高考物理一轮复习专题2.1重力、弹力、摩擦力(原卷版+解析)

考点05重力、弹力、摩擦力

1.认识重力、弹力与摩擦力。通过实验，了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象，

新课程标准

能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。

高考命题主要涉及对重力、弹力、摩擦力的理解和应用，考查的物理方法主要是善于运

命题趋势

用假设法分析判断力是否存在

情境生活实践类生活中的弹力、摩擦力的应用和桥梁建设，生活中物体悬挂等

命题学习探究类探究弹簧弹力与形变量的关系

一、重力

1.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。

2.大小：G=岖,与物体的运动状态无关，与物体所在的纬度、高度有关。

3.方向：竖走向下。

4.重心

(D定义：物体各部分都受重力的作用，从效果上看,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。

(2)重心的确定：质量分布均匀的规则物体的重心在其几何空心上；形状不规则或质量分布不均匀的薄

板，重心可用可挂法确定。

二、弹力

1.定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。

2.产生条件

(1)两物体相互接触;

(2)发生弹性形变。

3.方向：与施力物体恢复形变的方向也国(选填“相同”或“相反”)，作用在迫使物体发生形变的那

个物体上。

4.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：F=kx.k是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定，单位是牛/米,x是弹簧长度的彩

变量,不是弹簧形变以后的长度。

(3)发牛.弹性形变要注意是拉伸形变还是压缩形变

【典例1】弹性.形变的区分

(2023•青岛模拟)如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA=3N,GB=4N,弹簧的重力不计，整个

装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力/=2N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是

A.3N和4NB.5N和6N

C.IN和2ND.5N和2N

答案:D

解析:

弹簧可能是压缩状态，也可能是拉伸状态。设绳子的拉力为。，地板的支持力为产N，弹黄的弹力为凡

分情况讨论：(1)当弹簧是压缩状态时，A、B受力图如图所示，对物体A:F+TA=GA，对物体B:FN=F

+GB，代入数据，解得7i=lN,FN=6NO

(2)当弹簧是拉伸状态时，图中的尸分别反向。对物体A：Gt+尸=力「对物体E：F+FN=GR,计算可

得勿=5N,产N=2N,故D正确，A、B、C错误。

5.弹力是被动力，要结合物体所处的运动状态分析

【典例2】弹力是被动力

（2023•新疆维吾尔自治区3月检测）如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上

放一球，球与水平面的接触点为。，与斜面的接触点为从当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下

列结论正确的是（）

A.球在八〃两点处一定都受到支持力

B.球在。点一定受到支持力，在〃点处一定不受支持力

C.球在。点一定受到支持力，在〃点处不一定受到支持力

D.球在。点处不一定受到支持力，在〃点处也不一定受到支持力

答案:D

解析：若球与小车一起做水平匀速运动，则球在〃处不受支持力作用：若球与小车一起水平向左做匀加速

运动，则球在〃处受到的支持力可能为零，D正确。

练习1.（多选）（2023•河北武强中学高三月考）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。，在斜杆下端固定有质量为勿的小球。现使小车以加速度a向右做匀加速运动,

下列说法正确的是（）

A.杆对小球的弹力竖直向上

B.杆对小球的弹力沿杆向上

C.杆对小球的弹力大小可能为产方

cos〃

D.杆对小球的弹力大小为—mg24-—'~ma―'

答案:CD

解析：设杆对小球的弹力尸在竖直方向的分力为G水平方向的分力为凡,由牛顿第二定律可知.F,.

=mg,Fx=ma,―mg~彳~焉~,当竺=lan。时，即a=/an。时，杆对球的弹力沿杆向上，此时

Vmg

Q=一侬万，综上所述，A、B错误，C、1）正确。

cos〃

6.“动杆”和“定杆”上的弹力

①动杆：若轻杆用光滑的转轴或较链连接，当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，轻杆只

能起到“拉”或“推”的作用，否则会引起杆的转动。如图甲所示，若。为转轴，则轻杆在缓慢转动中，

弹力方向始终沿杆的方向。

②定杆：若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向。如图乙所示。定杆的

弹力方向应根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿笫二定律分析判断，如例1中（4）。

【典例3】动杆”和“定杆

（2023•河北唐山二调）如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过

光滑较链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G,斜面与水平地面间的夹角为60。，轻杆与竖直墙壁间

