2020《三维设计》新课标一轮复习教师用书教师用书第二章 相互作用

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第二章 相互作用
[全国卷 5年考情分析]
基础考点 常考考点 命题概率 常考角度
形变弹性
胡克定律()
矢量和标量
()
以上 2个考点
未曾独立命题
滑动摩擦力、动摩
擦因数、静摩擦力
()
'18Ⅱ卷T23(9 )
'17Ⅱ卷T16(6 )
'16Ⅰ卷T19(6 )
'15Ⅰ卷T20(6 )
独立命题
概率 40%
综合命题
概率 70% (1)结合物体的平衡
条件考查弹力摩擦
(2)静摩擦力和滑动
摩擦力转换过程中
摩擦力的变化
(3)力的合成与分解
(4)静态平衡和动态
平衡问题
力的合成和分解
()'16Ⅲ卷T17(6 )
综合命题
概率 100%
共点力的平衡()
'17Ⅰ卷T21(6 )
'17Ⅲ卷T17(6 )
'16Ⅲ卷T17(6 )
'14Ⅱ卷T17(6 )
综合命题
概率 70%
实验二:探究弹力
和弹簧伸长的关系
'18Ⅰ卷T22(5 )
'14Ⅱ卷T23(9 )
综合命题
概率 50%
实验三:验证力的
平行四边形定则 '17Ⅲ卷T22(6 )
综合命题
概率 30%
1节 重力 弹力
一、力
1力的概念:力是物体对物体的作用。[1]
2力的三要素:力的大小、方向、作用点。
3力的表示方法:力的图示或力的示意图。[2]
二、重力
1产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。[3]
2大小:与物体的质量成正比,即 G=。可用弹簧测力计测量重力。
3方向:总是竖直向下的。
4重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。
三、弹力
1弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。[
4]
(2)产生的条件:
① 物体间直接接触。
② 接触处发生弹性形变。
(3)方向:总是与物体形变的方向相反。
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2胡克定律
(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x成正比。
(2)表达式:Fk是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是 N/mx是弹簧
长度的改变量,不是弹簧形变以后的长度。
【注解释疑】
[1] 力的作用是相互的(一个巴掌拍不响)
[2] 力的图示 VS 示意图
力的是严格表的方,需把力要素部表出来力的示意
示力的作用点和方向。
[3] 重力并不是地球对物体的引力,产生差异的原因是地球自转。
[4] 施力物体是发生形变的物体,受力物体是阻碍恢复形变的物体。
[深化理解]
1.力不能脱离物体而独立存在,没有施力物体或受力物体的力是不存在的。
2.重重力效作,不在物体上具体置由体质布规
和几何形状共同决定。
3.物体所受支持力的大小不一定等于重力,其大小与物体的放置方式及运动状态有
关。
4.胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用,但形变量必须在弹性限度内。
[基础自测]
一、判断题
(1)自由下落的物体所受重力为零。(×)
(2)重力的方向不一定指向地心。()
(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。()
(4)相互接触的物体间一定有弹力。(×)
(5)Fkx 中“x表示弹簧形变后的长度。 (×)
(6)弹簧的形变量越大,劲度系数越大。(×)
(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。()
二、选择题
1[人教版必修 1 P52 图示改编]如图所示,两辆车正以相同的速度做匀速运动,根
图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是(  )
A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B.重力的方向总是垂直向下的
C.物体重心的位置与物体形状和质量分布无关
D.力是使物体运动的原因
解析:A 物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,
这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以
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选项 A正确,B错误;从题图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,
重心的位置就发生了变化,故选项 C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状
态的原因,所以选项 D错误。
2[沪科1 P71 T4]半球光滑内斜根筷子,
所示,筷子与碗的接触点分别为 AB,则碗对筷子 AB两点处的作用
力方向分别为(  )
A.均竖直向上
B.均指向球心 O
CA点处指向球心 OB点处竖直向上
