力等于万有引力,即:
mg=GMm/R2。
除两极和赤道外,重力的方向并不指向地心。
重力的大小及方向与物体的运动状态无关,在加速运动的系统中,例如:
发生超重和失重的现象时,重力的大小仍是mg
【例题解析】
关于物体的重心,以下说法正确的是
A.物体的重心一定在该物体上
B.形状规则的物体,重心就在其中心处
C.用一根悬线挂起的物体静止时,细线方向一定通过物体的重心
D.重心是物体上最重的一点
【分析与解答】重心是物体各部分的重力的合力的作用点,薄板物体的重心位置可以用悬挂法确定,其他形状的物体重心位置也可以用悬挂法想象的讨论。
重心不一定在物体上,也当然不是物体中最、重的一点,故AB错,(如一根弯曲的杆,其重心就不在杆上)用悬线挂起物体处于静止时,由二力平衡原理知细线拉力必与重力等大、反向、共线,故C正确。
【练习】
1、关于重力的说法正确的是()
A物体重力的大小与物体的运动状态有关,当物体处于超重状态时重力大,当物体处于失重状态时,物体的重力小。
B重力的方向跟支承面垂直
C重力的作用点是物体的重心
D重力的方向是垂直向下
2、下面关于重力、重心的说法中正确的是()
A.风筝升空后,越升越高,其重心也升高
B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
C.舞蹈演员在做各种优美动作的时,其重心位置不断变化
D.重力的方向总是垂直于地面
3、一人站在体重计上称体重,保持立正姿势称得体重为G,当其缓慢地把一条腿平直伸出台面,体重计指针稳定后读数为G/,则()
A.G>G/B.G<G/C.G=G/’D.无法判定
4、关于重力的论述中正确的是()
A.物体受到重力是由于地球对物体的吸引而产生的
B.只有静止的物体才受到重力的作用
C.无论是静止的还是运动的物体都受到重力的作用
D.物体静止时比它运动时所受到的重力要大些
5、一个物体重力为2N,在下列情况下它所受的重力仍是2N的是()
A.将它竖直向上抛起
B.将它放到水里,它被浮起来
C.将它放到月球或木星上
D.将它放到高速行驶的列车上
6、下面关于物体重心的说法中正确的是()
A.物体的重心越低,物体越稳定
B.物体在斜面上上滑时,物体的重心相对物体的位置降低了
C.对于有规则几何形状的物体,重心一定在物体的几何中心
D.对于重力一定的物体,无论其形状如何变化,其重心位置不变
7.关于重力,下列说法正确的是()
A.同一个物体,在地球上不同纬度的地方所受重力都相等
B.物体所受重力的方向总是垂直向下的
C.重力的方向总是指向地球球心
D.重力的方向始终竖直向下
8.关于物体的重心,说法正确的是()
A.质量分布均匀形状规则的物体的重心可能在物体上,也可能在物体外
B.重心就是物体内最重的一点,任何物体都可以用悬挂法确定其重心位置
C.将物体悬挂起来平衡时重心必在悬挂点的正下方
D.在任何地点1kg的物体所受的重力大小都等于9.8N
9.下列说法正确的是()
A.抛向空中的球,在空中运动时受到重力和抛力的作用
B.卡车拉着拖车前进,卡车施加给拖车的力是动力,而拖车施加给卡车的力是阻力
C.冰球被击后在冰面上滑行,滑行过程中由于受到冰面对它的阻力作用而慢慢停下来
D.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力,不会施力
10.如图所示,一饮料杯装满水,杯的底部有一小孔。
在水从小孔不断流出的过程中,杯连同杯中水的共同重心将()
A.一直下降 B.一直上升
C.先升后降 D.先降后升
11.关于重心的说法,正确的是()
A.重心就是物体内最重的一点
B.有规则形状的物体,其重心必在物体的几何中心
C.把一物抬到高处,其重心在空间的位置也升高了
D.背跃式跳高运动员,在跃过横杆时,其重心在身体之外
12.如图所示,A、B两物体叠放在水平面上,A对B的压力是10N.以4mm长的线段表示2N的力,请画出这个力的图示,并指出受力体和施力体.