的夹角也为60°,则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为（）

A.G和GB.|。和平G

C.乎。和：GD.小G和2G

答案:A

解析：对小球进行受力分析，杆对小球的弹力/方向沿杆斜向上与水平方向成30°角，斜面对球的弹

力R方向垂直于斜面斜向上与水平方向成30°角，重力方向竖直向下，如图所示，

由几何关系可知三力互成120°角，根据平衡条件知，三力可以构成一首尾相连的等边三角形，则小球对斜

面和轻杆的力满足根据牛顿第三定律可知，斜面和轻杆受到小球的作用力大小满足K'=F=

G,选项A正确。

练习2.（多选）（2023•兰州一中模拟）两轻杆通过钱链相连构成一个三角形框架，/厉、BC、@三边长度为

30cm、20cm、40cm,在力点用一细线挂1kg的物块，系统处于静止状态，则（尸10m/s2）（）

4

A./历杆对/I点有沿杆从〃点指向4点的弹力

B.。杆作用于月点的弹力不一定沿。杆方向

C.。杆产生的弹力大小为2JN

I）.若改为挂一个0.5kg的物块，则4?杆上弹力也会变为原来的一半

答案:CD

解析：力9杆对力点有沿杆从4点指向〃点的拉力，选项A错误；由于是轻杆且通过较链连接，则。杆

作用于力点的弹力一定沿。杆方向，选项B错误：分析/点的受力，由相似三角形可知：篝=与解得G

DCAC

=2^=20N,选项C正确；因定赤，则4=15N,若改为挂一个0.5kg的物块，则力?杆上弹力为7.5

N,选项D正确。

7.“活结”和“死结”问题

1.活结：当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上的力是相等的，即滑轮只

改变力的方向不改变力的大小.

2.死结：若结点不是滑轮，是固定点时，称为“死结”结点，则两侧绳上的弹力不一定相等.

【典例4】“活结”和“死结”

（多选）（2023・廊坊期末）如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最容点6处固定一小滑轮，质量为，〃的

小球A穿在环上.现用细绳一端拴在A上，另一端跨过滑轮用刀尸拉动，使A缓慢向上移动.在移动过程

中关于铁丝对4的支持力尸N，说法正确的是（）

A,尺的方向始终背离圆心O

B.入的方向始终指向圆心。

C.尸N逐渐变小

D.八大小不变

答案：AD

解析：若在物块缓慢向上移动的过程中，小圆环A处于三力平衡状态，根据平衡条件知〃由与尸N的合力与

后等大反向共线，作出，相与FN的合力，如图，由三角形相似得：然=会；解得：/N=的咫，A。、B0

都不变，则心不变，方向始终背离圆心。，故A、D正确，B、C错误.

练习3.（2023•山东潍坊质检）如图所示，在竖直平面内固定一直杆，将轻环套在杆上.不计质量的滑轮用轻质

绳。。悬挂在天花板上，另一轻绳通过滑轮系在环上，不计所有摩擦.现向左缓慢拉绳，当环静止时，与手

相连的绳子水平，若杆与地面间夹角为仇则绳OP与天花板之旬的夹角为（）

A.B.0C.；+考D.3

答案:C

解析：当轻环静止不动时，PQ绳对轻环的拉力与杆对轻环的弹力等大、反向、共线，所以PQ绳垂直于杆,

由几何关系可知，绳PQ与竖直方向之间的夹角是"对滑轮进行受力分析如图，由于滑轮的质量不计，则

OP绳对滑轮的拉力与两个绳子上拉力的合力大小相等、方向相反，所以。。绳的方向一定在两根绳子之间

的夹角的角平分线上，由几何关系得OP绳与天花板之间的夹角"=5=养+。）=与+§,C正确.

【巧学妙记】

i计算弹力的两种方法；

：i.平衡体一应用平衡条件计算

I（1）对物体受力分析，明确是二力平衡还是多力平衡，面出受力图。I

1（2）应用物体的平衡条件，借助力的平行四边形定则及三角函数知识求解结

i果。

：2.非平衡体一应用牛顿第二定律计算

，（1）对物体受力分析，画出受力图。:

,：（2）应用牛顿第二定律，沿加速度的方向和垂直于加速度方向列方程。

（3）求解弹力的大小和方向，并判断结果的合理性。

摩擦力

一.摩擦力

1.定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生阻碍相

对运动或相对运动趋势的力.

