1、高三物理 力的概念重力和弹力精华教案2019-2020年高三物理 力的概念、重力和弹力精华教案 知识梳理要对力有深刻的理解，应从以下几个方面领会力的概念。 1力的本质 (1)力的物质性：力是物体对物体的作用。提到力必然涉及到两个物体一施力物体和受力物体，力不能离开物体而独立存在。有力时物体不一定接触。(2)力的相互性：力是成对出现的，作用力和反作用力同时存在。作用力和反作用力总是等大、反向、共线，属同性质的力、分别作用在两个物体上，作用效果不能抵消. (3)力的矢量性：力有大小、方向，对于同一直线上的矢量运算，用正负号表示同一直线上的两个方向，使矢量运算简化为代数运算；这时符号只表示力的方向，
2、不代表力的大小。 (4)力作用的独立性：几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响，这就是力的独立作用原理。 2力的作用效果 力对物体作用有两种效果：一是使物体发生形变_，二是改变物体的运动状态。这两种效果可各自独立产生，也可能同时产生。通过力的效果可检验力的存在。 3力的三要素：大小、方向、作用点 完整表述一个力时，三要素缺一不可。当两个力 F1、F2的大小、方向均相同时，我们说F1=F2，但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效果。力的大小可用弹簧秤测量，也可通过定理、定律计算，在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号是N。 4力
3、的图示和力的示意图 (1)力的图示：用一条有向线段表示力的方法叫力的图示，用带有标度的线段长短表示大小，用箭头指向表示方向，作用点用线段的起点表示。(2)力的示意图：不需画出力的标度，只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。 5力的分类 (1)性质力：由力的性质命名的力。如；重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。(2)效果力：由力的作用效果命名的力。如：拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力：合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。6重力 （1）重力的产生： 重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。 （2）重力的大小： 由G=mg计算，g为重力加速度，通常在地球表面附近，
4、g取9.8米秒2，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。 由弹簧秤测量：物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。 （3）重力的方向：重力的方向总是竖直向下的，即与水平面垂直，不一定指向地心.重力是矢量。 （4）重力的作用点重心 物体的各部分都受重力作用，效果上,认为各部分受到的重力作用都集中于一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心。 重心跟物体的质量分布、物体的形状有关，重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。 （5）重力和万有引力 重力是地球对物体万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力，同一物体在地球上不同纬度处的向心力大
5、小不同，但由此引起的重力变化不大，一般情况可近似认为重力等于万有引力，即：mg=GMm/R2。除两极和赤道外，重力的方向并不指向地心。重力的大小及方向与物体的运动状态无关，在加速运动的系统中，例如：发生超重和失重的现象时，重力的大小仍是mg 7弹力 1产生条件： (1)物体间直接接触； (2)接触处发生形变(挤压或拉伸)。 2弹力的方向：弹力的方向与物体形变的方向相反，具体情况如下： (1)轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向绳收缩的方向. (2)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。(3)轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向沿杆。3弹力的大小 弹力的大小跟形变量的大小有关。 弹簧的弹力，由胡克定
6、律F=kx,k为劲度系数，由本身的材料、长度、截面积等决定，x为形变量，即弹簧伸缩后的长度L与原长Lo的差：x=|L-L0|，不能将x当作弹簧的长度L一般物体所受弹力的大小，应根据运动状态，利用平衡条件和牛顿运动定律计算，例2小车的例子就说明这一点。 例题评析【例1】下列关于力的说法中，正确的是( ) A只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用 B力是不能离开物体而独立存在的，一个力既有施力物体，又有受力物体 C一个物体先对别的物体施加力后，才能受到反作用力 D物体的施力和受力是同时的【分析与解答】 力是物体间的相互作用，不一定发生在直接接触的物体间，直接接触而发生的作用叫接触力，如弹力、摩擦
7、力；通过场发生的作用叫场力，如重力、电场力、磁场力等。物体的施力和受力不分先后，总是同时的。正确答案为B、D【例2】关于物体的重心，以下说法正确的是 A物体的重心一定在该物体上 B形状规则的物体，重心就在其中心处 C用一根悬线挂起的物体静止时，细线方向一定通过物体的重心D重心是物体上最重的一点【分析与解答】 重心是物体各部分的重力的合力的作用点，薄板物体的重心位置可以用悬挂法确定，其他形状的物体重心位置也可以用悬挂法想象的讨论。重心不一定在物体上，也当然不是物体中最、重的一点，故AB错，(如一根弯曲的杆，其重心就不在杆上)用悬线挂起物体处于静止时，由二力平衡原理知细线拉力必与重力等大、反向、共
