重力、弹力、摩擦力（原卷版）2024年高考一轮复习讲义

第5讲重力弹力摩擦力

——划重点之精细讲义系列

口史受JL迎

—.力

1.力的概念：物体与物体之间的相互作用.

2.力的作用效果

使物体发生形变.

两类效果

改变物体的运动状态.

二.重力

1.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力.

2.大小：G=ms.

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，从效枭上看，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.

巨敲黑根!”

(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.

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，对与它接触的物体产生力的作用.

(2)产生的条件

①两物体相互接触；②发生弹性形变.

(3)方向：与物体形变方向相反.

2.胡克定律

(1)内容：弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.

(2)表达式：F=kx.

①A是弹簧的劲度系数，单位为N/m；A的大小由弹簧自身性质决定.

②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度.

有弹力作用的两物体一定相接触，相接触的两物体间不一定有弹力

四.摩擦力

1.产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触

面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.

2.产生条件：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势.

3.大小：滑动摩擦力静摩擦力：OvRWRmax.

4.方向：与相对运动或相对运动趋势方向也反.

5.作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.

⑴摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动.

（2）受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动.

（3）接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直，反之不一定成立.

典例少言

【典例I】（多选）关于弹力的方向，下列说法中正确的是（）

A.放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的

B.放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的

C.将物体用绳吊在天花板上，绳所受物休的弹力方向是竖直向上的

D.物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体

【典例2】（多选）关于胡克定律，下列说法正确的是（）

A.由尸=丘可知，在弹性限度内弹力尸的大小与弹簧形变量x成正比

B.由女=£可知，劲发系数k与弹力尸成正比，与弹簧的长度改变量成反比

C.弹簧的劲度系数上是由弹簧本身的性质决定的，与弹力厂的大小和弹簧形变量工的

大小无关

D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小

【典例3】如图所示，放在粗糙水平面上的物体4上叠放着物体以4和B之间有一根

处于压缩状态的弹簧，A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是（）

A.4受到向左的摩擦力

B.B对人的摩擦力向右

C.地面对A的摩擦力向右

D.地面对A没有摩擦力

♦出考点知新

考点一弹力的分析和计算

1.弹力有无的判断方法

(1)条件法：根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断.

(2)假设法或撤离法：可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实

际情况相符合.还可以设息将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的

状态.

2.弹力方向的判断方法

(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.

(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.弹力大小的确定方法

(1)弹簧类弹力：由胡克定律知弹力"=七心其中力为弹簧的形变量，而不是伸长或压缩

后弹簧的总长度.

(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.

国典例分市

【典例1】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。角的细绳

拴接一小球.当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()

A.细绳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.细绳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.细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力

【典例2]—轻质弹簧原长为8cm,在4N的拉力作用下伸长了2cm,弹簧未超出弹

性限度.则该弹簧的劲度系数为()

A.40m/NB.40N/m

C.200m/ND.200N/m

【典例3】如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为〃，在斜杆的下

端固定有质量为机的小球，下列关于杆对球的作用力尸的判断正确的是()

A.小车静止时,F=mgsin/方向沿杆向上

B.小车静止时，F=，ngcos8,方向垂直于杆向上

C.。点所受静摩擦刀方向与。点运动方向相同

D.主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力

【典例3】(多选)如图所示，倾角为e的斜面C置于水平地面上，小物块B置于斜面上,

通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知4、8、

。都处于静止状态，则()

A.8受到C的摩擦力一定不为零

B.C受到地面的摩擦力一定为零

C.C有沿地面向右滑动的趋势，-一定受到地面向左的摩擦力

D.将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为。

aI电考点Mg

考点三摩擦力的计算

1.静摩擦力大小的计算

(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的平衡条件来判断其大小.

(2)物体有加速度时，若只有蜉摩擦力，则.若除蜉摩擦力外，物体还受其他力,

则尸合先求合力再求静摩擦力.

2.滑动摩擦力的计算

滑动摩擦力的大小用公式R="入来计算，应用此公式时要注意以下几点：

(1)〃为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；尸N为两接触面问

的正压力，其大小不一定等于物体的重力.

(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.

考向1：静摩擦力的计算

【归例I】如图所示，质量分别为m和M的两物体P和。叠放在倾角为6的斜面上,

P、Q间的动摩擦因数为川,Q与斜面间的动摩擦因数为〃2.当它们从静止开始沿斜面滑下时,

两物体始终保持相对静止，则物体户受到的摩擦力大小为()

A.川〃吆cos。.方向平行于斜面向上

B.即geos仇方向平行于斜面向下

C.〃2"】gCOS0,方向平行于斜面向r.