2.产生条件

（1）接触面粗糙.

（2）接触处有压力.

（3）两物体间有相对运动或相对运动的趋势.

3.方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反.

4.大小

（1）滑动摩擦力：R=〃k,〃为动摩擦因数；

（2）静摩擦力：如々昆.

5.弹力与摩擦力的关系

若两物体间有摩擦力，则两物体向一定有弹力,若两物体间有弹力，但两物体间不一定有摩擦力.（均选填

“一定有”或“不一定有”）

二、关于摩擦力的注意事项

1、摩擦力的特点

（1）静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体也可能受到静摩擦力。

（2）摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势，而不是阻碍物体的对地运动，摩擦力可以

是阻力也可以是动力。

（3）摩擦力的方向与相对运动的方向相反，而不是与运动方向两反，摩擦力可以与物体的运动方向成一定

角度。

2.计原摩擦力大小时要注意分析是静摩擦力还是滑动摩擦力。

（1）滑动摩擦力：6=〃凡其中FN指的是物体之间相互挤压的弹力，并不一定等于物体的重力

（2）滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和材料有关，与物体间的接触面积无关，与物体的运动状态和受力无

关。

（3）静摩擦力是被动力，范围在O—Fmax之间，只有最大静摩擦力才和正压力成正比。.

（4）最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，有些情况下可以认为最大静摩擦力约等于滑动摩擦力

【典例5】生活中的摩擦力

（多选）（2023•浙江嘉兴市模拟）中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一.在楷书笔画中，长横的写

法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带.某同学在水平桌面上平铺一

张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住，如图所示.则在向右行笔的过程中（）

A.镇纸受到向左的摩擦力

B.毛笔受到向左的摩擦力

C.白纸只受到向右的摩擦力

D.桌面受到向右的摩擦力

答案：BD

解析：白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受力不平衡，

镇纸的作用是增大白纸与桌面之间的弹力与最大静摩擦力，故A错误；在书写的过程中毛笔相对纸面向右

运动，受到向左的摩擦力，故B正确；白纸与镇纸之间没有摩擦力，白纸始终处于降止状态，则白纸在水

平方向受到毛笔对白纸向右的摩擦力以及桌面对白纸向左的摩擦力，故C错误；根据牛顿第三定律，白纸

对桌面的摩擦力向右，故D正确.

练习4.（2023•江苏泰州联考）大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯。小王同学经过

调查研究发现，不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的，可以分为两大类，一种无台阶，另•种有台阶,

两种自动扶梯分别如图甲、乙所示。此外，小王同学还发现，为了节约能源，在没有顾客乘行时，这两种

自动扶梯都以较小的速度匀速运行，当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则电梯在

运送顾客上楼的整个过程中（）

甲无台阶自动扶梯乙有台阶自动扶梯

A.图中所示的无台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用

B.图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用

C.图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下

D.图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下

答案:A

解析：乘客在无台阶的扶梯二运动时，在加速和匀速阶段，都受到重力、支持力和静摩擦力。匀速阶

段乘客对扶梯的作用力竖直向下，在加速阶段偏离竖直方向；荚客在有台阶的扶梯上运动时，加速阶段受

到重力、支持力和静摩擦力，乘客对扶梯的作用力偏离竖直方向；匀速阶段受到重力与支持力，乘客对扶

梯的作用力竖直向下。综上分析，A正确。

三、摩擦力是被动力一摩擦力的突变问题

摩擦力的突变问题，无论怎样变化，其题根就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题，

解题时应注意以下三点：

（1）题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题，有时，有些临界问题

中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时

物体所处的状态即为临界状念。

（2）静摩擦力是被动力，其存在及大小、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。存在静摩擦力的连接系统，相对滑动与相对静止的临界状态时静摩擦力达到最大值。

（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、方向和运动性质的分界

点°

物体在摩擦力和其他力的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和方向将发生突变。

分类案例图示

在水平力F作用下物体静止于斜面匕F突然增大时

“静一静”突变

物体仍静止，则物体所受静摩擦力的大小或方向将

“突变”

