资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第12讲 重力、弹力
考点（知识点） 重要程度 常考题型分布 本讲教学目标
力 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
重力 ★★☆ 选择题、填空题 掌握
弹力 ★★★ 选择题、填空题 理解并掌握
注：★☆☆：普通考点知识点； ★★☆：高考高频考点； ★★★：高考重点、难点、必考点；
力的概念、力的作用效果、力的三要素、力的图示和力的示意图；
重力的概念，重力的大小、方向和作用点；
弹力的概念，产生弹力的条件以及弹力的方向。
知识点一：力
概念：力是物体间的相互作用
作用效果：
（1）改变物体的运动状态；
（2）使物体发生形变
力的性质：
（1）物质性：不能离开物体而 独立存在 。有力必定有施力物体和受力物体。
（2）相互性：物体间力的作用是相互的。A对B作用的同时B也对A也有作用，一个物体是受力物体的同时也是施力物体。
（3）同时性：物体间的相互作用同时产生同时消失。
（4）矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量。
影响力的作用效果的因素——力的三要素：力的大小、方向和作用点
如何来表示一个力？
（1）力的图示：精确表示（大小、方向、作用点）
（2）力的示意图：粗略表示（方向、作用点）
作力的图示步骤：
（1）选取合适的标度；
（2）从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段的长短按选定的标度和力的大小确定；
（3）在线段的末端加箭头表示力的方向。
注意：画同一物体受多个力的图示时，表示各力的标度应统一。
题型一：力的理解
【例1】下列关于力的说法，正确的是（　　）
A．力是物体对物体的相互作用 B．力有时能脱离物体而独立存在
C．力的大小可以用天平测量 D．只有相互接触的物体间才能产生作用力
【答案】A
【详解】A．力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的，故A正确；
B．力是物体对物体的作用，力不能离开物体而单独存在，故B错误；
C．天平是用来称量质量的，故C错误；
D．两个不相互接触的物体间，也会有力的作用，如磁铁吸引铁钉，故D错误。
故选A。
[变式1]下列关于力的说法正确的是（　　）
A．力可以脱离物体而存在 B．重力就是物体对地球的吸引力
C．重力方向总是竖直向下 D．物体间相互作用时，先有作用力，后有反作用力
【答案】C
【详解】A．力是物体对物体的作用，要发生力的作用，至少有两个物体：施力物体和受力物体；力不可以脱离物体而存在。故A错误；
B．重力是由于地球吸引而产生的力，所以不能说重力是地球对物体的吸引力，故B错误；
C．重力的方向总是竖直向下的，故C正确；
D．物体间相互作用时，作用力和反作用力同时产生，故D错误。
故选C。
[变式2]关于力的概念，下列说法正确的是( )
A．力可以离开物体而独立存在
B．只有相互接触的物体之间才会有力的作用
C．受力物体同时也一定是施力物体
D．施力物体和受力物体不一定同时存在
【答案】C
【详解】A. 力是物体与物体之间的相互作用，力不可以离开物体而独立存在，选项A错误；
B.相互不接触的物体之间也能有力的作用，例如两磁铁之间的作用力，选项B错误；
C. 力的作用是相互的，即受力物体同时也一定是施力物体，选项C正确；
D. 力的作用是相互的，施力物体和受力物体一定同时存在，选项D错误．
知识点二：重力
概念：是由地球吸引而使物体受到的力。
特点：
（1）重力不等于地球的吸引力，它只是地球吸引力的一部分。
（2）重力的施力物体是地球
（3）重力是非接触力
（4）地面附近的物体都受重力，与物体所处的运动状态、速度大小无关。
3. 重力的大小和方向
（1）大小：G=mg（g为重力加速度）
同一物体在赤道上重力最小；在两极最大。
（2）方向：竖直向下而不是垂直向下
3. 重力的作用点——重心
（1）影响重心位置的因素：质量分布、形状。
（2）重心位置的确定：形状规则的均匀物体：几何中心；薄板型物体：悬挂法。
（3）物体的重心可以不在物体上，重心也不是物体上最重的点。
4. 四种基本相互作用
万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
题型二：重心判断问题
【例2】如图所示，把一边长为L的匀质立方体，绕bc棱翻转，当AbcD平面处于竖直位置时，它的重心位置升高了（ ）
A． B．
C． D．以上都不对
【答案】C
【详解】abcd平面处于水平面时，物体的重心高度为
当AbcD平面处于竖直位置时，物体的重心高度为
重心升高的高度为
故选C。
[变式1]如图所示，将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部，往烧杯中注入一些水，用细木棍轻微拨动乒乓球，乒乓球将会从杯底上升到水面。在乒乓球从杯底上升到水面的过程中，关于由烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置的变化，下列选项正确的是（　　）
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
【答案】B
【详解】乒乓球从杯底上升到水面的过程中，下方水质量变大，重心降低。