DA点处指向球心 OB点处垂直于筷子斜向上
解析:D A点处弹力的方向沿半径指向球心 OB点处弹力的方向垂直于筷子斜向
上,故 D正确。
3(2016·江苏高考)一轻质弹簧原长为 8 cm,在 4 N 的拉力作用下伸长了 2 cm,弹簧未
超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为(  )
A40 m/N          B40 N/m
C200 m/N D200 N/m
解析:D Fkx 知,弹簧的劲度系数 k== N/m200 N/m,选项 D正确。
高考对本节内容的考查,主要考查重力、弹力的产生条件,大小以及方向的判断,其中
“ ”对弹力的有无及方向判断和 弹簧模型 在不同情景下的综合问题在高考中出现频率较高,
主要以选择题的形式出现,难度一般,一些计算题也涉及这方面的知识,难度会稍大一些。
考点一 弹力的有无及方向判断[基础自修类]
[题点全练]
1[细线拉力和斜面弹力有无的判断]
匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下
方与一光滑斜接触。关于小球的受力,下列说法的是(  )
A.重力和细线对它的拉力
B.重力、细线对它的拉力和斜对它的弹力
C.重力和斜对它的支持力
D.细线对它的拉力和斜对它的支持力
解析:A 小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触,假设斜面对小球
有弹力,小球将受到三个力作用,重力和细线的拉力在竖直方向上,弹力垂直于斜面向上,
三个力的合力不可能为零,与题设条件矛盾,故斜面对小球没有弹力,故 A正确。
2[细绳拉力和弹簧弹力有无的判断]
如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成 α
角的细绳拴接一小球。小车和小球相对静,一上运动
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时,下列说法的是(  )
A.细一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
D.细不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球不一定有弹力
解析:D 若小球与小车一起做匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向
右的加速度 agtan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确。
3[斜面和墙面弹力的有无及方向判断]
如图所示,一角为 45°的斜面固定于角,为使一光滑的球静
于图示位置,需加平力 FF过球心。下列说法的是(  )
A球一定受墙面水平向的弹力
B球可能受墙面水平向的弹力
C球一定受斜面通球的重心的弹力
D球可能受斜垂直于斜向上的弹力
解析:B F的大小合适时,铁球可以静止在无墙的斜面上,F增大时墙面才会对铁
球有弹力,所以选项 A错误,B正确。斜面必须有对铁球斜向上的弹力才能使铁球不下落,
该弹力方向垂直于斜面但不一定通过铁球的重心,所以选项 CD错误。
4[轻杆对小球弹力方向的判断]
小车上定一根弹性直A定一个小球 B(如图所示)现让小车
光滑斜上自由下滑,在下如图所示的情况发生了不同的形变,其中
的是(  )
解析:C 小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度 agsin θ(θ为斜面的倾角),由牛
顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于 gsin θ
则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲或倾斜,C正确。
[名师微点]
1各种情景下弹力的方向特点
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2弹力有无的判断三法
条件根据物体是直接接触发生弹性形变判断是存在弹力。
判断形变较明显情况
假设法
对形变不明显情况,可假设两个物体间不存在弹力,物体
否保持原有的状态,运动状态不变,则处不存在弹力
运动状态改变,则处一定存在弹力
状态根据物体的运动状态,牛顿第二定律或共点力平衡条件判
断是存在弹力
3判断弹力方向的两点提醒
(1)对物体的弹力方向不一定沿杆
(2)物体所受弹力的大小和方向与物体所处的状态(如静止、匀变速直线运动等)有关。
考点二 弹力的分与计[师生共研类]
[] 如图所示,小车上θ
端固质量m球。情况的弹
的大小和方向:(1)小车静止;(2)小车以速度 a平向运动。
[解析] (1)小车静止时,球受到两个力的作用重力和杆的弹力,根据平衡条件知,杆
对球的弹力大小等于球的重力,方向竖直向上。
(2)选小球为研究对象。小车以加速度 a向右运动时,小球所受重力
F
方,只有这样,才能保证小球在竖直方向上保持平衡,水平方向上具有
向右的加速度。假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为 α()
根据牛顿第二定律有 Fsin αmaFcos αmg
解得 Fmtan α=。
[答案] (1)mg 方向竖直向上 (2)m 弹力与竖直方向角的正切值 tan α
