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1、第13讲 重力与弹力一、 力的示意图1.力的三要素：力的大小、方向、作用点。2.力的示意图：画力的示意图方法：（1）确定受力物体； （2）在受力物体上找好作用点；（线段的起点或终点：表示力的作用点。）（3）沿力的方向画一条带箭头的线段；（线段的长短：表示力的大小；箭头 ：表示力的方向。）（4）标出力的大小和单位。二、 重力1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小又叫重量。2.重力的公式：G=mg其中G表示重力（N），m表示质量（），g是9.8N/，粗略计算：g取10N/3.重力的方向：竖直向下。应用：重垂线4.重心：重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀，外形规则物体的重心在物体的几
2、何中心。重心不一定在物体上。三、弹力1.形变：物体的形状或体积的改变叫做形变。形变的原因是物体受到了外力。2.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力。3.弹力产生的条件：接触；发生形变。4.弹力的方向：轻绳（线）的弹力方向沿绳（线）收伸缩方向； 面面接触（或点面接触）物体间的弹力垂直于切面并指向受力物体。5. 弹力大小：（1） 用弹簧测力计测弹力大小。在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长。（弹簧伸长长度跟所受拉力成正比）（2） 可根据二力平衡来求弹力大小。一、 重力【初高中变化】初高中物理对重力的产生、大小、方向和重心的认识，没有本
3、质上的区别，但在高中物理中对于重力的方向重点强调了竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面，但垂直于水平面，这一点在初中物理中不会有太多强调；同时，对于质量分布不均形状不规则的物体重心也在高中物理中有了进一步说明。1.重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。(2)大小：Gmg(3)方向：竖直向下关键提醒：竖直向下就是垂直于水平面向下。竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面向下。(4)重心：定义：一个物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。重心可以看作是物体所受重力的作用点。重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分
4、不受重力作用。决定重心位置的因素：a.物体的形状；b.物体质量的分布。【例1】下列关于重力与重心的说法正确的是（）A重力的方向总是垂直向下，B物体的质量没有发生变化，但是它的重力可能发生变化C重心是重力的作用点，所以重心总是在物体上D物体的重心位置与物体的形状及其质量分布无关2.力的图示和力的示意图【初高中变化】初中物理只是要求会画力的示意图，并不要求画力的图示，但高中物理要求会画力的图示。力的图示和力的示意图最主要的区别在于力的图示需要画图前先要选好多长的线段代表多大的力，也就是说需要先选择线段和力的“标度”。当然在高中物理实际的应用中主要画力的示意图。(1)力的图示：力可以用有向线段表示。
5、有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法，叫作力的图示。(2)力的示意图：只画出力的作用点和方向，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。【例2】一人用斜向下的力推小车前进，力的大小为40N，方向与水平方向成，则下面画出的推小车的力的图示，如图所示，正确的是（）ABCD二、 弹力【初高中变化】初高中物理对于弹力的定义和条件是一样的，但在高中物理中对于弹力方向的认识，所涉及的情况要比初中物理的多，主要涉及到面、绳、杆三大类，同时要求会判断弹力有无的问题。1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。2.弹力：发生形变的物体，
6、要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。3.产生弹力必备的两个条件：(1)两物体间相互接触。(2)发生弹性形变。4.几种常见弹力的方向5.弹力有无的判断方法根据条件判断，首先看是否接触，其次看是否发生形变。(1)对形变明显的情况可以直接判断。(2)对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力。(3)根据物体的运动状态，利用力的平衡条件来进行判定。【例3】下列各图中所有接触面都是光滑的，P、Q 两球之间不存在弹力的是（）ABCD【例4】图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情
7、况，其中正确（）ABCD三、胡克定律【初高中变化】初中物理只是涉及到了用弹簧测力计测弹力的大小，定性的说明了弹簧弹力大小和弹簧伸长量的关系，但高中物理中通过胡克定律明确了弹簧弹力大小和弹簧伸长量之间的定量关系，并且还通过F-x图像更加形象直观的反映了二者之间的关系。1.弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状的形变。2.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。3.胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即Fkx。4.劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号是