故选B。
[变式2]在空易拉罐中注入适量的水后，将易拉罐倾斜放置在水平桌面上，结果易拉罐“倾而不倒”，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．未打开的满装易拉罐也可以“倾而不倒”
B．易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上
C．注入适量水后，易拉罐的重心位置升高了
D．若将注水后的易拉罐水平放置，质量不变，其重心位置也不变
【答案】B
【详解】A．未打开的满装易拉罐的重心位置较高，不在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上，故A错误；
B．易拉罐受到的重力（方向竖直向下）与桌面对它的支持力大小相等、方向相反，因此易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上，故B正确；
C．注水后，易拉罐下部的质量变大，重心下移，故C错误；
D．将注水后的易拉罐水平放置，易拉罐里的水质量分布改变，其重心位置改变，故D错误。
故选B。
知识点三：弹力
概念：发生弹性形变的物体, 由于要恢复原状, 对跟它接触的物体会产生力的作用, 这种力称为弹力。
2. 产生条件：弹性形变、直接接触
3. 弹力的方向：
（1）压力和支持力
①面面接触：弹力垂直接触面
②点面接触：弹力通过接触点而垂直接触面
③点点接触：弹力通过接触点垂直于切面而指向圆心
注意：弹力方向是从施力物体指向受力物体，画在受力物体身上。
绳子的拉力（弹簧的拉力）：沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
（3）轻杆的拉力：①可沿杆②可不沿杆，要依具体情况确定
判断弹力的有无：
条件判断法：弹性形变、直接接触
假设推理法：先假设有弹力、再根据受力平衡分析
4. 胡克定律
（1）概念：在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量（或压缩量）成正比：
其中：k——弹簧的劲度系数(其大小只跟弹簧的形状、大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关，与弹簧受到多大的弹力无关)，单位为N/m。
x为弹簧在拉力F作用下的伸长量或压缩量。
实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系
F-x（形变量）图象：图线的斜率表示劲度系数k。公式：
F-L（弹簧长度）图像：图线与L轴的交点表示弹簧的原长L0，斜率表示劲度系数k。公式：
F-L（弹簧长度）图像：0-L0表示压缩弹簧，L0-L表示拉伸弹簧。
注意：
求图线斜率时，注意单位换算。
读数时，注意估读到最小刻度的下一位。如图为：2.40N。
思考：用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，最后画出的图线可能是？
题型三：受力分析
【例3】在图中画出物体A所受弹力的示意图。
【答案】见解析
【详解】弹力的方向垂直于接触面，指向受力物体，如图所示
[变式1]请在图的各图中画出物体P或Q受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图（各图中物体P或Q均处于静止状态）。
【答案】见解析
【详解】如图所示
甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上。
乙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心。
丙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上。
[变式2]请在下列图中画出杆或球所受的弹力。
图（a）杆靠在墙上；
图（b）杆放在半球形的槽中；
图（c）球用细线悬挂在竖直墙上；
图（d）将光滑圆球置于两个等高的台棱之间，圆球的重心位于球心。
【答案】
【详解】杆在重力的作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两点处对杆都有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直，如图甲所示；
杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直其切面指向弧形所对应的圆心，D处弹力垂直杆斜向上，如图乙所示；
球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直，绳子对球的弹力沿绳斜向上，如图丙所示；
球受到的弹力与棱和球面接触处的切面垂直，即沿着球半径的方向指向球心，如图丁所示。
题型四：胡克定律的应用
【例4】一轻质弹簧原长5cm，劲度系数为100N/m，在4N的拉力作用下（弹簧未超过弹性限度）该弹簧的长度为（　　）
A．4cm B．6cm C．9cm D．10cm
【答案】C
【详解】由胡克定律，可得弹簧拉长的长度为
所以该弹簧的长度为
故C正确。
故选C。
[变式1]某同学用如图所示的弹簧拉力器锻炼，拉力器共有5根弹簧，每根弹簧的劲度系数均为200N/m，若该同学两臂都用300N的力去拉（弹簧处于弹性限度内），稳定时每根弹簧的伸长量为（　　）