[延伸思考]
(1)小车如何运动时,弹力的方向才沿杆的方向
(2)一下、弹簧的弹力方向,它各自有何
提示:(1)当小车水平向右的加速度为 agtan θ时,弹力的方向沿杆斜向上,此时小车
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可能向右匀加速运动,也可能向左匀速运动。
(2)绳只能发生拉形变,故绳只能产生沿伸长方向的拉力;弹簧可以发生拉形变,
也可变,弹簧以产沿弹簧方向力,可以生沿方向
力;杆可以发生拉形变,也可以发生缩形变,可以发生弯曲形变,故杆可产生沿杆
方向的拉力和持力,也可以产生不沿杆方向的弹力。
题及相关延伸思考生认识到,物体的运动状态不同,以及轻绳、轻杆、轻弹
簧等模型发生的形变不同,使产生的弹力就不同,相的计算方法也不同
根据胡克定律计算;
根据力的平衡条件计算;
根据牛顿第二定律计算;
根据动能定计算。
[题点全练]
1[轻弹簧弹力的计算]
如图,四完全同的都处平位到大F的拉
作用左端各不同:①弹簧的弹簧大小F
拉力;③弹簧左端一小,物滑动簧的端拴
,物在有摩擦的桌面上滑动认为弹簧质量都为零,以 L1L2L3L4依次表示四个弹
簧的伸长量,则有(  )
AL2>L1        BL4>L3
CL1>L3 DL2L4
解析:D 弹簧伸长量由弹簧的弹力(F)大小。由于弹簧质量不计,这四种
下,F都等于弹簧右拉力 F,因而弹簧伸长相同,故选项 D正确。
2[]如图所示,一10 N AB
使7.5
N,则 AB 对球的作用力(  )
A.大小为 7.5 N
B.大小为 10 N
C.方向与平方向成 53°角斜向下方
D.方向与平方向成 53°角斜向上方
解析D 对球进行受力分AB 杆对球的作用力与绳子对球的拉力的合力,
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与球的重力等值反向,则 AB 杆对球的作用力大小 F12.5 NAB错误;设 AB 杆对球
的作用力与水平方向夹角为 α,可tan α==α53°,故 D项正确。
3[轻绳弹力的计算]
(2017·国卷)一根轻质弹性的两分别定在天花板上相80 cm 的两点上,
弹性的原长80 cm钩码挂在弹性的中点,平衡时弹性的总长度为 100 cm
再将弹性的两缓慢移至天花板上的同一点,则弹性的总长度变(弹性的伸
处于弹性限度内)(  )
A86 cm B92 cm
C98 cm D104 cm
解析:B 钩码挂绳的中点时,由数知识可知的弹(劲度系
数设为 k)与竖直方向夹角 θ均满足 sin θ,对钩码(其重力为 G)静止时受力G
2kcos θ;弹绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分G2k联立解得 L
92 cm,可知 ACD项错误,B项正确。
形异质同快解题——平衡中的弹簧问题
弹簧可以发生缩形变,也可以发生拉形变,其形变方向不同,弹力的方向也不同。
在平衡问题中,通过轻弹簧这种理想化模型,设置较为复的情景,通过物体受力平衡问
题分弹簧的弹力。该类问题有以下三况:
()拉伸形变
1.如图所示,用完全相同的轻弹ABC两个相同的
A
角为 30°,弹簧 C平,则弹簧 AC的伸长量之比为(  )
A4         B4
C12 D21
解析D 两小及弹B体系,该水平受力衡,
kΔxAsin 30°kΔxC,可ΔxAΔxC21D项正确。
()压缩形变
2.如图所示,两的质量分别为 m1m2,两轻质弹簧的劲度
系数分别为 k1k2面木块压的弹簧上()
处于平衡状态。现缓慢,直到它弹簧,在
过程中下面木块移动的离为(  )
A. B.
C. D.
解析:C 在此过在下面弹簧上的(m1m2)g 减小到 m2g即减少
m1g,根据胡克定律可断定下面弹簧的度增Δl下面木块移动的距离C正确
()形变未知
3.如图所示的一端固定在上,竖直方向的
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37°,小球的重力为 12 N,轻的拉力为 10 N平轻弹簧的弹力为 9 N对小球
的作用力。
解析:设杆的弹力大小为 F,与水平方向的夹角为 α
(1)弹簧向左拉小球时,小球受力如图所示。
由平衡条件知:
代入数据解得:F5 Nα53°
杆对小球的作用力大小为 5 N,方向与水平方向53°角斜向右上方。
(2)弹簧向右小球时,小球受力如图所示。
由平衡条件得:
代入数据解得:F15.5 Nαπarctan
杆对小球的作用力大小15.5 N,方向与水平方向arctan 斜向左上方。
答案:
[课时跟踪检测]
[A 级——基础小题练熟练快]
1(多选)关于力,下列说法的是(  )
A拳击运动手躲过,运动的力没有受力物体
B在地上的受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的
C.重力弹力摩擦力是力的性质命的,动力支持力是力的作用效
D.同一物体放在斜上受到的重力一定小于放在上受到的重力
解析:BC 力是物体的相互作用,有力就有施力物体和受力物体,故 A错误;
体受到的弹力是施力物体(恢复原状)对受力物体施加的力,故 B正确;力
中,按照力的质可以把力分为重力、弹力、摩擦力等,按照力的作用效果可以把力分为动
阻力持力等,故 C正确;同一物体在地球上同一度且地面高度相同时,
受到的重力相同,故 D错误。
2.关于重力的说法中正的是(  )