13.如图所示,把一个直立于水平面上的边长为a的正方形匀质薄板ABCD,绕C点翻转到对角线AC处于竖直位置,其重心位置升高了多少?
14.足球运动员已将足球踢向空中,如图所示,下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力如图,正确的是(G为重力,F为脚对球的作用力,f为空气阻力):
15.关于重力,下列说法正确的是
A.重力的方向总是指向地心
B.重力的大小可以用弹簧秤和杆秤测量
c.重力的方向总是竖直向下的
D.物体的重力大小等于压在支持面上的压力
16.设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么,对漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是
A.船受到的重力将减小,船的吃水深度将不变
B.船受到的重力将减小,船的吃水深度将减小
c.船受到的重力将不变,船的吃水深度将不变
D.船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小
17.一个物体重2N,那么,在下列情况下物体的重力仍为2N的有:
A.将它放在水里,它被浮起
B.将它放在高速行驶的列车上
C.将它放在月球或木星上
D.将它从直升机上抛下
18、一个熟鸡蛋很难立于水平桌面上,而一个生鸡蛋能很容易立于水平桌面上,这是因为:
A.熟鸡蛋比生鸡蛋轻
B.熟鸡蛋重心位置不变,而生鸡蛋重心位置可以变化
c.生鸡蛋的重心和熟鸡蛋重心位置都固定,但直立时高度不同
D.熟鸡蛋的重心位置变化,而生鸡蛋的重心位置不变
【弹力】
1.弹力
1.产生条件:
(1)物体间直接接触;
(2)接触处发生形变(挤压或拉伸)。
2.弹力的方向:
弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况如下:
a.轻绳,轻杆,轻弹簧
(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳指向绳收缩的方向.
(2)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。
(3)轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向具有不定性。
b.面面接触,点面接触,点点接触
2.弹力的大小
弹力的大小跟形变量的大小有关。
弹簧的弹力,由胡克定律F=kx,k为劲度系数,由本身的材料、长度、截面积等决定,x为形变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长Lo的差:
x=|L-L0|,不能将x当作弹簧的长度L
一般物体所受弹力的大小,应根据运动状态,利用平衡条件和牛顿运动定律计算,例2小车的例子就说明这一点。
【练习】
1.关于形变和弹力的说法中,正确的是()
A.相互接触的物体先产生形变后产生弹力B.相互接触的物体先产生弹力后产生形变
C.相互接触的物体产生形变的同时产生弹力D.物体产生形变时不一定有弹力
2.关于弹力,下列说法正确的是()
A.不接触的物体也能产生弹力;B.物体只要发生形变,就一定产生弹力;
C.只要物体之间相互接触,就会产生弹力;D.弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反。
3.一个物体放在水平地面上,下列说法正确的是()
A.地面受到向下的弹力,是因为地面发生形变;
B.物体受到向上的弹力,是因为物体发生形变;
C.地面受到向下的弹力,是因为物体的重力对地面的作用;
D.物体受到向上的弹力,是因为地面发生了形变。
4.如图1,一个球形物体O静止放在水平地面上,并与竖直墙相接触,A、B两点是球与墙和地面的接触点,则下列说法正确的是()
A.物体受三个力,重力、B点的支持力、A点的弹力
B.物体受二个力,重力、B点的支持力
C.物体受三个力,重力、B点的支持力、地面的弹力
D.物体受三个力,重力、B点的支持力、物体对地面的压力
5.小木块放在桌子上,下列说法正确的是()
A.在接触处只有桌子有弹力产生
B.在接触处桌面和小木块都有弹力产生
C.木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力
D.木块对桌子的压力是木块的重力
6.如图2,A、B叠放在水平地面上,则地面受到的压力是()
A.A和B对地面的压力之和 B.只有B对地面的压力
C.B的重力 D.A和B的重力
7.关于弹力的方向,以下说法不正确的是()
A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物
B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物
C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向
D.杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆收缩的方向
8.用5N的力可以使一轻弹簧伸长8mm,现在把两个这样的弹簧串联起来,在两端各用10N的力来拉它们,这时弹簧的总伸长应是()
A.4mmB.8mm C.16mmD.32mm
9.如图3,不计悬绳的重量,把B、C两个物体悬吊在天花板A点.当物体静止后,下面哪一对力是平衡力()
A.天花板A对绳的拉力和绳对B物的拉力
B.上段绳对B物的拉力和下段绳对B物的拉力
C.下段绳对B物的拉力和B物对下段绳的拉力
D.下段绳对C物的拉力和C物受到的重力
10.关于胡克定律的下列说法,正确的是()
A.拉力相同、伸长也相同的弹簧,它们的劲度系数相同
B.劲度系数相同的弹簧,弹簧的伸长相同
C.知道弹簧的劲度系数,就可以算出任何拉力下的弹簧伸长
D.劲度系数和拉力、伸长没有关系,它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细。
11.请画出右图中杆和球所受的所有弹力
12.有一测力计由于更换了内部的弹簧,外壳上的读数不能直接使用,某同学进行了如下测试,不挂重物时,示数为2N,当挂上实际重量为100N的重物时,示数为92N(未超出弹性范围),那么当读数为20N时,所挂的重物实际重量为多少?