8、N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。5.Fx图像：为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数，在弹性限度内同一根弹簧的劲度系数是不变的。6.由F1kx1、F2kx2，得Fkx，即弹力的变化量F与形变量的变化量x也成正比关系。【例5】如图所示为某根弹簧的伸长量x与弹簧所受拉力F之间的关系图像，下列说法中正确的是（）A当弹簧的伸长量时，拉力B当弹簧受到的拉力作用时，弹簧的伸长量一定是C弹簧的劲度系数是2N/mD弹簧的劲度系数是12020年2月13日凌晨，我国空军共出动包括6架运20和2架运9在内的3型11架运输机，分别从乌鲁木齐、沈阳、西宁、天津、张家口、成都、重庆7地机
9、场起飞，将近千名军队医疗队员和74吨医疗物资运往武汉，支援新冠病毒疫情的斗争，这是国产运20首次参加非战争军事行动，展现了中国空军强大的战略运输能力，如图所示。关于运20运输机受到的重力，下列说法正确的是（）A运20受到的重力指向地心B运20受重力的同时，它也对地球产生吸引C运20受到的重力的施力物体是地球D运20匀速飞行时，它不受重力作用2如图所示，有一薄板状物体，先在A点将其悬挂起来，静止时通过A点画一条竖直线AB；再选另一处D点将其悬挂起来，静止时过D点画一条竖直线DE，AB和DE的交点为C。下列说法正确的是（）A薄板所受重力就是悬绳的拉力B薄板上只有C点受到重力作用C重力的方向与薄板的
10、悬挂方式无关D薄板的重心可能在A点，也可能在D点3一个重20N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，以下四个图中正确的是（）ABCD4在光滑半球形容器内，放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为A、B，如图所示。下列关于细杆在A、B两点所受支持力的说法，正确的是（）AA点处支持力方向指向球心，是由于细杆的形变产生的BA点处支持力的方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的CB点处支持力方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的DB点处支持力方向竖直向上，是由于细杆的形变产生的5体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向是A沿v1的反方向B沿v2的方向C先沿v1的反方
11、向后沿v2的方向D沿垂直于斜台斜向左上方的方向6关于下列四幅图中的弹力说法正确的是（）A甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力B乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的长度成正比C丙图中，碗底对筷子的弹力一定沿筷子斜向上，如图中箭头所示D丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向7关于胡克定律，下列说法正确的是（）A由F=kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量成正比B由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧形变量成反比C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小8一弹簧将其一端固定
12、于墙上用10N的外力向外拉伸，弹簧伸长了6cm。现将另一端用5N的外力向外拉伸弹簧，则弹簧的伸长量应为（）A0.75cmB1.5cmC3cmD6cm学科网（北京）股份有限公司第13讲 重力与弹力一、 力的示意图1.力的三要素：力的大小、方向、作用点。2.力的示意图：画力的示意图方法：（1）确定受力物体； （2）在受力物体上找好作用点；（线段的起点或终点：表示力的作用点。）（3）沿力的方向画一条带箭头的线段；（线段的长短：表示力的大小；箭头 ：表示力的方向。）（4）标出力的大小和单位。二、 重力1.重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小又叫重量。2.重力的公式：G=mg其中G表示重力（
13、N），m表示质量（），g是9.8N/，粗略计算：g取10N/3.重力的方向：竖直向下。应用：重垂线4.重心：重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀，外形规则物体的重心在物体的几何中心。重心不一定在物体上。三、弹力1.形变：物体的形状或体积的改变叫做形变。形变的原因是物体受到了外力。2.弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这个力叫做弹力。3.弹力产生的条件：接触；发生形变。4.弹力的方向：轻绳（线）的弹力方向沿绳（线）收伸缩方向； 面面接触（或点面接触）物体间的弹力垂直于切面并指向受力物体。5. 弹力大小：（1） 用弹簧测力计测弹力大小。在弹性限度内，弹簧受到的拉
14、力越大，弹簧的伸长量就越长。（弹簧伸长长度跟所受拉力成正比）（2） 可根据二力平衡来求弹力大小。一、 重力【初高中变化】初高中物理对重力的产生、大小、方向和重心的认识，没有本质上的区别，但在高中物理中对于重力的方向重点强调了竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面，但垂直于水平面，这一点在初中物理中不会有太多强调；同时，对于质量分布不均形状不规则的物体重心也在高中物理中有了进一步说明。1.重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。(2)大小：Gmg(3)方向：竖直向下关键提醒：竖直向下就是垂直于水平面向下。竖直向下不一定指向地心，也不一定垂直于接触面向下。(4)重心：定义：一个物体的