物体放在粗糙水平面上，作用在物体上的水平力/

“静一动”突变

从零逐渐增大，当物体开始滑动时，物体受水平面的

摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力

滑块以。。冲上晶面做减速运动，当到达某位置时速

“动一静”突变

度减为零而后静止在斜面上，滑动摩擦力“突变”为

静摩擦力

“动一动”突变水平传送带的速度。大于滑块的速度。2,滑块受滑

动摩擦力方向水平向右，当传送带突然被卡住时，滑

IQ-;G）块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左

【典例6】“静一静”突变

（多选）.（2023•黄冈质检）如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到••个沿斜面向上的力尸作用，始终处

于静止状态，产的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在。〜时间内物体所受的摩擦力R随时间「的变

化规律可能为下图中的（取沿斜面向上为摩擦力片的正方向）（）

答案:BCD

解析：物体在斜面上始终处于平衡状态，沿斜面方向受力平衡方程为：尸一峰in0+件=0,解得用=/in

O-F,若初态/的sin〃=凡则选项B正确；若初态

所sin0>F,则选项C正确：若初态〃麻in8<F,则选项D正确。

【典例7】“静一动”突变

（2023•洛阳模拟）如图所示，粗糙长木板/的一端固定在钱链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位

置.当木板向下转动，。角逐渐增大的过程中，摩擦力石的大小随〃角变化最有可能的是（）

答案:B

解析：当月为静摩擦力时齐=〃跖in0,即不按正弦规律变化;当木块滑动后斤为滑动摩擦力，E=uR

=〃〃次os0,即E按余弦规律变化，故选项B正确.]

【典例8】“动一静”突变

（2023•福建三明市质检）如图甲所示，用力厂将质量为勿的物块压在竖直墙上，从£=0时刻起，测得

物块所受墙壁的摩擦力随时间按如图乙所示规律变化，则下列判断正确的是（）

A.0〜七时间内为静摩擦力，右时刻之后为滑动摩擦力

B.0〜/时间内物块沿墙壁加速下滑，仁时刻物块的速度为0

C.压力厂一定随时间均匀增大

D.压力户恒定不变

答案：B

解析：物块受到重力mg、水平压力F、墙面支持力N和墙面摩擦力£t=Q时摩擦力F=0,因此物块

沿埼壁下滑，物块受到滑动摩擦力，必满足f=〃K,而《=凡所以在。〜七时间内是滑动摩擦力，且随压

力口的增大而增大，A项错误；力时刻，f=晔,合力为0,加速度为0,所以0〜力时间内物块加速下滑，

力〜七时间内减速下滑，套时刻之后摩擦力恒定且等于砥，是静摩擦力，故七时刻物块的速度为0,B项正

确；由0〜为时间内—及尸="'可知，0〜&时间内压力厂随时间均匀增大，心时刻后户'可能继续增大,

也可能保持不变，C、I）错误.

【典例9】“动动”突变

（多选）.（2023•荆门上学期调考）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为。，以速度两逆时针匀速转动。

在传送带的上端轻轻放置一个质量为勿的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数〃"an。，则下列选项

中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是()

m

答案:即。

解析：当小木块速度小于传送带速度时，小木块相对于传送带向上滑动，小木块受到的滑动摩擦力沿

传送带向下，加速度大小a=gn0+乂geos0•当小木块速度达到传送带速度时，由于〃<lan夕，即〃力跃os

。〈唳in。，所以速度能够继续增加，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为沿传送带向上，a=的in

0—Ugeos0,加速度变小，则图像的斜率变小，所以B、D正确。

【巧学妙记】

摩擦力的突变问题，无论怎样变化，其题根就是静摩擦力和

滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题，解题时应注意以下三点:

(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一

般隐藏着临界问题，有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临

界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，

则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状杰。

(2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、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。存在静摩擦力的连

接系统，相对滑动与相对静止的临界状态时静摩擦力达到最大值。

(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、方向和运动性质的分界点。

非共面力弹力和摩擦力问题

经常遇到物体受多个非共面力作用处于平衡状态的情况，而在这类平衡问题中，又常有图形结构对称

的特点，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性.即某些力大小相等.解决这类问题的方法是根据物

体受力的对称性，平衡条件列出方程，求解结果.

【_典例10】（2023•广东高三月考）体育器材室里,篮球摆放在图示的球架上.已知球架的宽度为d,每个

篮球的质量为"?、直径为。，不计球与球架之间摩擦及球架圆柱面的粗细，则每个篮球对一侧球架的压力

大小为（）

A.^mg

2〃?,川。2—『

「------0----

2^5^D.口

答案:C.

