2025高考物理一轮复习学案：重力、弹力、摩擦力

第1讲重力弹力摩擦力

课程标准

1.认识重力、弹力与摩擦力.

2.通过实验，了解胡克定律.

3.知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小.

素养目标

物理观念：

(1)知道产生弹力、摩擦力的条件，知道它们的大小、方向、作用点；

(2)了解胡克定律和滑动摩擦力的计算公式.

科学思维：能分析实际问题中弹力、摩擦力的有无和方向，会计算弹力、摩擦力的大小.

考点一重力和重心

•------【必备知识•自主落实】-------•

1.力

(1)定义：力是一个物体对另一个物体的作用.

(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的(即产生加速度).

(3)性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征.

2.重力

(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力.

⑵大小：与物体的质量成正比，即G=Rg.可用弹簧测力计测量重力.

⑶方囱不一定指向地心：总是的.

3.重心

(1)物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心.

(2)决定物体重心位置的因素：

①物体的形状；②物体内的分布.

【注意】重心的位置不一定在物体上.

•------【关键能力•思维进阶】------•

1.下列关于重力的说法中正确的是()

A.物体只有静止时才受重力作用

B.重力的方向总是指向地心

C.地面上的同一物体在赤道上所受重力最小

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

2.如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口

持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是()

A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小

C.水流对桶撞击力的大小

D.水桶与水整体的重心高低

3.[2024•浙江温州乐清市模拟]如图所示，光滑小球/左边靠着竖直墙壁昆右边靠

着桌沿处于静止状态，则关于小球/的受力下列说法正确的是()

A.墙对A的作用力一定过A的重心

B.桌沿C对A的作用力一定过A的重心

C.A的重力一定过A的重心

D.A球的重心一定在球心

考点二弹力的分析与计算

•------【必备知识•自主落实】-------•

1.弹力

(1)定义：发生________的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这

种力叫作弹力.

(2)产生条件

①物体间直接接触；②接触处发生________.

(3)方向：总是与施力物体形变的方向.

2.胡克定律

(1)内容：在________内，弹力尸的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x成.

(2)表达式：F=_______.

①左是弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米.用符号N/m表示.

大小由弹簧自身的性质决定

②x是弹簧长度的变化量不是弹簧的长度

•------【关键能力•思维进阶】

1.弹力有无的判断方法

根据弹力产生的两个条件—接触和弹性

I条件法)形变直接判断

假设两个物体间弹力不存在，看物体能否

假设法〉保持原有的状态.若运动状态不变，则此

I处不存在弹力；若运动状态改变，则此处

—■定有弹力

根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿

状态法)—

I第二定律进行判断

2.弹力方向的判断

(1)接触面上的弹力方向判断方法

面与面点与面点与曲面曲面与平面

垂直于接触面垂直于接触面垂直于切面垂直于平面

(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.

3.弹力大小的计算方法

⑴应用胡克定律尸=履计算弹簧的弹力.

【注意】x表示弹簧形变量.

原长

(2)物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡来计算弹力.

(3)物体不平衡时应用牛顿第二定律计算弹力.

考向1弹力的有无及方向判断

例1下列图中各物体均处于静止状态.图中画出了小球力所受弹力的情况，其中正确

的是()

CD

［解题心得］....................................................................

例2如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成。角的轻质细

绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静止，一起在水平面上运动，下列说法正确的是

()

A.细绳一定对小球有拉力

B.轻弹簧一定对小球有弹力

C.细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力

D.细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力

［解题心得］....................................................................

考向2杆的弹力方向判断及大小计算

例3如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为

9,在斜杆下端固定有质量为R的小球，重力加速度为g.现使小车以加速度a(aWO)向右做

匀加速直线运动，下列说法正确的是()

A.杆对小球的弹力一定竖直向上

B.杆对小球的弹力一定沿杆斜向上

C.杆对小球的弹力大小为侬

D.杆对小球的弹力大小为J(mg)2+(ma)2

［解题心得］.....................................................................

考向3胡克定律的理解及应用

例4[2024•江苏南通模拟]如图甲所示，弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相

连.当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑

上得到了弹簧形变量与其弹力的关系图像，如图乙所示.则下列判断正确的是()

A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比

B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比

C.该弹簧的劲度系数是2N/m

D.该弹簧的劲度系数是20N/m

考点三摩擦力的分析与计算

•------【必备知识•自主落实】------•

1.静摩擦力

(1)定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力.

相对地面不一定静止

(2)产生条件：①接触面_______；②接触处有；③两物体间有.

(3)方向：沿两物体的,与相对运动趋势的方向.

(4)大小：OVFWFw最大静摩擦力略大于滑动摩擦力

2.滑动摩擦力

(1)定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍相对

运动的力.

(2)产生条件：①接触面粗糙；②接触处有弹力；③两物体间有相对运动.

(3)方向：沿两物体的接触面，与的方向相反.

(4)大小：4=〃小，〃为动摩擦因数，其值与接触面的材料和粗糙程度有关.