15、各部分都受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。重心可以看作是物体所受重力的作用点。重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。决定重心位置的因素：a.物体的形状；b.物体质量的分布。【例1】下列关于重力与重心的说法正确的是（）A重力的方向总是垂直向下，B物体的质量没有发生变化，但是它的重力可能发生变化C重心是重力的作用点，所以重心总是在物体上D物体的重心位置与物体的形状及其质量分布无关【答案】B【详解】A重力的方向总是竖直向下，故A错误；B物体的质量没有变化时，由于重力加速度随地理位置可能会变化，则重力G=mg可能会发生变化。故B正
16、确；C重心可以在物体上，也可以在物体之外，如空心的球体重心在球心上，不在物体上，故C错误；D重心的位置与物体的质量分布有关，质地均匀，外形规则的物体的重心在物体的几何中心上。故D错误；故选B。2.力的图示和力的示意图【初高中变化】初中物理只是要求会画力的示意图，并不要求画力的图示，但高中物理要求会画力的图示。力的图示和力的示意图最主要的区别在于力的图示需要画图前先要选好多长的线段代表多大的力，也就是说需要先选择线段和力的“标度”。当然在高中物理实际的应用中主要画力的示意图。(1)力的图示：力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示
17、力的方法，叫作力的图示。(2)力的示意图：只画出力的作用点和方向，不准确标度力的大小，这种粗略表示力的方法，叫作力的示意图。【例2】一人用斜向下的力推小车前进，力的大小为40N，方向与水平方向成，则下面画出的推小车的力的图示，如图所示，正确的是（）ABCD【答案】D【详解】力的图示法是用一条有向线段来表示力：有向线段的长短表示力的大小，有向线段的方向表示力的方向，箭尾画在作用点上。A图中没有反映出力的大小；B图中力的作用点画错，没在小车上；C图中力的方向画反了；D图中力的大小、方向、作用点均是正确。故选D。二、 弹力【初高中变化】初高中物理对于弹力的定义和条件是一样的，但在高中物理中对于弹力方
18、向的认识，所涉及的情况要比初中物理的多，主要涉及到面、绳、杆三大类，同时要求会判断弹力有无的问题。1.形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。2.弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。3.产生弹力必备的两个条件：(1)两物体间相互接触。(2)发生弹性形变。4.几种常见弹力的方向5.弹力有无的判断方法根据条件判断，首先看是否接触，其次看是否发生形变。(1)对形变明显的情况可以直接判断。(2)对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力。(3)根据物体的运动状态，
19、利用力的平衡条件来进行判定。【例3】下列各图中所有接触面都是光滑的，P、Q 两球之间不存在弹力的是（）ABCD【答案】B【详解】如果P、Q 两球之间不存在弹力，则P、Q 两球分离后，不影响对方的运动状态。A拿走P后，Q会运动的轨道最低点，所以存在弹力，A错误；B拿走P后，Q保持原状态不变，所以不存在弹力，B正确；C拿走Q后，P会掉下来，所以存在弹力，C错误；D拿走Q后，P会向下运动，所以存在弹力，D错误。故选B。【例4】图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确（）ABCD【答案】C【详解】A在一般情况下，轻杆对物体的弹力不一定沿杆的方向，图A中的小球只受重力和杆的弹力
20、作用且处于平衡状态，由二力平衡条件可知，小球受杆的弹力应为竖直向上，A错误；B在图B中右边的绳是竖直方向，如果左边的绳有拉力的话，右边的绳会产生倾斜，所以左边的绳没有拉力，B错误；CD对于球与面接触的弹力方向，经接触点与接触面垂直（即接触点与球心的连线上），C图中球与球的弹力方向，垂直与接触点的共切面（在两球心的连线上）且指向受力物体，在D图中，大半圆对小球的弹力FN2应是从接触点沿大半圆的半径指向圆心，C正确，D错误。故选C。三、胡克定律【初高中变化】初中物理只是涉及到了用弹簧测力计测弹力的大小，定性的说明了弹簧弹力大小和弹簧伸长量的关系，但高中物理中通过胡克定律明确了弹簧弹力大小和弹簧伸长
21、量之间的定量关系，并且还通过F-x图像更加形象直观的反映了二者之间的关系。1.弹性形变：物体在发生形变后，撤去作用力能够恢复原状的形变。2.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。3.胡克定律：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即Fkx。4.劲度系数：其中k为弹簧的劲度系数，单位为牛顿每米，符号是N/m，劲度系数是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。5.Fx图像：为一条经过原点的倾斜直线，图像斜率表示弹簧的劲度系数，在弹性限度内同一根弹簧的劲度系数是不变的。6.由F1kx1、F2kx2，
22、得Fkx，即弹力的变化量F与形变量的变化量x也成正比关系。【例5】如图所示为某根弹簧的伸长量x与弹簧所受拉力F之间的关系图像，下列说法中正确的是（）A当弹簧的伸长量时，拉力B当弹簧受到的拉力作用时，弹簧的伸长量一定是C弹簧的劲度系数是2N/mD弹簧的劲度系数是【答案】D【详解】CD图象斜率大小表示劲度系数大小，故有故C错误，D正确；A当弹簧的伸长量时，根据胡克定律可得拉力为故A错误；B当弹簧受到的拉力作用时仍是弹性形变，则根据胡克定律可得伸长量为若不是弹性形变，则形变量不等于400cm，故B错误。故选D。12020年2月13日凌晨，我国空军共出动包括6架运20和2架运9在内的3型11架运输机，
