第3讲+重力、弹力和摩擦力+课件-2027届高考物理一轮专题复习

第二单元相互作用物体平衡课程标准核心考点考情统计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，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小2.通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题3.学会运用平行四边形定则、正交分解法分析力。知道平行四边形定则是一切矢量合成与分解的普遍法则。重力、弹力和滑动摩擦力2024：浙江6月T22023：浙江6月T2力的合成和分解共点力的平衡2025：浙江6月T6；1月T32024：浙江1月T62023：浙江6月T6；1月T2实验：探究弹簧弹力与形变量的关系2023：浙江6月T17实验：探究两个互成角度的力的合成规律

【学习目标】1.掌握重力的大小、方向及重心的概念。 2.掌握弹力的有无、方向的判断及弹力大小的计算方法，理解并掌握胡克定律。 3.会判断摩擦力的有无及方向，会计算摩擦力的大小。考点一重力和重心考点二弹力考点三摩擦力内容索引课时作业第3讲重力、弹力和摩擦力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。考点一重力和重心运动状态2.重力(1)产生：由于__________________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=mg，可用__________________测量。同一物体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：_______________。

3.重心：物体的各部分都受到重力的作用，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_________分布。

(2)不规则薄板形物体重心的确定方法：______法。地球的吸引弹簧测力计竖直向下质量悬挂如图所示，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例1【解析】水管口持续有水流出，而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能维持平衡，发生翻转，D正确。D1.弹力(1)定义：发生_______________的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。

(2)产生条件：①物体间直接___________；②接触处发生_______________。

(3)方向：总是与施力物体形变的方向___________。

考点二弹力弹性形变接触弹性形变相反2.弹力方向的判断3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解；(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。1.只要物体发生形变就会产生弹力作用。(

)2.轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向。(

)3.轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。(

)✕√✕考向一弹力有无及方向判断如图所示，下列四种情境中的小球或杆均处于静止状态，则关于它们受到的弹力的示意图，正确的是(

)例2A.

B.C.

D.

B考向二杆的弹力方向及大小计算

例3

D考向三胡克定律的理解和应用

例4

甲

乙C1.定义：两个相互接触的物体，当它们有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或_________________________的力，叫作滑动摩擦力或_________________。

2.产生条件(1)接触面粗糙。(2)接触物体间有________力。

(3)物体间有_______________或____________________。

考点三摩擦力相对运动趋势静摩擦力弹相对运动相对运动趋势3.大小(1)滑动摩擦力：Ff=μFN，μ为动摩擦因数，其大小与两物体的材料和接触面的粗糙程度有关。(2)静摩擦力：0＜F≤Fmax，Fmax为最大静摩擦力。4.方向：与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，可能跟运动方向相同或相反。1.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动。(

)2.受滑动摩擦力作用的物体可能处于静止状态。(

)3.接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。(

)4.摩擦力大小一定与正压力大小成正比。(

)5.两物体间的接触面积越大，滑动摩擦力一定越大。(

)✕√√✕✕考向一摩擦力方向的判断如图所示，A为长木板，在水平地面上以速度v1向右匀速运动，物块B在木板A的上表面以速度v2向右匀速运动。A、B间不光滑。下列判断中，正确的是(

)A.若v1=v2，则A、B之间无滑动摩擦力B.若v1＞v2，则A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力C.若v1＜v2，则B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力D.若v1＞v2，则B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力例5【解析】当v1=v2时，A、B之间无相对运动，它们之间没有滑动摩擦力，A正确；当v1＞v2时，以B为参考系，A向右运动，A受到B施加的向左的滑动摩擦力，B受到A施加的向右的滑动摩擦力，B、D错误；当v1＜v2时，以A为参考系，B向右运动，B受到A施加的向左的滑动摩擦力，A受到B施加的向右的滑动摩擦力，C错误。A如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平地面上，物体B受到大小为20N、方向水平向右的力F1的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用，三者均处于静止状态，则(

)A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右B.地面与物体C之间的摩擦力大小为5NC.物体C对物体B的摩擦力方向水平向左D.地面与物体C之间无摩擦力例6【解析】A处于静止状态，所受外力的合力为0，则A只受到重力与支持力，物体B对物体A没有摩擦力作用，A错误；对A、B、C整体分析，由于F1=20