A.物体有静受重力作用
B.重力的方向总是指向地心
C.地上的物体在赤道上受的重力
D.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
解析:C 物体受到重力的作用,与物体的运动状态无A错误;重力的方向总是
竖直向下,不一定指向地心,B错误;赤道上重力加速度小,因此地面上的物体在赤道
受的重力小,C正确;物体在弹簧力计下处于平衡状态时,弹簧力计的示数才等于
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物体的重力,故 D错误。
3
中正的是(  )
A.弹簧发生拉伸形变
B.弹簧发生压缩形变
C.该弹力是小车形变引
D.该弹力的施力物体是小车
解析:A 小车受到水平向右的弹力作用,是弹簧发生拉形变引起的,该弹力的施
力物体是弹簧,故只有 A项正确。
4(2018·北京昌区联)以下各选项的图中,所有接触均光滑ab均处于静
态,其中 AD选项中的细线均沿竖直方向。则 ab间一定有弹力的是(  )
B A有弹力,则小球将盾,
ab无弹力,故 A错误。B选项中,若两球无弹力,则两球都将向下动,与题意矛
盾,则 ab有弹力,故 B正确C选项中,假设两球有弹力,则 b小球将向右运动,与
题意矛盾,则 ab无弹力,故 C错误D选项中,假设 ba球有弹力,方向必定垂直于
斜面向上,a球共受三个力竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力,
三个力的合力不可能为零,则小球 a不可能处于静止状态,与题意矛盾,则 ab一定没有
弹力,故 D错误。
5. (2019·)
情况较普遍,如图所示的情况就是一个实运动员踩压
跳板使跳板弯曲最低点时,下列说法的是(  )
A跳板发生形变,运动没有发生形变
B.运动受到的支持力,是运动发生形变而产生的
C跳板对运动的支持力和运动的重力等大
D跳板对运动的支持力大于运动的重力
解析D 生相用的要发形变A错误生形变的,为
恢复原状,会对与接触的物体产生弹力的作用,B错误;在最低点,运动员虽然处于瞬间
静止状态,但运动要加速上,故此时跳板对运持力大于运动的重力,C
错误,D正确。
6一根轻质弹簧端固定,下悬挂一质量为 m的物体,物体静时,弹簧长度为
L1簧下量为 m体静,弹
长度为 L2知重力速度为 g,则该弹簧的劲度系数是(  )
A.         B.
C. D.
解析B 弹簧L0,由胡克定律,当弹簧下体时mgk(L1L0)
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当弹簧上面物体时有 mgk(L0L2)联立解得 k,故 B正确。
[B 级——保分题目练抓牢]
7(2019·聊城六校联)如图所示的四个图中,ABBC 均为轻质,各图中AC
铰链墙连接,两都在 B处由铰链连接,均处于静状态用等长的轻
绳来代替,能持平衡的是(  )
A.图中的 AB 可以用轻绳代替的有
B.图中的 AB 可以用轻绳代替的有
C.图中的 BC 可以用轻绳代替的有
D.图中的 BC 可以用轻绳代替的有
解析:B 杆受拉力作用,可以用与的轻绳代替,如杆受力作用,则
不可用等的轻绳代替,题图中的 AB 受拉力作用,而中的 BC
受沿杆的力作用,故 ACD错误,B正确。
8(2018·汕头调)如图所示,质量为 2 kg 的物体 B和质量为 1 kg
的物C用轻弹直地静置于平地上。再将个质量为 3
kg AB(g10 m/s2)( )
A30 N B0
C20 N D12 N
解析:C 放物体 A之前,物体 B处于平衡状态,由平衡条件可知,弹簧的弹力 F
mBg20 N,轻上物体 A瞬间,弹簧的弹力来不及改变,其大小20 N,故 C正确。
9.两个劲度系数分别为 k1k2的轻质弹簧 ab接在一
a弹簧的一上,如图所示。时弹簧均处于原
bPa
弹簧的伸长量为 L,则(  )
Ab弹簧的伸长量L
Bb弹簧的伸长量为
CP右移动的离为 2L
DP右移动的离为 L
解析:B 根据两根弹簧中弹力相等可b弹簧的伸长量为,P向右动的距离
LL,选项 B正确。
10(多选)如图所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧 ab
与质量为 m的物体相接,分别定,物体平衡时,(  )
Aa拉长,则 b一定拉长
Ba被压缩,则 b一定被压缩
Cb拉长,则 a一定拉长
Db被压缩,则 a一定拉长
BC aFa
摘要:

第1页共77页第二章相互作用[全国卷5年考情分析]基础考点常考考点命题概率常考角度形变、弹性、胡克定律(Ⅰ)矢量和标量(Ⅰ)以上2个考点未曾独立命题滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力(Ⅰ)'18Ⅱ卷T23(9分)'17Ⅱ卷T16(6分)'16Ⅰ卷T19(6分)'15Ⅰ卷T20(6分)独立命题概率40%综合命题概率70%(1)结合物体的平衡条件考查弹力、摩擦力(2)静摩擦力和滑动摩擦力转换过程中摩擦力的变化(3)力的合成与分解(4)静态平衡和动态平衡问题力的合成和分解(Ⅱ)'16Ⅲ卷T17(6分)综合命题概率100%共点力的平衡(Ⅱ)'17Ⅰ卷T21(6分)'17Ⅲ卷T17(6分)'16Ⅲ卷T...

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