F”的大小不一定等于物体的重力

•------【关键能力•思维进阶】-------•

考向1摩擦力方向的判断

1.明晰“三个方向”

名称释义

运动方向指物体相对某参考系（一般以地面为参考系）的运动方向

相对运动方向指以其中一个物体为参考系，另一个物体相对该物体的运动方向

相对运动

由两物体间能发生却没有发生的相对运动的方向

趋势方向

2.静摩擦力的有无及方向的判断方法

（1）假设法

假设

体

物方向与

接

间相对运

面

触动趋势

滑

光方向相反

（2）状态法

根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向.

（3）牛顿第三定律法

先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受

到的静摩擦力方向.

例5如图，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（）

A.甲受到三个力的作用

B.甲受到的摩擦力水平向右

C.扶梯对乙的作用力方向垂直扶梯向上

D.扶梯对乙的作用力方向竖直向上

［解题心得］..........................

例6（多选）［2024•重庆模拟］图中是生活中磨刀的情景.若磨刀石始终处于静止状态,

当刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法正确的是（）

A.刀受到的滑动摩擦力向后

B.磨刀石受到地面的静摩擦力向后

C.磨刀石受到四个力的作用

D.地面和磨刀石之间有两对相互作用力

考向2摩擦力大小的计算

例7如图所示为一同学从t=0时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻（右、

心、口的漫画图.假设G时刻同学对箱子的推力为10N,4时刻推力为20N,4时刻推力

为30N.下列说法正确的是（）

B.。时刻箱子受到地面的摩擦力大小等于0

C.心时刻箱子受到地面的摩擦力大小等于20N

D.箱子与地面的滑动摩擦力大小一定为30N

例8［2024•全国高三专题练习］如图所示，打印机进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚

轮以竖直向下的力尸压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，滚轮与第一张纸不打滑,

但第一张纸与第二张纸间发生相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.滚轮与白纸之

间的动摩擦因数为小,白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为4，每张白纸的

质量为见不考虑静电力的影响，重力加速度为&则下列说法正确的是（）

A.滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为

B.第二、三张白纸间的摩擦力大小为此（6+2侬）

C.第三、四张白纸间的摩擦力大小为〃2（尸+侬）

D.越靠近底座，白纸间的摩擦力越大

［解题心得］....................................................................

思维提升

1.滑动摩擦力大小的计算方法

公式法若〃已知，则制凡是两物体间的正压力，其大小不一定等于重力

若〃未知，可结合物体的运动状态和其受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律

状态法

列方程求解

2.静摩擦力大小的计算方法

（1）物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），利用力的平衡条件求解.

（2）物体有加速度时，应用牛顿第二定律尸合=侬求解.

（3）最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，其值大于滑动摩擦力，但通常认为最大静

摩擦力等于滑动摩擦力.

核心素养提升分析摩擦力突变问题的方法

1.在涉及摩擦力的情况中，题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般

隐藏着摩擦力突变的临界问题.题意中某个物理量在变化过程中发生突变，可能导致摩擦力

突变，则该物理量突变时的状态即为临界状态.

2.存在静摩擦力的情景中，物体由相对静止变为相对运动，或者由相对运动变为相对

静止，或者受力情况发生突变，往往是摩擦力突变问题的临界状态.

3.确定各阶段摩擦力的性质和受力情况，做好各阶段摩擦力的分析.

情境1“静一静”突变一一科学推理

物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力

发生变化时,如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小或方向将发生突变.

典例1［2024•福建三明质检］如图所示，质量为10kg的物体/拴在一个被水平拉伸的

弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体力与小车均处于静止状态.若小车以Im/s?的加速度

向右运动，贝!1()

A.物体/相对小车向右运动

B.物体/受到的摩擦力减小

C.物体/受到的摩擦力大小不变

D.物体/受到的弹簧的拉力增大

［解题心得上____________________________________________________________

情境2“静一动”突变——科学推理

物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保

持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力.

典例2如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力E保持拉力

的方向不变，在拉力尸的大小由零逐渐增大的过程中.关于摩擦力/■的大小随拉力尸的变化

关系，下列四幅图可能正确的是()

情境3“动一静”突变一一科学思维

在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动

摩擦力作用，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力.

_______37好2

典例3如图所示，斜面体固定在地面上，倾角为6=37°（sin37°=0.6,cos370

=0.8）.质量为1kg的滑块以初速度%从斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足够长，该滑块

与斜面间的动摩擦因数为0.8）,则该滑块所受摩擦力4随时间变化的图像是选项图中的（取

情境4“动一动”突变一一科学思维

物体在滑动摩擦力作用下运动直到达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相

对静止，则物体将继续受滑动摩擦力作用，但其方向发生改变.

典例4（多选）如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为以以速度%逆时针匀

速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数

“〈tan0,选沿传送带向下为正方向，则下列选项中能客观地反映小木块所受摩擦力和运

动情况的是（）

思维提升

摩擦力突变问题注意事项

（1）静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力

存在最大值.

