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第三章 第一节 重力与弹力
知识点1 重力
1.定义:由于①____而使物体受到的力。
2.大小:G=②____,g就是自由落体加速度。
3.方向:③____。
4.作用点——重心
(1)重心: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作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
(2)决定因素:a.物体的④____;b.物体的⑤____。
(3)确定方法:对形状不规则的薄板状物体,可以采用悬挂法来确定重心的位置。
2 力和力的图示
1.力的作用效果:(1)使物体的⑥____发生变化;(2)使物体发生⑦____。
2.力的表示方法
(1)力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素:
线段的长短(严格按标度画)表示力的⑧____;
⑨____表示力的方向;
⑩____表示力的作用点,线段所在的直线叫作力的作用线。
(2)力的示意图:只用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点。
知识点 3 弹性形变和弹力
1.形变:物体在力的作用下?____或?____发生的变化。
2.弹性形变:物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变。
3.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?____完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度。
4.弹力
(1)定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力。
(2)产生的条件:a.两物体?____;b.发生?____。
知识点 4 几种弹力及方向
1.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面。
2.绳的拉力方向总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向,绳中的弹力常常叫作张力。
知识点 5 胡克定律
1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧?____成正比,即F=?____。
2.劲度系数:其中后为弹簧的?____,单位为牛顿每米,符号是N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”
1.拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体。 ( )
2.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力。 ( )
3.海绵受挤压发生形变,桌面受挤压不会发生形变。 ( )
4.静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变。 ( )
5.由F= kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比。 ( )
破疑典例
1.如图,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k?、k?,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,轻绳处于伸直状态,若把物体换为质量为2m的物体(弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则x为 ( )
A. B. C. D.
2.一个长度为L的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L。现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接,A、B两小球的质量均为m,则两小球平衡时,B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小,且弹簧都在弹性限度范围内) ( )
A.3L B.4L C.5L D.6L
3.如图所示,三个质量均为1 kg的木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的轻弹簧p、q用轻绳连接,其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10 m/s?。该过程P弹簧的左端向左移动的距离是 ( )
A.4 cm B.6 cm C.8 cm D.10 cm
4.(多选)一根轻弹簧一端固定,用大小为F?的力压轻弹簧的另一端,平衡时长度为;若改用大小为F?的力拉轻弹簧,则平衡时长度为。轻弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,则下列说法正确的是 ( )
A.轻弹簧的劲度系数为
B.轻弹簧的劲度系数为
C.轻弹簧的原长为
D.轻弹簧的原长为
答案
①地球的吸引 ②mg ③竖直向下④形状⑤质量分布⑥运动状态 ⑦形变 ⑧大小⑨箭头指向⑩箭尾(或箭头)?形状?体积?不能?直接接触?弹性形变?伸长(或缩短)的长度x?kx?劲度系数
1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
破疑典例
1.A当物体的质量为m时,下方弹簧被压缩的长度为;当物体的质量变为2m时,设物体下降的高度为x,则上方弹簧伸长的长度为x,下方弹簧被压缩的长度为,两弹簧弹力之和等于2mg,由胡克定律和平衡条件得,联立解得,故A正确。
2.C由题意可知,kL= mg,当用两个相同的弹簧按题图所示悬挂时,下面弹簧弹力大小为mg,伸长量为L,而上面弹簧的弹力为2mg,由kx= 2mg可知,上面弹簧伸长量为x= 2L,故B球到悬点O的距离为L+L+L+2L= 5L,C正确。
3.C弹簧q开始处于压缩状态,kx?=mg,当c刚好离开水平地面时,弹簧q处于伸长状态,,此时弹簧p处于伸长状态,弹力大小为kx?=2mg,代入数据可解得:x?=x?’=2 cm,x?=4 cm,故此过程中p弹簧的左端向左移动的距离为x?+x?'+x?=8 cm,C正确。
4.BC设轻弹簧原长为,劲度系数为k,根据胡克定律得,,联立两式得,,选项B、C正确,A、D错误。
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