1、1重力与弹力知识点一力和力的图示(1)力是物体与物体之间的相互作用，力作用在物体上会产生两种作用效果：一是使物体的运动状态发生变化，二是使物体发生形变(2)力的三要素是指力的大小、方向、作用点(3)力的图示：俗话说，一个巴掌拍不响，你能从力是物体间的相互作用的角度说出“孤掌难鸣”的道理吗？提示：力是物体间的相互作用，力的作用都是相互的，施力物体与受力物体同时存在一个巴掌是拍不响的，单掌空拍时只有施力物体，没有受力物体，就不会产生力的作用，当然就没有了掌声，离开物体间的相互作用是不能空谈力的知识点二重力(1)重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力重力的施力物体是地球(2)重力的大小：重力的大
2、小跟物体的质量成正比，即Gmg.测量：用测力计测量竖直悬挂被测物体，处于静止状态时，测力计示数即为其重力大小(3)重力的方向：总是竖直向下(4)重心：物体的各部分都受重力作用，从效果上看可认为各部分所受到的重力作用集中于一点，即为物体的重心(5)决定物体重心位置的因素：物体的形状；物体的质量分布重力的方向是竖直向下，那是不是说物体在地面上的任何位置，所有重力的方向都是相同的？提示：不相同由于地球是一个球体，不同位置的竖直方向是不相同的，即地球上不同位置的重力方向是不同的知识点三弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象(2)弹性形变：物体在形变后，撤去作用力时能够恢复原
3、状(3)弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用如图所示的情景中，运动员、箭、小车的运动状态为什么能发生变化？提示：因为受到弹力的作用，分别是跳板、弦和弹簧发生弹性形变产生的弹力知识点四几种弹力(1)常见弹力：平时所说的压力、支持力和拉力都是弹力(2)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面(3)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向试画出图中甲和乙所示的棒和球所受的弹力的方向答案：弹力方向如图所示知识点五胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比(2)公式：Fkx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号N/m.在弹性限度之
4、内，一轻弹簧受到10 N的拉力时，它的伸长量是4 cm，则该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧两端受到拉力为7.5 N时，弹簧的伸长量是3 cm.考点一力的概念(1)力的定义力是物体与物体之间的相互作用(2)力的“四性”力的相互性：任何两个物体之间力的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体力的物质性：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向它可以用一根带有箭头的线段来表示，并加以图示力的独立性：任何一个力都独立地产生作用效果，使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化(3)力的作用效果使物体发
5、生形变使物体的运动状态发生改变(4)力的大小力的大小可用测力计(弹簧测力计)测量(5)力的单位在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号N.【例1】下列说法中正确的是()A射出枪口的子弹，能打出很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用B甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用C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D任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体【审题指导】解答本题的关键是理解力的基本性质【解析】子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，故A
6、项错；物体间力的作用总是相互的，甲推乙的同时乙也推甲，故B项错；不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时，都会施力，即力的作用是相互的，故C错；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故D项正确【答案】D总结提能 对力的概念的理解应把握以下三点：(1)找不到施力物体的力是不存在的；(2)任何物体都能产生力的作用；(3)力的作用是相互的，受力物体同时也是施力物体关于力的说法，下列结论正确的是(B)A只有有生命的物体才会施加力B受力的物体同时也是施力的物体C静止的物体不受力，运动的物体才受力D只有接触的物体
7、间才可能相互施加力解析：任何一个物体，不管它是否有生命，都可以对其他物体施加力的作用，选项A错误物体间力的作用总是相互的，物体在受力的同时也在施力，选项B正确力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因，选项C错误磁铁吸引铁块，磁铁和铁块可能并没有接触，可见选项D错误考点二力的图示和示意图力是矢量，不仅有大小而且有方向，两个力大小相等，方向不同，这两个力不同力的方向不同，作用效果则不同如与物体运动方向相同的力，加快物体的运动，与物体运动方向相反的力，阻碍物体的运动因此，要把一个力完整地表示出来，既要说明力的大小，又要说明力的方向(1)力的图示用一根带箭头的线段表示力，线段的长短表示力的大小
8、，箭头的指向表示力的方向，用箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法叫做力的图示(2)画力的图示的步骤选取合适的标度(用若干毫米表示一定大小的力)；从作用点开始沿力的方向画一线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上加刻度；在线段的一端加箭头表示力的方向，箭尾在力的作用点上，力的方向所在的直线叫做力的作用线(3)力的示意图只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力【例2】如下图所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图【审题指导】本题的解题思路如下：【解析】画力的图示，要严格按照以下步骤进行(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2 N的力(2)从