N＞F2=5

N，可知，地面对物体C的摩擦力方向水平向左，大小Ff=F1－F2=15

N，B、D错误；对A、B整体分析，由于F1

的作用，整体相对C有向右的运动趋势，则物体C对物体B的摩擦力方向水平向左，C正确。C

例7

B(2025·嘉兴期中)如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平方向上有大小为Fb=3N、Fc=6N的力，分别作用于物体b、c上，a、b

和c

仍保持静止，以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c

与桌面间的静摩擦力的大小，则(

)A.f1=3N，f2=3N，f3=3NB.f1=3N，f2=0N，f3=6NC.f1=0，f2=3N，f3=3ND.f1=0，f2=6N，f3=3N例8【解析】对a受力分析，受重力和b对a的支持力，a相对于b没有相对运动趋势，所以物体a不受b的静摩擦力，即为f1=0，把物体a、b看作一个整体，对其受力分析，受重力、物体c对b的支持力和水平向左的力Fb，a、b整体相对c有向左的运动趋势，所以会受到c的向右的静摩擦力f2，由力的平衡可知f2=Fb=3

N，把物体a、b、c三者看作一个整体，受力分析知整体受重力、地面的支持力、水平向左的力Fb、水平向右的力Fc，整体有向右的运动趋势，在水平方向上由力的平衡有f3=Fc－Fb=6

N－3

N=3

N，方向水平向左，C正确。考向二摩擦力大小的计算C静摩擦力大小的计算方法(1)物体处于平衡状态：利用平衡条件求解。(2)物体处于加速状态：应用牛顿第二定律F合=ma求解。(3)最大静摩擦力：与接触面间的压力成正比，其值略大于滑动摩擦力，通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即Fmax=μFN。技能点拨在建筑装修中，工人用一质量为m、与墙面动摩擦因数为μ的磨石打磨竖直粗糙墙面，在与竖直面成θ角的推力F作用下，磨石以速度v向上匀速运动，如图所示。下列说法中，正确的是(

)A.磨石受到的摩擦力大小为μFcosθB.若撤掉F，磨石会立刻向下运动C.若撤掉F，磨石受到的摩擦力大小变为0D.若仅略微减小θ角，则磨石将做减速运动例9【解析】磨石受到的摩擦力大小为f=μFN=μFsin

θ，A错误；若撤掉F，墙面对磨石的弹力为0，磨石受到的摩擦力大小变为0，磨石只受重力的作用，做竖直上抛运动，故磨石先向上运动再向下运动，B错误，C正确；磨石向上匀速运动，根据平衡条件有Fcos

θ－mg=f=μFsin

θ，若仅略微减小θ角，cos

θ增大，sin

θ减小，则Fcos

θ－mg－μFsin

θ=ma＞0，可知若仅略微减小θ角，则磨石将做加速运动，D错误。C滑动摩擦力大小的计算方法(1)公式法：F=μFN。注意：FN是两物体间的正压力，不一定等于物体的重力。(2)状态法：利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。技能点拨1.分析摩擦力突变问题的方法(1)分析临界状态：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。(2)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。2.摩擦力突变问题注意事项(1)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趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的连接系统处于相对滑动或相对静止的临界状态条件是静摩擦力达到最大值。(2)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。素养提升摩擦力的四类突变问题(多选)如图所示，一重力为50N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1=20N，F2=8N，已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(

)A.木块受到的摩擦力的大小为15N，方向水平向左B.木块受到的摩擦力的大小为12N，方向水平向左C.若将F1撤去，木块受到的摩擦力的大小为8N，方向水平向右D.若将F1撤去，木块受到的摩擦力的大小为8N，方向水平向左例10【解析】最大静摩擦力为F静m=μFN=15

N，F1、F2的合力F=F1－F2=12

N＜15

N，方向向右，所以木块处于静止状态，所受的合力为零，故木块受到的静摩擦力向左，大小为12

N，A错误，B正确；若将F1撤去，因为F2＜15

N，木块在F2的作用下仍然处于静止状态，则木块受到的摩擦力大小等于F2的大小，为8

N，方向与力F2的方向相反，即方向水平向右，C正确，D错误。BC考向一“静—静”突变(人教版必修第一册改编)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。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F－t图像如图乙所示。下列说法中，正确的是(

)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变化的

曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数例11【解析】为了能研究摩擦力的变化情况，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与棉线向右的拉力平衡，题图乙是棉线向右的拉力随时间变化曲线，故题图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由题图乙可知棉线向右的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，A、B错误；由题图可知，最大静摩擦力约为10