D.〃2/〃gCOS仇方向平行于斜面向下

巨敲黑根”

判断摩擦力方向时应注意的两个问题

(1)薛摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能

成一定的夹角.

(2)分析摩擦力方向时，要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力的“相对性”.

考向2：滑动摩擦力的计算

(典例2］如图所示，质量为〃?B=24kg的木板B放在水平地面上，质量为冲=22kg

的木箱人放在木板8上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为。=37。.已知木箱

4与木板B之间的动摩擦因数"i=0.5.现用水平向右、大小为200N的力”将木板B从木箱

A下面匀速抽出(sin37。光。.6,cos37°比0.8,重力加速度g取10m/s2),则木板8与地面之

间的动摩擦因数偿的大小为()

A.0.3B.0.4

C.0.5D.0.6

售|敲黑箍山

计算摩擦力时的三点注意

(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡

条件或牛顿运动定律来求解.

(2)公式心中网为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等

于物体的重力.

(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关.

【典例3】如图所示，滑块4置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块4(A、

8接触面竖直)，此时A恰好不滑动，3刚好不下滑.已知4与3间的动摩擦因数为小，A

与地面间的动摩擦因数为〃2,最大静摩擦力等于滑动摩率力.A与8的质量之比为()

----*BA

1一川42

A.eq

川42

C.eqD.eq

【典例4】（多选）如图所示，小车的质量为,刖，人的质量为加，人用恒力尸拉绳，若人

和小车保持相对静止，不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦，则小车对人的摩擦力可能

是（）

A.0B.eq凡方向向右

C.eq凡方向向左D.cqF,方向向右

考点四轻杆、轻绳、轻弹簧模型

轻杆轻绳轻弹簧

1，‘二

模型图示FT

MdrFT

-.•一j—

柔软，只能发生微小形变，既可伸长，也可压缩，

形变特点只能发生微小形变

各处张力大小相等各处弹力大小相等

模弹力方向不一定沿杆，可以是只能沿绳，指向绳收缩的沿弹簧轴线与形变方

型特点任意方向方向向相反

特弹力作用

可以提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力

点效果特点

弹力大小

可以发生突变可以发生突变一般不能发生突变

突变特点

►►►

【典例1］如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37。，小

球的重力为12N,轻绳的拉力为10N,水平轻弹簧的拉力为9N,求轻杆对小球的作用力.

1

【典例2】如图所示，小车内有一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连，细绳

始终保持竖直.关于小球的受力情况，下列说法正确的是（）

A.若小车静止，则绳对小球的拉力可能为零

B.若小车静止，则斜面对小球的支持力一定为零

C.若小车向右运动，则小球一定受两个力的作用

D.若小车向右运动，则小球一定受三个力的作用

【典例3】如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴。安在一根轻木杆3上，

一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，旦绳保持水平，C端挂一重物，80与竖直方向

的夹角6=45。,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变，改变夹角0的大小，则滑轮受到

木杆作用力大小变化情况是（）

A.只有角9变小,作用力才变大

B.只有角夕变大，作用力才变大

C.不论角。变大或变小，作用力都是变大

D.不论角夕变大或变小，作用力都不变

【典例4】（多选）两个中间有孔的质量为/的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横

杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上，如图所

示.已知三根轻弹簧的劲发系数都为女，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形.则下列判断止

确的是（）

A.水平横杆对质量为M的小球的支持力为M8+〃区

B.连接质量为〃?小球的轻弹簧的弹力为等

C.连接质量为，〃小球的轻弹簧的伸长量为监〃g

D.套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为*〃吆

现国绰守

0嬖础篇

1.图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（）

2.如图所示，某同学用一双筷子夹起质量为机的圆柱形重物，已知圆柱竖直、半径为八

筷子水平，交叉点到圆柱接触点的距离均为L=4r,每根筷子对圆柱的压力大小为2mg,重

力加速度大小为g,下列说法正确的是（）

A.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为:mg

B.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为乎mg

C.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为今mg

D.若增大筷子与圆柱间的压力，摩擦力大小不变

3.把一个均匀轻弹簧分成长度分别为仇、/2。的两个弹簧，它们的劲度系数分别为公、匕

现将这两个弹簧串联，两端用大小相等的力拉，使它们在弹性限度内各自伸长一定长度。用

百、员分别表示长度为九、/20的两个弹黄的弹性势能，则暂等于（）

A.旦B.5C.®D.学

kl山2120MO

4.如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水柄，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