9、力的作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小确定，线段上加刻度，从O点竖直向下画一段五倍于标度的线段(3)在线段上加箭头表示力的方向画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN10 N即可【答案】如下图所示总结提能 (1)画力的图示或示意图的一般步骤是：选标度画线段判方向、加箭头(2)作力的图示时，标度的选取应根据力的大小合理设计，一般情况下，线段应取25段整数段标度的长度(3)画同一物体受到的几个力时，要用同一标度(4)表示力的线段的始端一般为物体的重心位置如图所示，桌面上有质量为600 g的书，用图示法表示出桌面
10、对书的支持力，并作出这个力的示意图(g取10 N/kg)解析：书的重力大小Gmg6 N，桌面对书的支持力大小也为6 N作用在书上取0.5 cm长的线段表示2 N的力，则从力的作用点向上作出1.5 cm长的有向线段即可作出力的图示，如图甲所示；这个支持力的示意图，如图乙所示答案：见解析考点三重力1定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力2重力的大小：重力大小与物体质量的关系是Gmg，通常取g9.8 N/kg，即1 kg的物体所受重力为9.8 N.可用测力计(如弹簧测力计)测量重力3重力的方向：重力的方向总是竖直向下的竖直向下不能说成垂直向下说明：重力是非接触力；重力的施力物体是地球；物体所受
11、的重力与物体所处的运动状态以及是否受到其他力无关；重力不一定等于地球对它的吸引力；重力随纬度的升高而增大；重力随离地高度的增加而减小4重心(1)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心(2)质量分布均匀的物体的重心位置只跟物体的形状有关形状规则的均匀物体，重心在其几何中心(3)质量分布不均匀的物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关系注意：由于重心是一个等效作用点，所以它可以不在物体上例如，质量分布均匀的球壳，其重心在球心，并不在壳体上【例3】(多选)关于重力，下列说法中正确的是()A重力就是地球对物体的吸引力，其方
12、向一定指向地心B重力的方向就是物体自由下落的方向C重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出D在不同地点，质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力小【审题指导】分析和解答本题应从重力的以下几个方面入手：【解析】重力是由于地球对物体的吸引产生的，但由于地球自转的影响，通常情况下重力只是地球对物体的引力的一部分，重力的方向竖直向下，并不一定指向地心，选项A错误；将物体由静止开始释放，只在重力作用下时物体自由下落，所以重力的方向就是物体自由下落的方向，选项B正确；杆秤称量的是物体的质量而非重力，选项C错误；由公式Gmg可知，重力G的大小由质量m和重力加速度g共同决定；由于不同地点g值可能不同，因此在g
13、值小的地点质量大的物体所受重力并不一定大，选项D正确【答案】BD总结提能 重力是由于地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的引力透彻地理解和准确地把握概念的内涵和外延，这是正确解答概念性试题的关键对概念性选择题的解答，要仔细审题，逐项进行推理判断，抓住一些关键词语，如“一定”、“可能”、“可以”等，从正面或反面作出肯定或否定判断是解题的常用方法下列关于重心及重力的说法中正确的是(D)A一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中时的重力小于在空气中的重力B据Gmg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大C物体放于水平面上时，重力方向垂
14、直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D物体的形状改变后，其重心位置往往改变解析：由于物体浸没于水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在北极上，质量较大的物体放在赤道上，由于赤道上g值较小，而使质量大的物体的重力不一定大重力的方向是竖直向下的，而不是垂直向下物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况两个方面共同决定，当物体的形状改变时，其重心位置往往发生改变考点四弹力的方向【例4】分别画出图中的物体A所
15、受弹力的示意图【审题指导】本题中，画示意图的基本步骤为：【解析】分析此类问题的关键是确定接触面，对于点面接触、面面接触类问题，其中的面即为接触面；对于点弧面接触类问题，过接触点的弧面的切面即为接触面根据弹力垂直于接触面，可判断物体A所受的弹力方向，作出的示意图如图所示【答案】见解析总结提能 弹力的方向可根据弹力作用的类型进行判断1面面接触：弹力垂直于接触面(或切面)指向受力物体2点面接触：弹力过点垂直于接触面(或切面)指向受力物体3轻绳：绳对物体的拉力沿绳并指向绳收缩的方向4轻弹簧：弹簧对物体的弹力可能为支持力，也可能为拉力，但一定沿弹簧的轴线方向如图所示是我国的极地考察破冰船“雪龙号”为满足
16、破冰船航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度则船体对冰块的弹力示意图正确的是(C)解析：船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误考点五物体间弹力有无的判断方法【例5】在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是()【审题指导】本题可按以下思路进行分析：【解析】在A图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力在B图中，若拿去A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力在C图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力在D图中，不能判断A、B间有没有弹力故选项B正确【答
