1、力、物体的平衡1 力、重力和弹力第二章一、力的概念1.力是 对 的作用，物体间力的作用是 的.2.力的作用效果：改变物体 或使物体 .3.力的三要素是 、.物体物体相互运动状态发生形变大小方向作用点二、重力的概念1.重力是由于地球的 而使物体受到的力，但并不是地球对物体的万有引力，在忽略地球自转时方可认为重力等于万有引力.2.重 力 的 大 小 与 成 正 比，公式 ，式中g的大小与 有关.3.重力的方向总是 (不一定指向地心).4.物体所受重力的作用点叫物体的重心，它不一定在物体上，对于规则匀质物体它在物体的 .吸引质量G=mg高度、纬度竖直向下几何中心 三、弹力 1.弹力的产生条件：；弹力
2、是 施加给 的力.2.弹力的方向总是与施力物体要恢复形 变 的 方 向 ；轻 绳 的 拉 力 总是 ；轻杆的弹力 沿杆方向；压力、支持力的方向总与 垂直并指向 .接触并发生弹性形变产生形变的物体与它接触的物体相同沿绳指向绳收缩的方向不一定接触面 被压或被支持的物体3.弹力的大小与施力物体发生的 有关，弹簧的弹力在弹性限度内其大小与 成正比，即 ;其他弹力大小往往根据 或 间接求解.形变形变量F=kx平衡条件牛顿运动定律 对重力的理解 设想地球是质量分布均匀的球体，同一个物体分别位于赤道、北极和北纬60上某一位置时，物体所受万有引力和重力依次是F1、F2、F3和G1、G2、G3，试比较它们的大小
3、关系.由题设可知同一个物体在地球不同位置时到球心的距离一样，由万有引力定律公式可知在各个位置所受的万有引力大小是一样的，而重力是万有引力的一个分力，另一分力为物体随地球自转而绕地轴转动的向心力，由F向m2r可知：随纬度的增大所需向心力变小，结合力的平行四边形定则可知纬度越高另一分力重力就越大，到达两极处向心力为零，重力大小与万有引力大小相等.理解重力与万有引力的关系是本题关键，同时对于“赤道”“南北极”“纬度”等地理常识要有一定的了解.点评 下列说法中正确的是()A.将物体从某地运往同地的一座高山山顶上时物体的质量会变小B.将物体从某地运往同地的一座高山山顶上时物体的重力会变小C.一物体形状改
4、变后，其重心一定会随着改变D.一物体形状改变后，其重心一定不变高度越高，万有引力越小，随地球自转的向心力越大，重力越小，但质量不变，所以A错误，B正确；重心位置与物体质量的分布以及物体的形状有关，物体形状改变后重心可能跟着改变也可不变，所以C、D错误 对弹力有无、大小、方向的判断 如图2-1-6所示，固定在小车上支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()图2-1-6A.小车静止时，杆对球没有弹力B.小车静止时，方向沿杆向上C.小车向右以加速度a运动时，F=ma/sinD.小车向右以加速度a运动时，cosmgF2()Fmamg 物体
5、的微小形变有时很难用肉眼观察，这时可以用假设法来判断弹力的有无，小车静止时，由物体的平衡条件知杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg，选项AB错.小车向右以加速度a运动，设小球受杆的作用力方向与竖直方向的夹角为，如图所示.根据牛顿第二定律有：Fsin=ma，即：F=ma/sin，显然角只与a与g的比值有关，与角无关；同时从图中可知F的竖直分量大小等于小球重力mg，F水平分量要提供加速度a，即大小为ma，由勾股定理可知：，选项C错，D正确.22Fmamg 对于弹力有无，常用假设法进行判断；对于弹力的大小与方向，若是平衡状态常用平衡条件进行判断，若是非平衡状态，则常用牛顿运动定律来进行
6、判断；若是弹簧的弹力还可用胡克定律F=kx计算.点评(2009上海金山区)如图217所示，100个大小相同、质量均为m且无摩擦的球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上，平面AB与水平面夹角为30，则第2个小球共受到 个力的作用，第2个小球对第3个小球的作用力大小为 .四49mg 图217第2个小球受重力、第3个小球对它沿斜面向下的压力、第1个小球对它沿斜面向上的支持力，斜面对它的垂直板的支持力，共四个力，其中2、3小球间相互作用力为98mgsin30=49mg.如图2-1-8所示，四个完全相同的轻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，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在
7、墙上；中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；中弹簧左端拴一小物块，物块在光滑水平桌面上滑动；中弹簧左端拴一物块，物块在有摩擦的水平桌面上滑动；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.l1l2 B.l3l4 C.l3l1 D.l2=l4图2-1-8 弹簧弹力即为弹簧内部张力大小.怎样确定弹簧内部某处张力大小呢？我们可以选取弹簧中某一段，分析其受力情况即可顺利得出.如图(甲)所示,取弹簧的AB段，AB段受力情况如图(乙)所示，由F-T=ma知，当a=0时FT，可知在图2-1-7中四种情况下弹簧内部张力都为T=F，再根据胡克定律知四种选项情况下弹簧形变量都
8、相等，选项D正确.解决本题有两个关键之处：一是弹簧读数到底显示什么位置作用力？二是弹簧内部张力怎样求解？要求解弹簧内部弹力，当然要隔离其中一部分弹簧，运用隔离法分析之.点评 如图2-1-8所示，a、b为两根相连的轻质弹簧，它 们 的 劲 度 系 数 分 别 为ka=1103N/m,kb=2103N/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()图2-1-8A.弹簧a下端受到的拉力为4N,b下端受到的拉力为6NB.弹簧a下端受到的拉力为10N,b下端受到的拉力为10NC.弹簧a的长度变为7cm,b的长度变为5.5cmD.弹簧a的长度变为6.4cm,b的长度变为4.3cm