（2）滑动摩擦力的突变问题：滑动摩擦力的大小与接触面的动摩擦因数和接触面受到的

压力均成正比，发生相对运动的物体，如果接触面的动摩擦因数发生变化或接触面受到的压

力发生变化，则滑动摩擦力就会发生变化.

(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和

运动性质发生变化的分界点.

第1讲重力弹力摩擦力

考点一

必备知识•自主落实

1.(2)运动状态

2.(3)竖直向下

3.(2)质量

关键能力•思维进阶

1.解析：物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖

直向下，不一定指向地心，B错误；物体的重力随纬度增大而增大，因此地面上的同一物体

在赤道上所受重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示

数才等于物体的重力，D错误.

答案：C

2.解析：由于水桶可以绕水平轴转动，因此一段时间后，当水桶水变多导致重心升高

到一定程度时，就会造成水桶翻转，选项D正确，选项A、B、C错误.

答案：D

3.解析：墙对力的作用力和桌沿。对/的作用力都过球心，重心不一定在球心，故A、

B、D错误；重心是重力的等效作用点，所以重力一定过/的重心，故C正确.故选C.

答案：C

考点二

必备知识•自主落实

1.(1)形变(2)形变(3)相反

2.⑴弹性限度正比⑵而

关键能力•思维进阶

例1解析：选项A中小球只受重力和杆的弹力的作用，且处于静止状态，由二力平衡

可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；选项B中，因为右边的绳竖直向上，如果

左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；

球与球接触处的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，且指向受力物

体，故C正确；球与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面或切面(即在接触点与球

心的连线上)，即选项D中大半圆对小球的支持力&的方向应是沿着过小球与圆弧接触点的

半径，且指向圆心，故D错误.

答案：C

例2解析：当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此时细绳的拉力久

=0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零,

故D正确.

答案：D

mg

例3解析：对小球受力分析如图，由图可知，当a大小不同时，杆上的弹力与竖直方

向的夹角也不同，方向不一定沿杆，但一定是斜向上，且F>mg,选项A、B、C错误；由几

何关系可知，6=J(mg)2+(ma)2,选项D正确.

答案：D

例4解析：根据胡克定律尸=依，可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，且弹簧长

度的增加量与对应的弹力增加量成正比，故A错误，B正确；广x图像的斜率代表弹簧的劲

度系数，则有“=柴=6条N/m=20°N/m,故C、D错误.

答案：B

考点三

必备知识•自主落实

1.(2)粗糙弹力相对运动趋势(3)接触面相反

2.(3)相对运动

关键能力•思维进阶

例5解析：题图甲中，人处于匀速直线运动状态，竖直方向上受到重力和支持力，假

设水平方向受到摩擦力，则甲所受合外力就不为零了，不能做匀速直线运动了，故A、B错

误；题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，扶梯对乙有支持力和摩擦力，乙受重

力，根据共点力作用下的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力等大反向，故扶梯对乙的

作用力竖直向上，C错误，D正确.故选D.

答案：D

例6解析：当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀受到的滑动摩擦力向后，A正确；

当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀对磨刀石摩擦力向前，根据平衡条件可知，磨刀石受

到地面的静摩擦力向后，B正确；磨刀石受到重力、地面支持力、刀的摩擦力和地面摩擦力

以及刀的压力(否则不会有摩擦力)，共5个力作用，C错误；地面和磨刀石之间有两对相互

作用力分别是磨刀石对地面的压力与地面对磨刀石的支持力，地面对磨刀石摩擦力与磨刀石

对地面的摩擦力，D正确.

答案：ABD

例7解析：箱子对桌面的压力施力物体是箱子，受力物体是桌面，而箱子的重力施力

物体是地球，受力物体是箱子.这两个力不是一个概念，所以箱子对地面的压力不是箱子的

重力，A错误；。时刻，小孩没有推动箱子，则箱子所受的是静摩擦力，根据平衡条件可知,

此时摩擦力大小与此时推力大小相等，为ION,B错误；心时刻，小孩仍然没有推动箱子，

则箱子所受的仍然是静摩擦力，根据平衡条件可知，此时摩擦力大小与此时推力大小相等，

为20N,C正确；心时刻推力为30N,此时箱子动了，但是不能确定箱子是加速运动还是

匀速运动，故不能确定箱子与地面的滑动摩擦力是否等于30N,D错误.

答案：C

例8解析：公尸为滚轮与第一张白纸间的滑动摩擦力，滚轮与第一张白纸间的摩擦力

为静摩擦力，小于或等于最大静摩擦力，故A错误；第一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦

力，大小为兀=此（尸+侬），第二张白纸处于静止状态，第二、三张白纸间的摩擦力为静摩

擦力，大小等于第一、二张白纸间的摩擦力，即43=4（丹侬'），故B错误；第三张白纸处

于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第二、三张白纸间的摩擦力,

即£4=4（尸+侬），故C正确；除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，白纸间