17、案】B总结提能 弹力的产生条件中接触是前提，挤压是关键，相互接触的物体是否发生弹性形变是弹力存在与否的标志但是，实际上除弹簧、橡皮条等物体产生弹力时形变较明显外，大部分物体产生弹力时形变是微小的，肉眼很难观察出来因此，弹力有无的判断主要有以下两种方法：(1)条件法，(2)假设法如图所示，将一个钢球分别放在烧杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球在各容器的底部与侧壁相接触，处于静止状态若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是(A)A各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C烧杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D
18、口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用解析：钢球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用，就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，可借助假设法判断假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，即容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图如图所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以该假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用考点六弹力大小的计算1胡克定律及其应用胡克定律表明，弹力的大小与弹簧的形变量成
19、正比，而不是与弹簧的长度成正比即胡克定律表达式Fkx中的x是弹簧的形变量，而不是弹簧的原长或变化后的长度应用胡克定律时应注意下列问题：(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度(3)Fx图象为一条经过原点的倾斜直线，图象斜率表示弹簧的劲度系数，对于同一根弹簧来说，劲度系数是不变的(4)由于F1kx1，F2kx2，故FF2F1kx2kx1kx，因此，弹簧上弹力的变化量F与形变量的变化量也成正比关系2一般弹力的计算对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算，一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时
20、，物体受绳向上的拉力和竖直向下的重力作用，根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小关键：弹簧弹力用胡克定律，一般弹力用二力平衡特别提醒：胡克定律只能计算弹簧的弹力大小，而弹簧的弹力方向，要根据是被拉伸，还是被压缩来确定，其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同【例6】(多选)如图所示，A、B两物体的重力分别是GA3 N，GB4 NA用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F2 N，则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是()A5 N和6 NB5 N和2 NC1 N和6 N D1 N和2 N【审题指导】本题的解题思路为：【解析】如果弹簧处于被拉伸的状态，它将有收缩到
21、原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则对物体A、B，有FTGAF5 N，FNGBF2 N，选项B正确；如果弹簧处于被压缩的状态，它将有向两端伸长恢复原状的趋势，会向上推A，向下压B，则FTGAF1 N，FNGBF6 N，选项C正确【答案】BC总结提能 应用胡克定律Fkx解题时，必须注意：(1)弹簧的形变必须在弹性限度内；(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧形变后的实际长度如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时球在A处，今用力F压球使弹簧缩短x球至B处，则此时弹簧的弹力为(B)Akx BkxGCGkx D以上都不对解析：设球在A处时弹簧已压缩了x，球平衡时弹力FAGkx，球在B处时，弹簧又
22、压缩x，球再达到平衡时弹力FBk(xx)Gkx.故选项B是正确的考点七探究弹力和弹簧伸长的关系1实验目的(1)探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系(2)学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法2实验原理(1)如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与钩码的重力大小相等(2)用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系3实验器材轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，重垂线，坐
23、标纸，三角板4实验步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长(2)如图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测出弹簧的总长并计算钩码的重力，填写在记录表格里F/NL/cmx/cm12345(3)改变所挂钩码的质量，重复上步的实验过程多次5数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，如图所示(2)以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数表达式，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据Fx图线的斜率求解，k.6注意事