A．0.4m B．0.3m C．1.5m D．1.0m
【答案】B
【详解】由题意
稳定每根弹簧的伸长量为
故选B。
[变式2]一根弹簧秤，不挂重物时，读数为2N，挂100N重物时，读数为92N，当读数为20N时，所挂重物的实际重量为（　　）
A．16N B．18N C．20N D．22N
【答案】C
【详解】弹簧秤，不挂重物时，读数为2N，设弹簧秤自重为G，此时伸长量为x0，由于弹簧秤刻度是均匀的，所以读数为92N时的伸长量为46 x0，读数为20N时伸长量为10 x0，由胡可定律知，，，解得
故选C。
题型四：F-x图像问题
【例4】如图所示，是某弹簧的弹力F和它的长度x的关系图象，则该弹簧的劲度系数等于（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为x1，根据胡克定律F=k x
故，故选C。
【点评】根据胡克定律F=k△x并结合图象列式求解，弹簧处于原长时，弹力为零
[变式1]一兴趣小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中利用计算机绘制出轻质弹簧a和b的弹力F与弹簧长度l的关系图像如图所示．下列表述正确的是（　　）
A．b的劲度系数为 B．测得的弹力与弹簧的长度成正比
C．a的原长比b的长 D．a的劲度系数比b的大
【答案】D
【详解】B．由于图线不过原点，所以测得的弹力与弹簧的长度成线性关系，不是成正比，故B错误；
AD．F-l图像的斜率表示劲度系数，所以b的劲度系数不等于，且a的劲度系数比b的大，故A错误，D正确；
C．F-l图像的横截距表示弹簧原长，所以a的原长比b的短，故C错误。
故选D。
[变式2]（多选）如图所示，为一个轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，请根据图像判断，下列正确的结论是（　　）
A．弹簧的劲度系数为100N/m
B．弹簧的劲度系数为200N/m
C．弹簧的原长为6cm
D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N
【答案】AC
【详解】ABC．由图可知，弹力为零时，弹簧长度为6cm，即弹簧的原长为6cm。弹簧的劲度系数为，故AC正确，B错误；
D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为，故D错误。
故选AC。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第12讲 重力、弹力
考点（知识点） 重要程度 常考题型分布 本讲教学目标
力 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
重力 ★★☆ 选择题、填空题 掌握
弹力 ★★★ 选择题、填空题 理解并掌握
注：★☆☆：普通考点知识点； ★★☆：高考高频考点； ★★★：高考重点、难点、必考点；
力的概念、力的作用效果、力的三要素、力的图示和力的示意图；
重力的概念，重力的大小、方向和作用点；
弹力的概念，产生弹力的条件以及弹力的方向。
知识点一：力
概念：力是物体间的相互作用
作用效果：
（1）改变物体的运动状态；
（2）使物体发生形变
力的性质：
（1）物质性：不能离开物体而 独立存在 。有力必定有施力物体和受力物体。
（2）相互性：物体间力的作用是相互的。A对B作用的同时B也对A也有作用，一个物体是受力物体的同时也是施力物体。
（3）同时性：物体间的相互作用同时产生同时消失。
（4）矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量。
影响力的作用效果的因素——力的三要素：力的大小、方向和作用点
如何来表示一个力？
（1）力的图示：精确表示（大小、方向、作用点）
（2）力的示意图：粗略表示（方向、作用点）
作力的图示步骤：
（1）选取合适的标度；
（2）从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段的长短按选定的标度和力的大小确定；
（3）在线段的末端加箭头表示力的方向。
注意：画同一物体受多个力的图示时，表示各力的标度应统一。
题型一：力的理解
【例1】下列关于力的说法，正确的是（　　）
A．力是物体对物体的相互作用 B．力有时能脱离物体而独立存在
C．力的大小可以用天平测量 D．只有相互接触的物体间才能产生作用力
[变式1]下列关于力的说法正确的是（　　）
A．力可以脱离物体而存在 B．重力就是物体对地球的吸引力
C．重力方向总是竖直向下 D．物体间相互作用时，先有作用力，后有反作用力
[变式2]关于力的概念，下列说法正确的是( )
A．力可以离开物体而独立存在
B．只有相互接触的物体之间才会有力的作用
C．受力物体同时也一定是施力物体
D．施力物体和受力物体不一定同时存在
知识点二：重力
概念：是由地球吸引而使物体受到的力。
特点：
（1）重力不等于地球的吸引力，它只是地球吸引力的一部分。
（2）重力的施力物体是地球
（3）重力是非接触力
（4）地面附近的物体都受重力，与物体所处的运动状态、速度大小无关。
3. 重力的大小和方向
（1）大小：G=mg（g为重力加速度）
同一物体在赤道上重力最小；在两极最大。
（2）方向：竖直向下而不是垂直向下
3. 重力的作用点——重心
（1）影响重心位置的因素：质量分布、形状。
