高中物理人教专题07 重力和弹力（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题07 重力和弹力
导练目标
导练内容
目标1
重力和重心
目标2
判定弹力有无
目标3
弹力的方向
目标4
弹力的大小
【知识导学与典例导练】
一、重力和重心
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．大小：G＝mg.
3．方向：总是竖直向下．
4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．
特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心．
(2)并不是只有重心处才受到重力的作用．
【例1】近日，国家重大科技基础设施——世界上容量最大超重力离心模拟与实验装置的主机室基坑，完成开挖，就在杭州未来科技城。关于重心、重力和重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．物体的重心一定与它的几何中心重合，重心都在物体内，不可能在物体外
B．一绳子将物体悬挂起来处于静止状态时，物体的重心在绳子的延长线上
C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而增大
D．物体所受重力的施力物体是地球，方向总是垂直地面向下
【答案】BC
【详解】A．质量分布均匀、形状规则的物体，它的重心才与它的几何中心重合，所以物体的重心不一定在物体的几何中心上，也不一定在物体上，A错误；
B．用悬挂法找物体重心时，物体所受重力与悬绳拉力是一对平衡力，它们大小相等、方向相反，因此重心一定在悬绳的延长线上，B正确；
C．地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而增大，C正确；
D．物体所受重力的方向总是竖直向下，D错误。故选BC。
判定弹力有无
1．条件法：根据弹力产生的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断。
2．假设法：假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。
3．状态法：根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。
【例2】下列对图中弹力的判断说法正确的是（　　）
A．图甲中，小球随车厢一起向右匀速直线运动，车厢左壁对小球有弹力
B．图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，斜面对小球有弹力
C．图丙中，小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止，其中a绳竖直，b绳对小球有弹力
D．图丁中，两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间有弹力
【答案】B
【详解】A．假设车厢左壁对小球有弹力，则小球不能随车厢一起向右匀速直线运动，故小球受到重力和车底板对小球的支持力，车厢左壁对小球无弹力，故A错误；
B．假设斜面对小球没有弹力，小球将在细线拉力和重力作用下处于竖直状态，故斜面对小球有弹力，故B正确；
C．假设b绳对小球有弹力，则小球在水平方向合力不为零，小球无法处于静止，故b绳对小球无弹力，故C错误；
D．假设两球间有弹力，则细线不可能处于竖直状态，故两球间无弹力，故D错误。故选B。
弹力的方向

【例3】台球沿桌面以速度v0的速度与球桌边框成角撞击击框上的O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为，如图所示OB垂直桌边，则桌边给球的弹力方向为（　　）
A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向
【答案】B
【详解】桌边给球的弹力方向应该与桌面垂直，即沿着OB方向。故选B。
弹力的大小
1.弹簧类弹力：
（1）由胡克定律知弹力F＝kx，其中x为弹簧的形变量，而不是伸长或压缩后弹簧的总长度；
（2）弹簧串联时，各弹簧的弹力大小相等，弹簧的形变量一般不同；
串联后弹簧的劲度系数类似电阻并联公式：
（3）弹簧并联时，各弹簧的形变量相等，弹力一般不同。
并联后弹簧的劲度系数类似电阻串联公式：
2.非弹簧类弹力：根据运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定．
【例4】如图所示为一种倾斜放置的装取台球的装置。每个台球的质量为m，半径为R，圆筒直径略大于台球的直径，圆筒底部有一劲度系数为k的轻质弹簧。当将筒口处台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。忽略球与筒间的摩擦力，重力加速度为g。则圆筒与水平面之间的夹角应满足（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】由题意可知得到则故选B；
【多维度分层专练】
1．如图所示，一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c，被沿两直角边的细绳A、B悬吊在天花板上，且斜边c恰好平行天花板，过直角的竖直线为MN。设A、B两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力为在同一平面的共点力，则下列判断正确的是（　　）