24、项(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度(2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使在坐标系上描的点尽可能稀疏一些，这样作出的图线更精确(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差(4)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位(5)描点画线时，所描的点不一定都落在一条图线上，但应注意一定要使各点均匀分布在图线的两侧7误差分析(1)由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，故存在较大的测量误差(2)由于弹簧自身的重力的影响也会造成误差当未挂重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样在作图线时，图线与
25、x轴有一截距【例7】某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，所用实验装置如图所示，所用的钩码每只质量都是30 g他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g10 m/s2.试根据这些实验数据在如图所示的坐标系中作出弹簧弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线钩码质量(g)0306090120150弹簧总长度(cm)6.007.008.009.0010.0011.00(1)该图线的函数表达式为F_N；(2)该弹簧的劲度系数k_N/m；(3)图线与横轴的交点的物理意义是_；(4)图线延长
26、后与纵轴的交点的物理意义是_.【审题指导】在坐标系中描点作图，通过图象研究规律，再结合物理规律，明确图象的斜率、截距的物理意义解题思路如下：看标度描点连线看斜率的意义，计算其大小看纵、横轴截距的意义求出图线的函数表达式【解析】描点作图，图象如图所示(1)由图象可以得出图线的函数表达式为F(30L1.8) N；(2)图线的斜率即为弹簧的劲度系数k30 N/m；(3)图线与横轴的交点表示弹簧弹力F0时弹簧的长度，即弹簧的原长；(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm，即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力【答案】图线见解析(1)(30L1.8)(2)30(3)
27、见解析(4)见解析总结提能 图象法是处理实验数据的一种常用方法，在物理学中经常用图象处理物理问题，解答这类问题时必须明确：(1)图线斜率的物理意义(或切线斜率的物理意义)；(2)图线与纵轴、横轴交点的物理意义以下是一位同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”的实验(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来：CBDAEF.A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来B记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0C将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D依次在弹簧下
28、端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式F解释函数表达式中常数的物理意义(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：弹簧的弹力(F/N)0.51.01.52.02.5弹簧的原长度(L0/cm)1515151515弹簧的长度(L/cm)16.217.318.519.620.8弹簧的伸长量(x/cm)写出曲线的函数表达式(x用cm作单位)：F0.43x.函数表达式中常数的物理意义：弹簧的劲度系数解析：(1)按实验操作的先后顺序，步骤为：CBDAEF.(2)k
29、0.43 N/cm，得F0.43x.常数为弹簧的劲度系数1把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示则薄板的重心可能是图中的(D)AA点BB点CC点 DD点解析：悬挂法测量重心位置时，结合二力平衡条件分析可得，重心位置是D点故选D.2体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示下列关于斜台对足球的弹力的方向，说法正确的是(D)A沿v1的方向B先沿v1的方向后沿v2的方向C沿v2的方向D沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析：支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物，所以斜台对足球的弹力方向为垂直于斜台斜向左上方，故D正确3一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是(C)A地面受到了向下的弹力，是
30、因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变D以上说法都不正确解析：汽车停在水平地面上，汽车受到的弹力是因为地面发生了形变而又要恢复原状从而对阻碍其恢复的物体产生的作用力；地面受到的弹力是由于汽车发生了形变又要恢复原状从而对阻碍其恢复的地面产生的作用力，故选项C正确，A、B、D错误4在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如下图(1)所示连接起来进行探究.钩码数1234LA/cm15.7119.
31、7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36(1)某次测量如下图(2)所示，指针示数为16.00 cm.(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如上表用表中数据计算弹簧的劲度系数为12.45 N/m(重力加速度g10 m/s2)，由表中数据能(选填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数解析：(1)指针示数为160.0 mm16.00 cm.(2)由3mgk1(LA4LA1)解得k1 N/m12.45 N/m.同理也能计算出弹簧的劲度系数5如图所示，n块厚度为d的相同的砖块，靠在一起平放在地面上，今将它们一块一块向上叠起，这堆砖的重心升高了多少？解析：砖平放在地面上时，其中心距地面的高度为，叠起后其重心距地面为，所以重心升高了d.答案：d