解析：将篮球重力按效果分解如图.两个分力等于对球架的压力.

yJD2—^

由几何知识得:cosa=~p---

由力的合成得：2Fcos«=mg

解得F=故C正确.

2弦一才

【典例111（2（）23八省联考・湖北.6）如图所示，矩形平板A3CQ的4。边固定在水平面上，平板与水平面

夹角为仇AC与AA的夹角也为9.质量为，〃的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动.物

块与平板间的动摩擦因数〃=tan&重力加速度大小为g,拉力大小为（）

A.2〃?gsinf)cos5B.2〃?gsin0

8

D.〃?gsin0cosg

C.2/〃gsin5

答案：A

解析：对物块受力分析，如图甲、乙所示，重力沿斜面向下的分力为〃2gsi11〃，支持力入=〃?内0§0,滑动

摩擦力尸N=〃?gsin0,则拉力F=2w^sin%os专，故A正确.

F

rt

练习5.（2023.广东佛山模拟）质量为m的四只完全相同的足球叠成两层放在水平而上，底层二只足球刚

好接触成三角形，上层一只足球放在底层三只足球的正上面，系统保持静止.若最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，则（）

A.底层每个足球对地面的压力为〃噌

B.底层每个足球之间的弹力为零

C.下层每个足球对上层足球的支持力大小鸳

D.水平面的摩擦因数至少为乎

答案:B

4

解析：根据整体法，设下面每个尿对地而的压力均为则3尸N=4”?，故户N=3〃吆，A错误：四个球的

球心连线构成了正四面体，球放在水平面上，所以下层每个足球之间的弹力为零，B正确；上层足球受到重

力、下层足球对上层足球的三个支持力，由于三个支持力的方向不是竖直向上，所以三个支挣力在竖直方

向的分量之和等于重力，则下层每个足球对上层足球的支持力大小大于臂，C错误；如图所示，根据正四

面体几何关系可得，F与m我夹角的余弦值cos6=半，正弦值sin夕=乎，则有广孝

=Ff,解得用咫，/=乎〃©则〃=f=坐，所以水平面的摩擦因数至少为坐，故D错误.

那

1.（2023•陕西咸阳市5月检测）一根轻弹簧如图所示，其自由端〃在未悬挂重物时指针王对刻度5,

在弹性限度内，当挂上80N重物时指针正对刻度45,若要指针正对刻度20,应挂重物的重力是（）

A.40NB.30N

C.20ND.因4值未知，无法计算

2.：2023•衡水中学高三月考）水平横梁一端力插在墙壁内，另一端装有一小滑轮8轻绳的一端。固定于

墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为加=10kg的重物，N物=30°,如图11所示，则滑轮受到轻绳

的作用力的大小为（g取10N/kg）（）

A.50NB.20N

C.100ND.50^3N

3.（2023•兰州成功学校高三期末）如图所示，两木块的质量分别为阳和股，两竖直轻质弹簧的劲度系

数分别为左和他，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，现缓慢何上提上面的

木块，直到它刚离开上面弹簧，在此过程中下面木块移动的距离为（重力加速度为g）（C）

榷

A•T

C也

也

・

4.（2023•吉林第四次调研）如图所示，一枚硬币直立在高速行驶的列车窗台上，这说明了中国高铁具

有极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确的是（）

A.硬币直立过程中，列车一定做匀速直线运动

B.硬币直立过程中，一定只受重力和支持力，处于平衡状态

C.硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用

D.列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用

5.（2023•南京秦淮中学检测）如图所示，物体46叠放在物体。上，。置于水平地面上，水平力/作

用于8,使力、B、C一起匀速运动，各接触面间摩擦力的情况是（）

E国

A.对。有向右的摩擦力

B.C对力有向左的摩擦力

C.物体C受到三个摩擦力作用

D.。对地面有向左的摩擦力

6.（2023•景德镇一中高三月考）如图所示，物块力、月叠放在一起，用绕过定滑轮的细线连接，连接两

物块的细线水平。定滑轮连在力传感器上、用大小为尸的水平力拉物块儿使物块力匀速向右运动，此时力

传感器上的示数为不计滑轮与力传感器的重力，力与反8与水平面的接触面均粗糙，则（）

A.F〉FB.R<F

C.R=FD.无法判断A、尸的大小关系

7.（多选）（2023•安徽示范高中皖北协作区4月联考）正常情况下，打印机进纸系统能做到“每次只进•

张纸”，进纸系统的结构示意图如图所示，设刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为加，搓纸轮按图示方