23、分别从乌鲁木齐、沈阳、西宁、天津、张家口、成都、重庆7地机场起飞，将近千名军队医疗队员和74吨医疗物资运往武汉，支援新冠病毒疫情的斗争，这是国产运20首次参加非战争军事行动，展现了中国空军强大的战略运输能力，如图所示。关于运20运输机受到的重力，下列说法正确的是（）A运20受到的重力指向地心B运20受重力的同时，它也对地球产生吸引C运20受到的重力的施力物体是地球D运20匀速飞行时，它不受重力作用【答案】BC【详解】A重力的方向竖直向下，而不一定指向地心，A错误；B由于地球对运20的吸引而使运20受到重力，同时运20对地球也产生吸引，B正确；C任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，C正确；
24、D地球附近的任何物体都受重力作用，与运动状态无关，D错误。故选BC。2如图所示，有一薄板状物体，先在A点将其悬挂起来，静止时通过A点画一条竖直线AB；再选另一处D点将其悬挂起来，静止时过D点画一条竖直线DE，AB和DE的交点为C。下列说法正确的是（）A薄板所受重力就是悬绳的拉力B薄板上只有C点受到重力作用C重力的方向与薄板的悬挂方式无关D薄板的重心可能在A点，也可能在D点【答案】C【详解】A拉力和重力是不同性质的力，只能说薄板所受重力大小等于悬绳的拉力大小，选项A错误；BC点是薄板的重心，是薄板重力的等效作用点，但是并非薄板上只有C点受到重力作用，选项B错误；C重力的方向与薄板的悬挂方式无关，
25、总是竖直向下，选项C正确；D因重力与细线的拉力等大反向，则薄板的重力作用线一定与细线拉力的方向共线，即薄板的重心一定在AB和DE的交点位置，即在C点，不可能在A点，也不可能在D点，选项D错误。故选C。3一个重20N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，以下四个图中正确的是（）ABCD【答案】AD【详解】物体的重力为20 N，标度分别设为5N和2.5 N，方向竖直向下，作用点在重心，故BC错误，AD正确。故选AD。4在光滑半球形容器内，放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为A、B，如图所示。下列关于细杆在A、B两点所受支持力的说法，正确的是（）AA点处支持力方向指向球心，是由于细杆的形变产生的B
26、A点处支持力的方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的CB点处支持力方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的DB点处支持力方向竖直向上，是由于细杆的形变产生的【答案】C【详解】ABA点处支持力方向与球面上该点切面垂直，即指向球心，是由于容器的形变产生的，AB错误；CDB点处支持力方向垂直细杆向上，是由于容器的形变产生的，C正确，D错误。故选C。5体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向是A沿v1的反方向B沿v2的方向C先沿v1的反方向后沿v2的方向D沿垂直于斜台斜向左上方的方向【答案】D【详解】支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物。所以斜台给篮
27、球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向。A沿v1的反方向，与结论不相符，选项A错误；B沿v2的方向，与结论不相符，选项B错误；C先沿v1的反方向后沿v2的方向，与结论不相符，选项C错误；D沿垂直于斜台斜向左上方的方向，与结论相符，选项D正确；故选D。6关于下列四幅图中的弹力说法正确的是（）A甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力B乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的长度成正比C丙图中，碗底对筷子的弹力一定沿筷子斜向上，如图中箭头所示D丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向【答案】AD【详解】A桌面受到的弹力是书形变产生的，方向向下，故A项正确；B弹簧弹性形变的弹力大小应于形变量成
28、正比，故B项错误；C碗底对筷子的力应垂直于碗底切线指向碗的圆心，故C项错误；D绳的拉力沿着绳，指向绳收缩的方向，故D项正确。故选AD。7关于胡克定律，下列说法正确的是（）A由F=kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量成正比B由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧形变量成反比C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小【答案】ACD【详解】A由F=kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量成正比，A正确；BC劲度系数k是弹簧的固有属性，与弹力F、形变量x无关，B错误，C正确；D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小，D正确。故选ACD。8一弹簧将其一端固定于墙上用10N的外力向外拉伸，弹簧伸长了6cm。现将另一端用5N的外力向外拉伸弹簧，则弹簧的伸长量应为（）A0.75cmB1.5cmC3cmD6cm【答案】C【详解】设弹簧的劲度系数为k，由题当弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸时，有解得当用5N的外力来拉伸弹簧时，其伸长量为故选C。