知识讲解 重力、弹力 提高.doc

重力、弹力 编稿：周军 审稿：隋伟 【学习目标】 【要点梳理】 对力的理解四种基本相互作用 几种常见弹力方向的判断情况如表所示： 类型 方向 示意图 说明 接触 方式 面与面 垂直公共接触面 支持力、压力一定垂直于接触面指向被支持或被压的物体，关键在于“面”的判断 点与面 过点垂直于面 点与点 垂直于切面 轻绳 沿绳收缩方向 轻绳、轻弹簧的弹力一定沿绳或弹簧方向，但注意弹簧可垃可支 轻质弹簧 沿弹簧形变的反方向 轻杆 可沿杆 轻杆弹力不一定沿杆方向，要依具体情形确定 可不沿杆 要点六、弹力大小和胡克定律 要点诠释： (1)弹力的大小 与物体的形变程度有关，形变量越大，产生弹力越大；形变量越小，产生的弹力越小，形变消失，弹力消失轻绳、轻弹簧内部各处弹力大小相等． (2)胡克定律 ①内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比． ②公式：F＝kx，式中k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m． ③图象：根据胡克定律，弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图象表示，如图所示． 这是一条通过原点的倾斜直线，其斜率． ④利用F-x图象，很容易得到胡克定律的另一种表达式：，是弹簧长度的变化量，是弹力的变化量． (3)说明 ①F＝kx中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的总长度． ②F＝kx中的k是弹簧的劲度系数，它反映了弹簧的“软”“硬”程度，大小由弹簧本身的性质决定，与弹力大小无关，k大就是“硬”弹簧． ③在应用F＝kx时，要把各物理量的单位统一到国际单位制中． (4)胡克定律只能计算轻弹簧的弹力，而其他的弹力与形变量间的关系比较复杂，要找其大小，只能依物体的受力及运动状态来确定． 【典型例题】 类型一力类型二、举一反三 A．重力的方向总是垂直向下的 B．重力的方向总是竖直向下的 C．重力的方向总是指向地心的 D．重力的方向总是和支持重物的支持面垂直 【答案】B 【高清课程：重力、弹力 第5页】 【变式3】一人站在体重计上测体重，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． B． C． D．无法判定 【答案】C 【高清课程：重力、弹力 第8页】 【变式4】如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一小孔，在水由小孔缓慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会（ ） A．一直下降 B．一直上升 C．先升高后降低 D．先降低后升高 【答案】D 【解析】考查对重心的理解，关键是明确物体的重心与质量分布有关．当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心．随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心，故球壳和水的共同重心先降低后升高，D选项正确． 【点评】本题分析时注意两点：一是抓住两个特殊状态（装满水时和水流完时）重心均在球心；二是分析由于水的流出重心先如何变化——降低，综合两方面可得空心球壳和水的共同重心先降低后升高． 类型、 举一反三 【高清课程：重力、弹力 第18页】 【变式】如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，重物处于静止状态，G=1N，则弹簧秤A和B的示数分别为（ ） A．1N，0 B．0，lN C．2N，lN D．1N，lN 【答案】D 类型、与a、b的位置无关，根据胡克定律F＝kx，欲使下部弹簧伸长量最大，其所受弹力应最大，故a应在下，b在上． 对下部弹簧，由胡克定律有，所以． 对上部弹簧，由胡克定律有，所以． 由于k1＞k2，欲使为最大，显然应取，，即S2在上，S1在下，选项D正确． 【点评】对于讨论与双弹簧相连的物体移动问题，首先要明确弹力变化前后弹簧的长度关系，利用胡克定律求出弹簧的长度变化，结合几何关系具体求解． 举一反三 【变式】一根弹簧，其劲度系数为k．现在弹簧1/3处用工具将其剪断，则原弹簧变成长度分别为原长的1/3和2/3的两根新弹簧．试分别求出两根新弹簧的劲度系数． 【答案】， 【解析】弹簧伸长(或缩短)时，弹簧中各处的弹力都相等，且各段均按相同的比例伸长(或压缩)．设未剪断弹簧时，将弹簧的一端固定，在另一端施加一拉力F使弹簧伸长x，则其部分对应的伸长量为，其部分对应的伸长量为；又设所求两根新弹簧的劲度系数分别为和，则根据胡克定律有： 对整根弹簧： F＝kx