向转动带动最上面的第1张纸向右运动。搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为小，纸张与纸张之间、纸张与

底部摩擦片之间的动摩擦因数均为"2,工作时搓纸轮给第1张泯的压力大小为瓦打印机正常工作时，下

列说法正确的是（）

A.第2张纸受到第1张纸的摩擦力方向向右

B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小为〃2（8~10〃必

C.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为0

D.要做到“每次只进一张纸”，应要求小＞〃2

8.（2023•贵州黔东南州3月高考模拟）如图所示，质量为10kg的物体力拴在一个被水平拉伸的弹簧

一端,弹簧的拉力为5N时，物体4处于静止状态。若小车以Im/T的加速度向右运动后，则屹取10m/s2）（）

A.物体力相对小车向右运动

B.物体力受到的摩擦力减小

C.物体力受到的摩擦力大小不变

D.物体力受到的弹簧拉力增大

9.（2023•广东新高考模拟）一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡

板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触.现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度『运动，同时

长方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木

板间的动摩擦因数分别为小和〃〃最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块的质量为加，重力加速度为9则

竖直挡板对物块的摩擦力大小为（）

B.¥〃I〃2侬

C.彳〃i〃inigI).镜〃]〃ling

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.（2023•北京北师大实验中学高三模拟）当薄板状物体形状不规则或质量分布不均匀时，可以采用悬挂法

测出物体的重心，下列说法正确的是（）

A.当在力点把物体悬挂起来时，物体重心必定在悬线所在直线上

B.悬线对物体的拉力与物体受到的重力是一对作用力与反作用力

C.该物体除重心。外，其他部分不受重力

D.如果在物体上另外取不同于4、〃的两个悬挂点，重新实验得到的重心位置将发生改变

3.（2023•河南省3月适应性测试）在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图1所

示的情况就是一个实例。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是（）

A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变

B.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的

C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大

D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力

4.（多选）（2023•惠州第三次调研）如图所示是锻炼身体用的拉刀器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧

的自然长度都是40cm,某人用620N的力把它们拉长至1.6m,则（）

A.人的每只手受到拉力器的拉力为300N

B.每根弹簧产生的弹力为150N

C.每根弹簧的劲度系数为125N/ID

D.每根弹簧的劲度系数为500N/m

5.（多选）（2023•安徽模拟）四个完全相同的弹簧测力计，外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连,

挂钩一端施加沿轴线方向的恒力F,以下四种情况中关于弹簧测力计读数的说法正确的是（）

丙

A.如果图甲中的物体静止在水平地面上，那么弹簧测力计的读数可能小于F

B.如果图乙中的物体静止在斜面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F

C.如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上，那么弹簧测力计的读数一定等于F

D.如果已知图丁中水平地面光滑，则由于物体的质量未知，无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系

6.（2023•江苏泰州联考）如图所示，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为V、k，它们一端固定在质量

为刃的物体匕另一端分别固定在。、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换为质量

为2/〃的物体（弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内），当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置

下降了才，则：为（）

A+A2mgk\+kz

2侬_____k、/<2

2mgk\+k?

7.（2023•广东高三专题练习）如图所示，与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定，另一端固定

一个质量为勿的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为［侬（g表示重力加速度），则轻杆对小球的

弹力大小为（）

8.（多选）（2023•河南南阳市期末质量评估）如图所示，两根刚性轻杆上端由自由旋转轴力连接，轻杆下端

固定一根自然伸长的匀质轻弹簧，围成边长为£的等边三角形将此装置竖直放在光滑水平面上，在轴

力处施加竖直向下的大小为6的作用力，弹簧被拉伸一定长度，若此时弹簧弹力大小恰为5,则弹簧的劲度

系数为（重力均忽略不计）（）

FF

（72-1）LB'2（V2-1）L

cFF

C.7=D.r=

（^5-1）L2（y/5-1）L

9.（2023•南充白塔中学高三月考）如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。己知

手掌与书间的动摩擦因数小=0.3,书与书间的动摩擦因数〃2=0.2,设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦

力大小。若每本书的质量为0.2Kg,该同学对书的水平正压力为200N,每本书均呈竖直状态，则下列说

法正确的是（）

A.每本书受到的摩擦力的合力大小不等

B.书与书之间的摩擦力大小均相等

C.他最多能夹住42本书

D.他最多能夹住60本书

10.（2023•济南模拟）如图甲是某同学写字时的握笔姿势，如图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的

状态，笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力，下列说法正确的是（）

A.图甲中笔可能不受摩擦力

B.图乙中笔可能不受摩擦力

C.图甲和图乙中于对笔的作用力方向都为竖直向上

D.图甲中手的握力越大，笔所受的摩擦力越大

11.（多选）（2023•咸阳高考模拟）建筑工地上搬运石板、水泥板等板材是很困难的事情，智慧的劳动人

民发明了一种巧妙的搬运工具如图甲所示，图乙是它的结构示意图，提手柄的两端都由一个“△”形固定

角架和两个偏心轮（表面材料为硬橡胶）组成，使用时板材被紧紧夹在两个偏心轮之间，依靠摩擦力提起板

材来实现搬运。已知板材与偏心轮之间的动摩擦因数为〃。则下列说法正确的是（）

A.搬运板材时，偏心轮与板材之间的摩擦力4〃K,其中K为偏心轮对板材的正压力

B.每个“八”形固定角架上的两个偏心轮对板材的正压力大小一定相等

c.每个偏心轮与板材之间的摩擦力大小一定等于板材重力大小的;

D.人工搬运板材的过程中需要消耗人体的化学能

12.（2023•贵州黔东南州3月模拟）躺椅在生活中用途广泛，图甲中人双脚离地而坐，图乙中人双脚

着地而坐。两图中位于水平地面.上的人和椅子都保持静止状态，下列说法正确的是（）

A.甲中人对躺椅的压力是由椅子发生形变产生的

B.甲中人不同的躺姿会改变躺椅对人的合力

C.乙中人脚用力蹬地时，躺椅对人背部摩擦力一定沿椅面向上

I）.乙中人脚用力蹬地时，脚对地的摩擦力大小与躺椅对地的摩擦力大小相等

13.（2023•黄冈质检）如图所示，在桌面上放置一张纸和一瓶矿泉水，矿泉水瓶静止在纸面上，如果突

然迅速向右拉动纸的一边，将纸片拉出，而矿泉水瓶相对桌面的位置几乎没变。卜.列说法正碓的是（）

A.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左

B.矿泉水瓶相对纸片向左运动

C.拉动纸片越快，矿泉水瓶受到的摩擦力越大

I）.拉动纸片越快，矿泉水瓶受到的摩擦力越小

14.（多选）（2023•浙江高三月考）有一种圆珠笔，内部有一艰小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，

在圆珠笔尾部的按钮上放一个100g的祛码，祛码静止时，弹簧压缩量为2mm。现用这支圆珠笔水平推一

本放在水平桌面上质量为900g的书，当按钮压缩量为3.6mmi未超过弹簧的弹性限度）时，这本书恰好匀

速运动。下列说法正确的是（g取10m/s2）（）

A.笔内小弹簧的劲度系数是500N/m

B.笔内小弹簧的劲度系数是50N/m

C.书与桌面间的动摩擦因数是0.02

D.书与桌面间的动摩擦因数是0.2

15.（2023•肇庆第二次统考）如图，手握一个水瓶，处于倾斜静止状态，以下说法正确的是（）

A.松手时瓶容易滑下，是因为手和瓶之间动摩擦因数变小

B.增大手的握力，瓶更难下滑，是因为瓶受的摩擦力增大

C.保持瓶静止时的倾斜程度不变，增大握力，手对瓶的摩擦力不变

D,手握瓶竖直静止时与倾斜静止时，瓶受到的摩擦力大小相等

16.（2023•安徽蚌埠市第三次教学质量检测）如图所示，一同学站在木板上用力向右推木箱，该同学的脚与

木板之间没有相对运动.若地面与木板、木箱之间均是粗糙的，下列说法正确的是（）

A.若木箱静止，木板向左运动，则地面对木板的摩擦力方向向右，对木箱没有摩擦力

B.若木板静止，木箱向右运动，则地面对木板的摩擦力方向向右，对木箱的摩擦力方向向左

C.若木板、木箱均静止，地面对木箱和木板均没有摩擦力

D.若木箱向右运动，木板向左运动，则地面对木板的摩擦力方向向左，对木箱的摩擦力方向向右

1.（2023年7月浙江选考）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼2

0隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推

力片、与速度方向垂直的升力F?和与速度方向相反的空气阻力下列受力分析示意图可能正确的是

)