8、线，故C正确。【例3】如图所示，小车上固定一根折成角的曲杆，杆的另一端一固定一质量为m的球，则当小车静止时和以加速度a向右加速运动时杆对球的弹力大小及方向如何?【分析与解答】当小车静止时，根据物体平衡条件可知，杆对球的弹力方向竖直向上，大小等于mg。 当小车加速运动时，设小球受的弹力F与竖直方向成角，如图所示，根据牛顿第二定律，有：Fsin=ma Fcos=mg 解得：F= tan=a/g可见，杆对球弹力的方向与加速度大小有关，只有当加速度a=gtan、且方向向右时，杆对球的弹力才沿着杆；否则不沿杆的方向。(4)面与面、点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面，指向被压或被支持的物体，如图
9、所示，球和杆所受弹力的示意图。【例4】在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，如图甲所示木块与地面间的动摩擦因数为，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 ( )【分析与解答】:方法一 选连接体为研究对象，对它进行受力分析，其受力如图乙所示对连接体整体，由三力平衡得F-Fl-F2=0，其中，F1=m1g，F2=m2g选木块2为研究对象，其受力如图丙所示，由三力平衡得F-F2-F弹=O，其中，F弹为弹簧的弹力综合以上各式得，F弹=m1g设弹簧的伸长长度为，由胡克定律得F弹=kx即x=m1g/k所以当两木块一
10、起匀速运动时两木块之间的距离为+x=+m1g/k.因而选项A正确可以说，这一解法被不少同学所采用方法二选木块l为研究对象，其受力如图丁所示，由二力平衡得F弹-F1=0，而F1=m1g，由以上两式得F弹=mlg参照方法一，所求距离是+mlg/k显然，这一创新的解法比较简单，而第一种解法是常规的却是较麻烦的解法它们是由选择的研究对象不同而出现的 能力训练1 1. 关于力的的概念，正确的说法是：A 一个受力物体可以找到一个或几个以上的施力物体B 力是使物体增加位移的原因，C 压弹簧时，手先给弹簧一个压力，而使之压缩，弹簧压缩后再反过来给手一个弹力D 力可以从一个物体传给另一个物体而不改变其大小。2关
11、于力，下列说法中正确的是： A物体受几个力作用时，运动状态一定发生改变B在任何地方1千克力均为9.8牛顿C.力学中常见的力有重力、弹力、摩擦力D按力的性质可分为拉力、支持力、压力等。3足球运动员已将足球踢向空中，如图所示，下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力如图，正确的是(G为重力，F为脚对球的作用力，f为空气阻力)： 4关于重力，下列说法正确的是 A重力的方向总是指向地心 B重力的大小可以用弹簧秤和杆秤测量 c重力的方向总是竖直向下的 D物体的重力大小等于压在支持面上的压力 5设想从某一天起，地球的引力减小一半，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，
12、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 6一个物体重2N，那么，在下列情况下物体的重力仍为2N的有： A将它放在水里，它被浮起 B将它放在高速行驶的列车上 C将它放在月球或木星上 D将它从直升机上抛下7一个熟鸡蛋很难立于水平桌面上，而一个生鸡蛋能很容易立于水平桌面上，这是因为： A熟鸡蛋比生鸡蛋轻 B熟鸡蛋重心位置不变，而生鸡蛋重心位置可以变化 c生鸡蛋的重心和熟鸡蛋重心位置都固定，但直立时高度不同 D熟鸡蛋的重心位置变化，而生鸡蛋的重心位置不变8.下列说法正确的是 A木块放在桌面上要受到
13、一个向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的B拿一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于竹竿发生形变产生的c绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的9.三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上a球的重心01位于球心，b球和c球的重心0a、Ob分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图所示，三球均处于平衡状态支点P对a球的弹力为N1，对b球和c球的弹力分别为N2和N3，则 10如图所示，OP为粗糙的水平杆，OQ为光滑的竖直杆，质量相同的两个小环a，b，通过
14、细线连接套在杆上，a环在A位置时平衡。当a环移到A位置时也恰好平衡，在A位置水平杆受到的压力为N1，细线的拉力为T1，在A位置水平杆受到的压力为N2，细线的拉力为T2，则下述结论正确的是 ANlN2，T1=T2 BN1=N2，TlT2 CN1=N2，T1N2，T1T2 11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，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为 Amlg/k1 Bm2g/k1 Cm1g/k2 Dm2g/k212.如右图所示，a、b为两根相连的轻质弹簧
15、，它们的劲度系数分别为k1=1103 N/m，k2=2103 N/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 A弹簧a下端受的拉力为4 N，b下端受的拉力为6 N B弹簧a下端受的拉力为10 N，b下端受的拉力为10N C弹簧a的长度变为7cm，b的长度变为4.5cm D弹簧a的长度变为6.4cm，b的长度变为4.3cm13下图中，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均为F的拉力作用，而左端的情况则各不相同：若弹簧的质量都可忽略不计，以L1、L2、L3、L4依次表示四条弹簧的伸长量，则 AL2L1 BL4L3 CL1L3 DL2=L
