高三物理讲义(第二部分第一节)

高三物理一轮精细化复习讲义第1页共8页高三物理一轮精细化复习第二部分相互作用与物体的平衡考纲要求内容要求说明11．力是物体间的相互作用,是物体发生形变和物体运动状态变化的原因.力是矢量.力的合成和分解12．万有引力定律．重力．重心13．形变和弹力．胡克定律14．静摩擦．最大静摩擦力15．滑动摩擦．滑动摩擦定律24．共点力作用下的物体的平衡ⅡⅡⅡⅠⅡⅡ1．在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力2．不要求知道静摩擦因数第一节力、重力与弹力一、力的概念：力是物体对物体的作用。1.力的基本特征（1）力的物质性：力不能脱离物体而独立存在。（2）力的相互性：力的作用是相互的。（3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向。（4）力的独立性：力具有独立作用性。特别需要指出的是：力是物体对物体的作用，它是不能离开物体而独立存在的，当一个物体受到力的作用时，则必定有另一个物体来产生这一作用力,不存在没有受力物体或施力物体的“力”。同时，被作用的物体也会产生一个大小相等、方向相反的反作用力去作用于另一物体。2.力的分类：①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等（受力分析时一定要分析的力）一定有施、受力物体。②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力、下滑力、分力、合力、斥力、吸力、浮力等③按研究对象分类：内力和外力。④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。(提问：效果相同，性质一定相同吗？性质相同效果一定相同吗？大小方向相同的两个力效果一定相同吗？)3.力的效果（1）加速度或改变运动状态（2）形变4.力的测量工具：测力计，可以用弹簧称测量5.单位:牛顿简称牛.符号N(SI制中：kgm/s2)意义：使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为1牛顿．6.力的表示方法：三要素表示、力的图示和示意图力的三要素是：大小、方向、作用点．（1）力的图示：用一根带箭头的线段表示出力的三要素，称为力的图示.要选择合适的比例(标度),要求严格。说明：改变任一方面作用效果都改变。（2）力的示意图：若只要求正确地表示出物体的受力个数和受力的方向,按大致比例画出力的大小,称为力的示意图.高三物理一轮精细化复习讲义第2页共8页示意图着重于受力个数和各力的方向画法,不要求作出标度.【复习巩固题】1、关于力的概念，下列哪些说法是正确的（）AB．一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体又是施力物体CD．两个物体相互作用，其相互作用力可以是不同性质的力2、下列各组力全部以效果命名的是（）A、弹力、动力、斥力、分子力B、重力、弹力、摩擦力、电磁力C、阻力、磁力、动力、支持力D、压力、拉力、牵引力、浮力二、重力1、产生原因：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力．说明：①重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力．重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。其一个分力使得物体随地球自转所需的向心力,(赤道处较大)；另一个力为重力。（在南北两极较大）地球附近的物体都受重力作用，重力的施力物体是地球。②重力的大小与纬度和距地面的高度有关。重力在不同纬度的地方不同，南北两极较大，赤道处较小。离地面不同高度的地方不同,离地越高的地方越小，但是在处理物理问题时，在地球表面和地球表面附近某一高度的地方，一般认为物体受的重力不变。一个物体受的重力不受运动状态的影响，与是否还受其它力作用也无关。在超重、矢重和卫星上也还受重力作用，2、大小：G＝mg（可以认为牛顿第二定律）（说明：物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关）g=9.8N/kg可以用弹簧测力计测量3、方向：竖直向下（说明：不可理解为跟支承面垂直）．不等同于指向地心，只有赤道和两极处重力的方向才指向地心。4、重心：物体各部分都受重力作用,效果上认为集中到一个点上,这个点就叫重心，即是说重力的作用点。即：重心是物体各部分所受重力合力的作用点．说明：（l）重心可以不在物体上．物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系。重心是一个等效的概念。重心是一个等效替代点,不要认力只有重心处受重力,物体的其它部分不受重力。（2）有规则几何形状、质量均匀的物体重心在它的几何中心．质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。5、物体重心位置的确定方法（1）悬挂法：适用范围：质量分布均匀的薄板（原理：二力平衡）例、如图所示，矩形均匀薄板长AC=60cm，宽CD=10cm，在B点用细线悬挂，板处于平高三物理一轮精细化复习讲义第3页共8页衡状态，AB＝35cm，则悬线和板边缘CA的夹角α＝.（2）杠杆法例、如图所示，有一等边三角形ABC，在B、C两处各放一个质量为m的小球，在A处放一个质量为2m的小球，求这个系统组成的重心在何处。【疑难解析】重力和万有引力是一回事吗？【复习巩固题】1、关于重力的说法，正确的是（）A．重力是由于地球对物体的吸引而产生的B．物体在地球表面附近无论是静止，还是向上或向下运动，它都受到重力C．重力就是静止的物体对竖直悬绳的拉力D．物体本身就有重力，所以重力没有施力物体2、关于物体的重心的说法中，正确的是（）A．因物体的重心是重力的作用点，所以物体的重心一定在物体上B．任何有规则形状的物体，其重心必在其几何中心高三物理一轮精细化复习讲义第4页共8页C．物体的形状改变时，它的重心位置很可能也随着改变D．物体的重心可能在物体上，也可能在物体外3、设想从某一天起，地球引力减小一半，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三、弹力1、定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变(即是相互挤压)而产生的力．2、产生条件：直接接触，有弹性形变。3、方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反（与形变恢复方向相同），作用在迫使物体发生形变的物体上。弹力是法向力，力垂直于两物体的接触面●弹力方向的判定（1）轻绳、轻杆和轻弹簧弹力方向的判定①轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收缩的方向，即只为拉力。②轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆，杆可提供拉力也可提供压力,这一点跟绳是不同的。③弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向。其弹力可为拉力,可为压力；对弹簧秤只为拉力。（2）根据接触面情况判断弹力的方向①点与面接触时弹力的方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切线方向）而指向受力物体。②面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体。③球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上而指向受力物体。④球与球相接触的弹力方向，沿半径方向，垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。例、如图所示,一匀质木棒,搁置于台阶上保持静止,下图关于木棒所受的弹力的示意图中正确的是（）4、弹力的大小：①弹簧、橡皮条类：它们的形变可视为弹性形变。(在弹性限度内)弹力的大小跟形变关系符合胡克定律遵从胡克定律力F=kX。（重点）上式中k叫弹簧劲度系数,单位：N/m，跟弹簧的材料、粗细,直径及原长都有关系；X是弹簧的形变量（拉伸或压缩量）切不可认为是弹簧的原长。②一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。③非弹簧类的弹力是形变量越大,弹力越大,一般应根据物体所处的运动状态,利用平衡条件或动力学规律(牛顿定律)来计算。【典例精析】高三物理一轮精细化复习讲义第5页共8页1、如图所示，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皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）A．l2＞l1B．l4＞l3C．l1＞l3D．l2＝l42、图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态（）A、有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B、有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C、有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D、有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态3、（2011·德州模拟）如图所示，某一弹簧秤外壳的质量为m，弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计，将其放在光滑水平面上，现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上，关于弹簧秤的示数，下列说法正确的是()A．只有F1＞F2时，示数才为F1B．只有F1＜F2时，示数才为F2C．不论F1、F2关系如何，示数均为F1D．不论F1、F2关系如何，示数均为F24、（甘肃省兰州一中2013届高三上学期9月月考物理试题）如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻弹簧一端系在小球上，另一端拴在墙上P点，开始时弹簧与竖直方向的夹角为θ，现将P点沿着墙向下移动，则弹簧的最短伸长量为()A.kmg2B.mgkC.3mg3kD.3mgk5、(2011年池州模拟)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的另一物体，整个装置处于静止状态．求：(1)这时两弹簧的总长．(2)若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力．ＦＦFＦＦ①②③④MNaRcb高三物理一轮精细化复习讲义第6页共8页6、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，上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢地向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块移动的距离．5、弹力有无的判定“假设法”分析物体间的弹力：欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假设接触的物体有弹力作用，看看被研究的物体有怎样的运动趋势，在判断是否有弹力。如下面的例子。●总结高三物理一轮精细化复习讲义第7页共8页6、常见理想模型中弹力比较：类别轻绳轻杆轻弹簧特征轻、软、不可伸长，即绳中各处的张力大小相等轻，不可伸长，亦不可压缩轻，既可被拉伸，也可被压缩，弹簧中各处弹力均相等产生力的方向及特点只能产生拉力，不能产生压力，拉力的方向沿绳子收缩的方向既能产生压力，又能产生拉力，弹力方向不一定沿杆的方向既能产生压力，又能产生拉力，力的方向沿弹簧轴线大小计算运用平衡方程或牛顿第二定律求解运用平衡方程或牛顿第二定律求解除运用平衡方程或牛顿第二定律外，还可应用胡克定律F＝kx求解变化情况弹力可以发生突变弹力只能渐变【复习巩固题】1、S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧，k1＞k2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块，ma＞mb。将两弹簧与物块按图方式悬挂起来.现要求两根弹簧的总长度最大，则应使（）A．S1在上，a在上B．S1在上，b在上C．S2在上，a在上D．S2在上，b在上2、（09海南理综）两刚性球a和b的质量分别为am和bm、直径分别为ad个bd(adbd)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内，如图所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为1f和2f，筒底所受的压力大小为F．已知重力加速度大小为g。若所以接触都是光滑的，则（）A．ab12FmmgffB．a12bFmmgffC．a12abmgFmmgffD．aa12,bmgFmmgff3、如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤P、Q上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，