【力的基本概念】
力是物体之间相互作用的结果,它能改变物体的运动状态或形状。在物理学中,力有三个基本属性:大小、方向和作用点。大小可以通过力的作用效果来衡量,方向通常与作用效果的方向一致,作用点则是力在物体上的着力点。
【重力】
重力是地球对物体的引力,每个物体都会受到地球的吸引。它的大小与物体的质量和地球的重力加速度有关,公式为 F = mg,其中 F 是重力,m 是物体质量,g 是重力加速度(约等于9.8 m/s²)。物体的重心是所有部分重量的合力作用点,不一定位于物体几何中心,形状规则的物体重心可能在其几何中心,但并非总是如此。
【弹力】
弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力,遵循胡克定律,即 F = kx,其中 F 是弹力,k 是劲度系数,x 是物体形变的长度。弹力的方向总是倾向于恢复物体到原始形状。
【选择题解析】
1. 正确答案是 B。物体的重心可以在物体外,例如金属环的重心就在环外。
2. 正确答案是 B。物体做匀速直线运动,所受力平衡,弹簧的伸长量等于摩擦力除以劲度系数,即 x = μmg/k。
3. 正确答案是 C。无论 F1 和 F2 的大小关系,弹簧测力计显示的是作用在挂钩上的力 F1。
4. 正确答案是 C。由图中的直线关系可推算,弹簧的劲度系数 k = F/l,选取任一点,代入数据计算得到 k。
【双项选择题解析】
5. 正确选项是 BC。压力与重力性质不同,压力是由于物体形变产生的,而重力是地球引力。
6. 正确选项是 BC。F 增大,木块对地面的压力减小,但重力 G 不变。
7. 正确选项是 BC。力的作用不一定要接触,且受力物体同时是施力物体,力不会改变物体的惯性。
8. 正确答案是 B。根据胡克定律,手提 A 点上移的距离等于乙弹簧缩短的 1/3,即 1/2(Mg/k1 - Mg/3k2)。
9. 正确选项是 AB。在不同运动状态下,只有在竖直方向上加速度为 g 的情况下,弹簧伸长量才相等。
【非选择题解答】
10. 对于 A、B 匀速运动的情况,应用平衡条件可得弹簧压缩量 x = (mgsin 30°)/2k。
11. (1) 弹簧 B 形变量 Δx1 = m/(k1 + k2)。
(2) a、b 两点间的距离需考虑平衡条件,当弹簧 C 拉至 b 点时,A 物体受到的力平衡,因此距离 l = m(g - k2)/(k1 + k2)。
总结,本章节检测涵盖了力的基本概念,包括重力和弹力的理解,通过选择题和非选择题的形式检验学生对力的分析和计算能力,以及对物体平衡状态的判断。对于重力,强调了重心的概念;对于弹力,深入探讨了胡克定律的应用。