（2）重心位置的确定：形状规则的均匀物体：几何中心；薄板型物体：悬挂法。
（3）物体的重心可以不在物体上，重心也不是物体上最重的点。
4. 四种基本相互作用
万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
题型二：重心判断问题
【例2】如图所示，把一边长为L的匀质立方体，绕bc棱翻转，当AbcD平面处于竖直位置时，它的重心位置升高了（ ）
A． B．
C． D．以上都不对
[变式1]如图所示，将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部，往烧杯中注入一些水，用细木棍轻微拨动乒乓球，乒乓球将会从杯底上升到水面。在乒乓球从杯底上升到水面的过程中，关于由烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置的变化，下列选项正确的是（　　）
A．升高 B．降低 C．不变 D．无法确定
[变式2]在空易拉罐中注入适量的水后，将易拉罐倾斜放置在水平桌面上，结果易拉罐“倾而不倒”，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．未打开的满装易拉罐也可以“倾而不倒”
B．易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上
C．注入适量水后，易拉罐的重心位置升高了
D．若将注水后的易拉罐水平放置，质量不变，其重心位置也不变
知识点三：弹力
概念：发生弹性形变的物体, 由于要恢复原状, 对跟它接触的物体会产生力的作用, 这种力称为弹力。
2. 产生条件：弹性形变、直接接触
3. 弹力的方向：
（1）压力和支持力
①面面接触：弹力垂直接触面
②点面接触：弹力通过接触点而垂直接触面
③点点接触：弹力通过接触点垂直于切面而指向圆心
注意：弹力方向是从施力物体指向受力物体，画在受力物体身上。
绳子的拉力（弹簧的拉力）：沿着绳子而指向绳子收缩的方向。
（3）轻杆的拉力：①可沿杆②可不沿杆，要依具体情况确定
判断弹力的有无：
条件判断法：弹性形变、直接接触
假设推理法：先假设有弹力、再根据受力平衡分析
4. 胡克定律
（1）概念：在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量（或压缩量）成正比：
其中：k——弹簧的劲度系数(其大小只跟弹簧的形状、大小、长短、钢丝的线径、材料等因素有关，与弹簧受到多大的弹力无关)，单位为N/m。
x为弹簧在拉力F作用下的伸长量或压缩量。
实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系
F-x（形变量）图象：图线的斜率表示劲度系数k。公式：
F-L（弹簧长度）图像：图线与L轴的交点表示弹簧的原长L0，斜率表示劲度系数k。公式：
F-L（弹簧长度）图像：0-L0表示压缩弹簧，L0-L表示拉伸弹簧。
注意：
求图线斜率时，注意单位换算。
读数时，注意估读到最小刻度的下一位。如图为：2.40N。
思考：用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，最后画出的图线可能是？
题型三：受力分析
【例3】在图中画出物体A所受弹力的示意图。
[变式1]请在图的各图中画出物体P或Q受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图（各图中物体P或Q均处于静止状态）。
[变式2]请在下列图中画出杆或球所受的弹力。
图（a）杆靠在墙上；
图（b）杆放在半球形的槽中；
图（c）球用细线悬挂在竖直墙上；
图（d）将光滑圆球置于两个等高的台棱之间，圆球的重心位于球心。
题型四：胡克定律的应用
【例4】一轻质弹簧原长5cm，劲度系数为100N/m，在4N的拉力作用下（弹簧未超过弹性限度）该弹簧的长度为（　　）
A．4cm B．6cm C．9cm D．10cm
[变式1]某同学用如图所示的弹簧拉力器锻炼，拉力器共有5根弹簧，每根弹簧的劲度系数均为200N/m，若该同学两臂都用300N的力去拉（弹簧处于弹性限度内），稳定时每根弹簧的伸长量为（　　）
A．0.4m B．0.3m C．1.5m D．1.0m
[变式2]一根弹簧秤，不挂重物时，读数为2N，挂100N重物时，读数为92N，当读数为20N时，所挂重物的实际重量为（　　）
A．16N B．18N C．20N D．22N
题型四：F-x图像问题
【例4】如图所示，是某弹簧的弹力F和它的长度x的关系图象，则该弹簧的劲度系数等于（ ）
A． B． C． D．
[变式1]一兴趣小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中利用计算机绘制出轻质弹簧a和b的弹力F与弹簧长度l的关系图像如图所示．下列表述正确的是（　　）
A．b的劲度系数为 B．测得的弹力与弹簧的长度成正比
C．a的原长比b的长 D．a的劲度系数比b的大
[变式2]（多选）如图所示，为一个轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，请根据图像判断，下列正确的结论是（　　）
A．弹簧的劲度系数为100N/m
B．弹簧的劲度系数为200N/m
C．弹簧的原长为6cm
D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