N，滑动摩擦力约为7

N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7，C正确；根据Ff=μFN，FN=mg，可知，由于不知道物块的重力，无法求物块与木板间的动摩擦因数，D错误。C考向二“静—动”突变甲

乙如图所示，把一重力大小为G的物体，用一水平方向的推力F=kt(k为常量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，关于从t=0时刻开始物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系，下列选项中正确的是(

)例12【解析】当墙壁对物体的摩擦力Ff小于重力G时，物体加速下滑；当Ff增大到等于G时(即加速度为零时)，物体速度达到最大，物体继续下滑；当Ff＞G时，物体减速下滑。上述过程中摩擦力Ff=μF=μkt即Ff－t图像是一条过原点斜向上的线段。当物体速度减到零后，物体静止，物体受到的滑动摩擦力突变为静摩擦力，由平衡条件知Ff=G，此时图像为一条水平线。B正确。考向三“动—静”突变A.

B.C.

D.B(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0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μ＜tanθ，则能客观地反映小木块的受力和运动情况的是下图中的(取速度v0的方向为正方向)(

)例13【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a=gsin

θ＋μgcos

θ；当小木块速度达到传送带速度时，由于μ＜tan

θ，即μmgcos

θ＜mgsin

θ，所以速度能够继续增大，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为沿传送带向上，则a=gsin

θ－μgcos

θ，加速度变小，则v－t图像的斜率变小，B、D正确。考向四“动—动”突变BDA.

B.C.

D.课时作业答案速对第二单元第3讲重力、弹力和摩擦力题号1234567答案DADACBD题号8910111213答案DACADCC1.如图所示，用手指转动旋钮，在这一过程中手指和旋钮之间(

)A.只有摩擦力B.既没有弹力，也没有摩擦力C.只有弹力D.既有弹力，又有摩擦力D

A3.如图所示，水平桌面上等间距放置几支玻璃管，玻璃管上放一张轻薄的复合板，在复合板上放一辆电动遥控小车。启动遥控小车的前进挡，则(

)A.小车向左运动，受到向左的滑动摩擦力B.小车向左运动，受到向右的滑动摩擦力C.复合板受到小车的滑动摩擦力作用而向右运动D.复合板受到小车的静摩擦力作用而向右运动D4.如图所示，物块在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来，则传送带转动后，下列说法中，正确的是

(

)A.物块受到的摩擦力不变B.物块受到的摩擦力变大C.物块可能减速下滑D.物块可能减速上滑A5.(2025·杭州上城区等五地期末)如图所示，水平地面上放着一个杯子，并将汤匙的一端靠在杯子上，另一端放在水平地面上，汤匙与地面和杯子的接触点分别为M和N，则(

)A.汤匙在N点受到的支持力是由汤匙的形变产生的B.汤匙在M点受到的支持力沿MN方向C.地面对杯子的支持力大于杯子的重力D.杯子一定不受地面的摩擦力【解析】汤匙在N点受到的支持力是由碗的形变产生的，A错误；汤匙在M点受到的支持力垂直地面向上，B错误；汤匙对杯子有一个斜向下的压力，对杯子受力分析，由于地面对杯子的支持力大于杯子的重力，且水平向上地面对杯子有向右的摩擦力可知，C正确，D错误。C6.餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度g取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(

)A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m【解析】由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使三根弹簧发生形变的形变量恰好等于相邻两盘间距，则有mg=3kx，解得k=100

N/m，B正确。B7.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α角度的细绳拴接一小球。当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法中，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的作用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的作用【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=0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，细绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零，D正确。D8.如图所示为一个玩具支架，其底板置于水平桌面上，顶部固定一磁铁A。铅笔尾部套一环形磁铁B后，置于A的正下方。铅笔保持竖直状态，且笔尖没有离开水平底板。若铅笔与B之间的最大静摩擦力大于铅笔的重力，则(

)A.铅笔受到2个力的作用B.A的下端和B的上端是同名磁极C.底板对铅笔的支持力和铅笔的重力是一对平衡力D.桌面对底板的支持力大小等于支架、铅笔和两磁铁的总重【解析】铅笔可能受到重力、支持力、磁铁B的静摩擦力3个力的作用，A错误；无法判断A的下端和