5.如图所示，几根圆木堆放在水平面上，其中圆木P与地面和其他圆木的接触点分别为M、

M下列说法正确的是（）

A.圆木P在N处受到的支持力竖直向上

B.圆木P在N处受到的支持力垂直于圆木P向上

C.圆木P在M处受到的静摩擦力垂直于MN斜向左上方

D.圆木P在M处受到的支持力垂直于圆木P向上

6.如图所示，光滑小球人左边靠着竖直墙壁8,右边靠着桌沿处于静止状态，则关于小球

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

7.木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B

之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。

现用尸=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示。则在力F作用后（）

A.木块4所受摩擦力大小是12.5N

B.木块A所受摩擦力大小是11.5N

C.木块B所受摩擦力大小是7N

D.木块B所受摩擦力大小是9N

8.水平横梁一端4插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B,轻绳的一端。固定于墙壁上，另一

端跨过滑轮后悬挂一重力为G=100N的重物，LCBA=30°,如图所示，则滑轮受到轻绳的

作用力的大小为（）

C

30°

B

A

D

m

50NB.50V3NC.100ND.100V3N

9.如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力产推静止于水平地面上质量为5kg的木箱,

木箱所受的摩擦力/与尸的关系如图乙所示，g取lOm/s?,下列说法正确的是（

A.木箱所受的最大静摩擦力4=21N

B.木箱所受的最大静摩擦力/；„=20N

C.木箱与地面间的动摩擦因数4=0.21

D.木箱与地面间的动摩擦因数〃=0.2

10.图甲是一种柳卯连接沟件。相互连接的两部分户、Q如图乙所示。图甲中构件Q固定在

水平地面上，桦、卯接触面间的动摩擦因数均为小沿。的轴线。0'用大小为厂的力才能将。

从。中拉出。若各接触面间的弹力大小均为风，滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，则风

的大小为（）

11.某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平光滑的实验台上固定着一个

力传感器，力传感器与一质量为3.5kg的物块用轻绳连接，物块放置在粗糙的长木板上。水

平向左拉长木板，传感器记录的尸-£图像如图乙所示。取重力加速度大小g=10m/s2,下

列说法正确的是（）

A.当长木板相对物块滑动后，必须向左做匀速直线运动

B.向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同

C.物块受到的滑动摩擦力大小约为10N

D,物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2

12.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为仇以速度切逆时针匀速转动。在传送带的

上端轻轻放置一个质量为〃?的小木块，小木块与传送带词的动摩擦因数”>tan仇则图中能

客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（）

v4v

A.OB.O

13.如图所示，在水平地面上放置一个质量为M的斜面体（斜面光滑），斜面体上放置一

个质量为，〃的物块，物块与固定在墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行。

若物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，则图中画出的关于地面对斜面

体的摩擦力/与时间/的关系图像正确的是（）

O1

A.B.

C.D.

14.如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数〃=0.2,从1=0时刻开始以初速度

也沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力”=1N的作用，取向右为正方向,

该物体受到的摩擦力/随时间变化的图像是下列图中的（g取lOm/s?）（）

------►%

15.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a角的细绳拴接一小

球。当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是（）

A.细绳一定对小球有拉力

B.细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧对小球也不一定有弹力

C.细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧对小球一定有弹力

D.轻弹簧一定对小球有弹力

16.如图，川水平力尸将质量为m的物体紧压在竖直墙上，物体静止不动，物体与墙壁之间

的动摩擦因数为小重力加速度大小为处下列说法正确的是（）

A.物体所受的摩擦力和重力是一对相互作用力

B.物体对墙壁的摩擦力大小为

C.物体对墙壁的摩擦力大小为〃尸

D.水平力/增大，物体所受的摩擦力也增大

17.如图，某同学用一根劲度系数为k的轻质弹簧测量物块与水平面间的动摩擦因数。将弹

簧一端固定在竖直挡板上，另一-端与物块连接，物块置于水平面匕弹簧与地面平行。改变

物块在水平面上的位置，发现物块只能在A、3两点间俣持静止，测得A、3两点到竖直挡

板的距离分别为力、d2,物块的质量为机，当地重力加速度为g,则物块与水平面间的动摩

擦因数为（）

挡板

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