高考物理一轮复习题库：重力 弹力

iz*相互作用

考点三年全国卷高考统计

1.形变、弹性、胡克定律

202120202019

2.滑动摩擦力、动摩擦因

数、静摩擦力

3矢.量和标量全国卷I,T19,物体的动

4.力的合成和分解全国卷HI,态平衡；

5共.点力的平衡未单独考T|7,三力作全国卷H,T16,斜面上的

6.实验：探究弹力和弹簧查用下的悬挂物体平衡；

伸长的关系物体平衡全国卷in,Ti6,筒状工件

7.实验：验证力的平行四平衡

边形定则

考情分析：主要考查点是力的合成与分解、共点力的平衡问题，命题多为选择单

个物体或多个物体为研究对象，进行受力分析，充分考虑各力的产生条件和应用

范围，利用合成法和分解法对力进行处理，应用平衡条件，利用正交分解等方法

进行力的处理。以选择题和实验题为主。

命题趋势：本部分内容在高考命题中也有两大趋势：一是向着选择题单独考查的

方向发展；二是选择题单独考查与电学综合考查并存。

第i节重力弹力

梳理基础知识

一、力

1.定义：力是物体与物体间的相互作用。

2.作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态（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。

4.四种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作相、强相互作用和弱相互作用。

二、重力

1.产生：由于地球蛆而使物体受到的力。

注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力。

2.大小：G=〃次，可用弹簧测力计测量。

注意：物体的质量不会变；G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。

3.方向：总是竖直向下.

注意：竖直向下是和水平面垂直向下，不一定和接触面垂直，也不一定指向地心。

4.重心：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。

(1)影响重心位置的因素：物体的几何形状：物体的质量分布。

⑵不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法。

注意：重心的位置不一定在物体上。

【自测1】如图1所示，两辆汽车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信

息和所学知识你可以得出的结论是()

VV

口口口口

图1

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

答案A

三、弹力

1.弹力

(1)定义：发生彩变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的作月力。

(2)产生条件：物体间直接接触：接触处发生强性娶变。

(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反。

2.胡克定律

（1）内容：在弹性限度内，弹力的大小和弹簧形变大小（伸长或缩短的量）成正比。

⑵表达式：F=kx,攵是弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k

的大小由弗簧包身处质决定「是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。

【自测2】一轻质弹簧原长为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

答案D

突破重难考点

考点一重力

1.重力的大小G=mg,向g的大小与所处的地球上的位置有关。

2.重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，也不一定垂直向下。

3.重心是重力的等效作用点，其位置与物体的形状和质量分布有关，但不一定在

物体上。

4.对于形状不规则或质量不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。

对点演练

1.（重力的理解）关于物体的重力，下列说法正确的是（）

A.在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用

B.物体放在真空中不受重力作用

C.将物体竖直向上抛出后，物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小

D.物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关

答案D

解析在“天上”绕地球飞行的人造卫星和真空中的物体都受重力作用，故A、

B错误；地面附近同一物体的重力大小、方向都不会发生改变，故C错误；重力

大小与物体的质量〃2有关，与物体的运动状态无关，故D正确。

2.（重心）（多选）在下列图片对应的情境中人或物体的重心位置将会下降的是（）

A.向“上”滚的圆锥B.汲水后的汲水瓶

C.用--根手指顶稳盘子D.跳高运动员起跳过程中

答案AB

解析向“上”滚的圆锥重心是向下移动的，所以圆锥才会滚动，选项A正确；

我国古代的汲水瓶未装水时，重心较高，它会倾倒使水自动流进去，汲水后的汲

水瓶重心将会下降，提绳时瓶会被直立着提上来，选项RTF确：用一根手指顶稳

盘子，盘子的重心相对地面不变，选项C错误；跳高运动员起跳过程中重心升高，

选项D错误。

考点二弹力有无及方向的判断

1.“三法”判断弹力有无

根据弹力产生的两个条件-

|(1)条件法-接触和

弹性形变直接判断

假设两个物体间弹力不存在，看物体能

[(2)假设法否保持原有的状态。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

国年淬根据物体的运动状态，由平衡条件或

卜)不心水〃牛顿第二空可进行判断_____________

对点演练

3.（弹力的有无）如图2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

答案D

解析当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，细绳的拉力FT=O；

当小车和小球向右做匀加速直线运动时绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零,

故D正确。

4.（弹力的方向）画出图所示情景中物体A受力的示意图。

答案如图所示

F、2

考点三弹力分析的“四类模型”