13.一根弹簧在弹性限度内,对其施加30N的拉力时,其长为20cm,对其施加30N的压力时,其长为14cm,则该弹簧的自然长度是多少厘米?
其劲度系数是多少?
14.轻弹簧秤上端固定于O点,下端悬挂一个光滑的滑轮C,已知C重1N,木块A,B用跨过定滑轮的轻绳相连接,A,B的重力分别为5N和2N,整个系统处于静止状态,如图所示,地面对木块A的支持力大小为多少,弹簧秤的示数是多少?
15.如图所示为一轻质弹簧的弹力和长度L的关系图象,试由图线确定:
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧伸长0.1m时,弹力大小.
16.由实验测得弹簧的长度L与弹力F的关系如上图所示,则弹簧的原长为______cm,劲度系数为_________N/m。
17、如图是某个弹簧的弹簧力F与其长度x的关系变化图象.该弹簧的劲度系数k=_______N/m.
18.下列说法正确的是
A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小的形变而产生的
B.拿一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于竹竿发生形变产生的
c.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小的形变而产生的
19、在图中,a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是()
20如图所示中的球和棒均光滑,试分析它们受到的弹力。
21、如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为300的斜面上,杆的另一端固定一个重力为2N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力
A.大小为2N,方向平行于斜面向上
B.大小为1N,方向平行于斜面向上
C.大小为2N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2N,方向竖直向上
22如图所示,A、B是两个物块的重力分别为3N、4N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直向方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是()
A.天花板所受的拉力为1N,地板受的压力为6N
B.天花板所受的拉力为5N,地板受的压力为6N
C.天花板所受的拉力为1N,地板受的压力为2N
D.天花板所受的拉力为5N,地板受的压力为2N
23.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,直到它刚离开上面的弹簧,在这过程中下面木块移动的距离为
A.mlg/k1B.m2g/k1
C.m1g/k2D.m2g/k2
24.如右图所示,a、b为两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系数分别为k1=1×103N/m,k2=2×103N/m,原长分别为La=6cm,LB=4cm.在下端挂一物体G,物体受到的重力为10N,平衡时
A.弹簧a下端受的拉力为4N,b下端受的拉力为6N
B.弹簧a下端受的拉力为10N,b下端受的拉力为10N
C.弹簧a的长度变为7cm,b的长度变为4.5cm
D.弹簧a的长度变为6.4cm,b的长度变为4.3cm
26.下图中,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小均为F的拉力作用,而左端的情况则各不相同:
若弹簧的质量都可忽略不计,以L1、L2、L3、L4依次表示四条弹簧的伸长量,则
A.L2>L1B.L4>L3C.L1>L3D.L2=L4
25、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球的重心01位于球心,b球和c球的重心0a、Ob分别位于球心的正上方和球心的正下方,如图所示,三球均处于平衡状态.支点P对a球的弹力为N1,对b球和c球的弹力分别为N2和N3,则
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