2.（2023・而考北京卷，TU）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力变化的情况。实验台上固定一个力传感器，

传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的?一/图象如图乙所

示。下列说法正确的是（）

物决力传感器I

-I、]I

实验台长木板

A.实验中必须让木板保持匀速运动

B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线

C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10：7

D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数

3.（2023年7月浙江第2题）如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子

四周有一定空间。当公交车（）

A.缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动

B.急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动

C.缓慢转弯时，两只行李箱一定用对车子向外侧运动

D.急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动

4.（2023浙江第10题）如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面,

质量为m的工作人员被悬在空中的氮气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，M

5,

气球对其有大小为k、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质

点，此时工作人员（）

二mg

A.受到的重力大小为6

1

-mg

B.受到的合力大小为6

1

-mg

C.对球面的压力大小为6

1

-mg

D,对球面的作用力大小为6

5.（2023江苏卷2题）如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直

方向的夹角为Q，绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为

Q气球

/

TT

（A）sina（B）cosa（c）Tsina（D）Teosa

6.（2023年全国2卷16题）.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。

V3

已知物块与斜面之间的动摩擦因数为3,重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N,则

物块的质量最大为

A.150kgB.lOO^kgC.200kgD.2OOx/5kg

7.（2017年11月浙江选考）叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m,相互接触,

球与地面间的动摩擦因数均为U，则（）

A、上方球与下方3个球间均没有弹力

氏下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C、水平地面对下方三个球的支持力均为4nig/3

D、水平地面对下方三个球的摩擦力均为4Pmg/3

8.（2023年4月浙江选考）重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块

就会自动滑下。以下说法正确的是

A.在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变

B.自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小

C.自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小

D.石块开始下滑时.受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力

9.（2023海南）如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的（）

A.支持力竖直向上

B.支持力小于手机所受的重力

C.摩擦力沿斜面向下

D.摩擦力大于手机所受重力沿斜面向下的分力

10.（2017年全国3卷"题）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳

的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢

移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）

A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm

11.（2015广东）如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平面上，将杆竖直紧压

在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（）

A.三条绳中的张力都相等

B.杆对地面的压力大于自身重力

C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零

D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力

考点05重力、弹力、摩擦力

1.认识重力、弹力与摩擦力。通过实验，了解胡克定律。知道滑动摩擦和

新课程标准

静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。

高考命题主要涉及对重力、弹力、摩擦力的理解和应用，考查的物理方法主

命题趋势

要是善于运用假设法分析判断力是否存在

生活实践

生活中的弹力、摩擦力的应用和桥梁建设，生活中物体悬挂等

情境类

命题学习探究

探究弹簧弹力与形变量的关系

类

♦一一与重力弹力

一、重力

1.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。

2.大小：G=岖,与物体的运动状态无关，与物体所在的纬度、高度有关。

3.方向：竖直向下。

4.重心

(1)定义：物体各部分都受重力的作用，从效果上看,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。

(2)重心的确定：质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心上;形状不规则或质量

分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。

二、弹力

1.定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状会而跟它接触的物体产生力的作用，这

种力叫做弹力。

2.产生条件

(1)两物体相互接触：

⑵发生弹性形变。

3.方向：与施力物体恢复形变的方向相回（选填“相同”或“相反”），作用在迫使物

体发生形变的那个物体上，

4.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。

⑵表达式：F=kx<>〃是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定，单位是牛/米,x

是弹簧长度的形变量，不是弹簧形变以后的长度。

（3）发生弹性形变要注意是拉伸形变还是压缩形变

【典例1】弹性.形变的区分（2023•青岛模拟）如图所示，A、B两个物块的重力分别是

&=3N,GB=4N,弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹

力尸=2N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（）

A.3N和4NB.5N和6N

C.1N和2ND.5N和2N

答案:D

解析：

弹簧可能是压缩状态，也可能是拉伸状态。设绳子的拉力为。，地板的支持力为公，

弹黄的弹力为凡>分情况讨论：（1）当弹簧是压缩状态时，A、4受力图如图所示，对物体A:

F+TA=GA，对物体8:FN=F+G«,代