1.轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较

轻绳轻杆弹性绳轻弹簧

质量大小0000

拉伸形变、压

受外力作用时拉伸形变、压

拉伸形变缩形变，弯曲拉伸形变

形变的种类缩形变

形变

受外力作用时较大，不可忽较大，不可忽

微小，可忽略微小，可忽略

形变量大小略略

既能沿着杆，沿着弹簧，指

沿着绳，指向沿着绳，指向

弹力方向也可以跟杆成向弹簧恢复原

绳收缩的方向绳收缩的方向

任意角度长的方向

弹力大小变化

可以突变可以突变不能突变不能突变

情况

2.“三法”计算弹力大小

(1)根据胡克定律进行求解。注意弹簧长度的变化。

(2)根据力的平衡条件进行求解。

(3)根据牛顿第二定律进行求解。

角度1绳的弹力

【例11如图3所示，一轻质细绳一端固定于竖直墙壁上的0点，另一端跨过大

小可忽略、不计摩擦的定滑轮P悬挂物块3,。尸段的轻绳水平，长度为乙现将

一带光滑挂钩的物块A挂到0尸段的轻绳上，物块A、B最终静止。已知A(包括

挂钩)、8的质量之比为鬻=,,则此过程中8上升的高度为()

p.

()

A占

图3

L

A.LB.j

IL4L

CTDT

答案C

解析4、8静止后，轻绳形状如图所示，轻绳张力大小为机叨，对A,〃5geos。

则cos。=与由几何关系知，轻绳0Q和夕。总长为/匕=率8上升

5£2L

的高度为苧一L=手，选项C正确。

角度2杆的弹力

【例2】(多选)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，将衣服挂在如图4所示的晾衣

架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，

CO为一根轻杆。转轴C在AB中点。的正下方,4O、B在同一水平面上。ZAOB

=60°,ZD0C=30°,衣服质量为〃?，重力加速度为g。贝ij()

A.CO杆所受的压力大小为2〃吆

B.CO杆所受的压力大小为多阳

C.AO绳所受的拉力大小为小〃ig

D.8。绳所受的拉力大小为mg

答案AD

解析设绳AO和绳8。拉力的合力为F,以。点为研究对象，0点受到衣服的

拉力（大小等于衣服的重力mg）、CO杆的支持力Fi和两绳的合力凡受力分析如

图甲所示，根据平衡条件得：^=-^=2,^,由牛顿第三定律可知C。杆所

受的压力大小为2〃吆，故A正确，B错误；bumgtan60。=5"火，将尸分解，如

图乙所示，绳AO和绳BO所受拉力的大小均为6，由/=23cos30°,解得F?

=ftig,故C错误，D.正确。

角度3弹簧的弹力

【例3］（多选）（2021.北京海淀区联考）如图5是探究某根朝嗡的伸长量x与所受

拉力厂之间的关系图，下列说法中正确的是（）

F/(x1()2N)F7(x1()2N)

8

：

x/(x10cm)6

4

°1234x/(x1()cm)

A.弹簧的劲度系数是2N/m

B.弹簧的劲度系数是2X103N/m

C.当弹簧受B=800N的拉力作用时，弹簧伸长量为X2=40cm

D.当弹簧伸长量为汨=20cm时，弹簧产生的拉力是Fi=200N

答案BC

解析根据弹簧所受拉力尸与伸长量x之间的关系图可知，当x=10cm时，弹簧

p2X10"