16、4 14由实验测得弹簧的长度L与弹力F的关系如上图所示，则弹簧的原长为_cm，劲度系数为_Nm。15用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长。17世纪英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律。这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000，问最大拉力多大?由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：(1)测试结果表明线材受拉力作用后其伸长与材料的求度成_比，与材料的截面积成_比。
17、 (2)上述金属细杆承受的最大拉力为_N。长度伸 拉力 长截面积250N 500N 750N 1000N lm O.05cm2O.04cmO.08cmO.12cmO.16cm 2m O.05cmO.08cmO.16cmO.24cmO.32cm lm O.10cm2O.02cmO.04cmO.06cmO.08cm2019-2020年高三物理 功和功率精华教案 新人教版一、知识要点（一）功1、功的公式及其理解：2、力对物体是否做功的判断：3、功的正负及其意义：4、几种求功的方法：5、总功的计算：（二）功率1、定义式：2、计算式及其理解： （三）汽车的两种起动问题1、恒定功率的加速。2、恒定牵引力的
18、加速。二、典例精析例1：如图所示，带有光滑斜面的物体B放在水平地面上，斜面底端有一重G=2 N的金属块A，斜面高，倾角600，用一水平推力F推A，在将A从底端推到顶端的过程中,A和B都做匀速运动，且B运动距离L=30 cm，求此过程中力F所做的功和金属块克服斜面支持力所做的功例2:一质量为m的小球以速度V0水平抛出，经时间t落地，不计空气阻力，求：（1）此过程中重力的平均功率为多少？（2）小球落地时重力的瞬时功率为多少？例3：图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功
19、率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求：（1）起重机允许输出的最大功率。（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。三、随堂练习1、质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，用水平推力使斜面向左水平匀速移动距离L，物体与斜面始终保持相对静止，如图所示，求：（1）m所受各力对它做的功各是多少？（2）斜面对物体做的功又是多少？2、质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用，力的大小F与时间的关系如图所示，力的方向保持不变，则（ ）A、3t0时刻的瞬时功率为B、3t0时刻的瞬时功率为C、
20、在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D、在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为3、汽车质量为xxkg，汽车发动机的额定功率为80kw，它在平直路上行驶的最大速度为20m/s。现以加速度2m/s2做匀加速直线运动，若汽车运动过程中所受阻力恒定，试求：（1）汽车所受阻力是多大？（2）这个匀加速过程可维持多长时间？（3）开始运动后的第3s末，汽车的瞬时功率是多大？第一讲 功和功率1、如图5所示,木板可绕固定的水平轴O转动,在木板从水平位置OA缓慢转到OB位置的过程中,木板上重为5 N的物块始终相对于木板静止,物块的重力势能增加了4 J.用FN表示木板对物块的支持力,Ff表示木板对物
21、块的摩擦力,则( )A.物块被抬高了0.8 m B.FN对物块做功4 J,Ff对物块不做功 C.FN对物块不做功,Ff对物块做功4 J D.FN和Ff对物块所做功的代数和为02、解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用,如图6所示,假设驴拉磨的平均用力大小为500 N,运动的半径为1 m,则驴拉磨转动一周所做的功为( )A.0 B.500 JC.500 J D.1 000 J3、一列火车在额定功率下由静止从车站出发,沿直线轨道运动,行驶5 min后速度达到最大30 m/s,设列车所受阻力恒定,则可以判断列车在这段时间内行驶的距离( )A.一定大于4.
22、5 km B.可能等于4.5 kmC.一定小于4.5 km D.条件不足,无法确定4、一根质量为M的直木棒,悬挂在O点,有一只质量为m的猴子抓着木棒,如图7所示.剪断悬挂木棒的细绳,木棒开始下落,同时猴子开始沿木棒向上爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落,猴子对地的高度保持不变,忽略空气阻力,则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是( )5、如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断（ ）A、在时间内，外力做正功 B、在时间内，外力的功率逐渐增大 C、在时刻，外力的功率最大 D、在时间内，外力做的总功为零6、如图2所示,物体沿弧形轨道
23、滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是( )A.始终不做功 B.先做负功后做正功C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功7、某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为vt图象,如图4所示(除210 s时间段内的图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知小车运动的过程中,214 s时间段内小车的功率保持不变,在14 s末停止遥控而让小车自由滑行.小车的质量为1 kg,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变.求: (1)小车所受到的阻力大小及02 s时间内电动机提供的牵引力大小.(2)小车匀速行驶阶段的功率.(3)小车在010 s运动过程中位移的大小.