的弹力/（）由胡克定律得，该弹簧的劲度系数N/m=

=2X12N,A1UA1U

2X103N/m,A错误，B正确；当弹簧受尸2=800N的拉力作用时，弹簧伸长量

为及=卷=2*）3m=0.4m=40cm,C正确;当弹簧伸长量为足=20cm时，弹

黄产生的拉力F]-to-2X103X0.2N-400N,D错误。

课时分层训练

A级基础巩固练

考点一重力与重心

1.（2021•江苏苏州模拟）关于重力及重心，下列说法中正确的是（）

A.一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹策测力

计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力

B.据G=〃zg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大

C.物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，

其重力方向垂直于斜面向下

D.物体的形状改变后，其重心位置往往改变

答案D

解析由于物体放在水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹

簧测力计的示数减小了，但物体的重力并不改变，故A错误；当两物体所处的地

理位置不同时，g值不同，质量大的物体的重力不一定大，故B错误；重力的方

向是竖直向下的，故C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同

决定，物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变，故D正确。

考点二弹力有无及方向的判断

2.在图中，所有接触面为光滑，且〃、b均处于静止状态，其中A、D选项中的细

线均沿竖直方向。。、力间一定有弹力的是（）

b

答案c

解析假设两球间有弹力，则小球将向两边运动，与题矛盾，故4、力间无弹力，

A错误；假设两球间有弹力，则小球匕将向右边运动，与题矛盾，故。、〃间无弹

力，B错误；若两球间无弹力，则两个都将向下摆动，与题矛盾，说明以人间有

弹力，故C正确；假设斜面匕对。球有弹力，方向必定垂直于斜面向上，〃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。不可能处于静止状态，与题矛盾，故。、〃间一定没

有弹力，D错误。

3.（2021•江西南昌模拟）如图1所示，关于下列各图受力情况说法正确的是（）

图1

A.甲图中原木P在M、N两点各受一个弹力，且均竖直向上

B.乙图中8C杆对滑轮的弹力一定由3指向C

C.丙图中铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力

D.丁图中弹簧一定处于压缩状态

答案D

解析甲图，在M点的弹力方向垂直地面向上，在N点的弹力方向垂直原木P

向上，故A错误；乙图中8c杆斜插入墙壁，则8c杆对滑轮的作用力与两侧绳

的拉力的合力平衡，方向不一定由3指向C,故B错误；丙图中铁块的重力，可

分解为沿斜面向下的力和垂直斜面向下的力，是铁块受的力，而对斜面的压力是

斜面受的力，故C错误；弹簧对小球的弹力只能沿弹簧的轴线方向，由平衡条件

知，弹簧对小球弹力沿弹簧向右，故D正确。

考点三弹力的分析和计算

4.（2021・辽宁大连模拟）缓冲装置可抽象成图示简单模型，图2中A、8两个轻弹簧

串联在一起，A与垫片连接，4、8的劲度系数分别为后、k?（k6ki）,开始时两弹

簧均处于自然伸长状态。垫片向左移动一段距离（两弹簧均在弹性限度内）稳定后,

A、A两弹簧的形变之比为（）

水平面

图2

八色：kiB.k]:kz

C.l：1D.&i：（所+依）

答案A

解析当垫片向左移动稳定后，两弹簧均伸长，两弹簧串联弹力大小相等，根据

胡克定律可知，伸长量之比为公：心，A正确。

5.原长为L的轻弹簧甲上端固定，下端挂一个质量为〃7的小球A时，轻弹簧甲的

仲长量为L。将另原长也为L的轻弹簧乙拄在A的下面，其下再拄上质量为2加

的小球以两小球平衡时，悬点。与小球3的距离为7£（小球大小不计，且两弹

簧都在弹性限度内），则甲、乙两弹簧的劲度系数之比为（）

&

2

A

WI

AO

W-

V/

O

B

图3

An・2B1

♦♦

C.2：1D.3：1

答案B

解析轻弹簧甲挂一个质量为〃？的小球时伸长L,故劲度系数攵H=竿，若两个

Lt

小球如题图所示悬挂，上面的轻弹簧甲弹力为3〃@伸长3乙总长度为4£。由

题意得下面的轻弹簧乙长度为故伸长量为2/一由于其弹力为2”班则其初

度系数左乙=舞=管，故两轻弹簧的劲度系数相等，A、C、D错误，B正确。

6.如图4所示，一轻质弹簧测力计，弹簧劲度系数为上弹簧测力计上端固定于天

花板上的。点，下端悬挂一个光滑的轻质定滑轮。4、B两重物用一跨过滑轮的

轻绳相连接，重物A静止于地面上，设A、B两重物的重力分别为GA和G/?。下

列说法正确的是（）

图4

A.地面对重物4的支持力大小为GA

B.弹簧的伸长量为生乎

C.弹簧测力计的读数为GA+GB

D.轻绳所受到的拉力为GB

答案D

解析对物体B,FT=GB,对4受力分析可得FT+产NA=GA,则地面对重物A的

支持力大小为GA-GB,选项A错误，D正确；弹簧测力计的读数为2FT=2GB,

弹簧的伸长量为原=等=学，选项B、C错误。

KK

B级能力提升练

7.在如图所示的四幅图中，AB.均为轻质杆，各图中杆的4、C端都通过钱链

与墙连接，两杆都在B处由钱链相连接。下列说法正确的是（）

A.图中的48杆可以用径绳代替的有甲、乙、丙

B.图中的杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁

C.图中的杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁

D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁

答案B

解析轻质杆与轻绳的区别在于轻质杆不但能被压，还能被拉，而轻绳只能被拉，

根据这一点再取B点为研究对象并进行受力分析可得到图乙中43不能用轻绳代

替，图甲、乙、丁中3c不能用轻绳代替，故选B°

8.如图5所示，一质量为〃?的物体与劲度系数分别为由、&2的甲、乙两竖直轻弹

簧相连，两弹簧的另一端连接在框架上。物体静止时，两弹簧长度之和等于两弹

簧原长之和，则甲弹簧形变量为（）

甲

m

>

»

■»乙

?

图5

A•盘B.mg6+白

。科MAS

答案A

解析上下两个弹簧的形变量分别为A口和AX2,两弹簧的弹力分别为R和乃,

取向上为正方向。弹簧的长度之和等于两弹簧的原长之和，则甲弹簧拉伸、乙弹

簧被压缩，对物体进行受力分析有尸|十22=〃吆，Fi=kAvi,F=ki^X2,由于物体

静止时，两弹簧的长度之和等于两弹簧的原长之和所以有AU=A%2,联立可解得

Amg弘*人

入灯=八息,故选A。

9.（多选）如图6所示为缓慢关门时（关门方向为图中箭头方向）门锁的示意图，若弹

费始终处于压缩状态，则下列说法正确的是（）

图6

A.关门时锁壳对锁舌的弹力方向向右

B.关门时锁壳对锁舌的弹力方向垂直于锁舌的斜面

C.关门时弹簧弹力变大

D.关门时弹簧弹力方向与锁壳对锁舌的弹力方向在一条直线上

答案BC

解析关门时，锁壳对锁舌的弹力方向与接触面垂直，即垂直于锁舌的斜面，选

项A错误，B正确；关门时，弹簧的压缩量增大，根据胡克定律F=丘可知弹簧

弹力变大，选项C正确；被压缩的弹簧弹力的方向沿着弹簧向两边，锁壳对锁舌

的弹力方向垂直于锁舌的斜面，显然两者不在一条直线上，选项D错误。

10.三个重均为■N的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻

弹簧尸、q用细线连接如图7,其中。放在无摩擦的水平桌面上。开始时，P