2026版《金版教程》高考一轮复习物理第4节 重力、弹力和摩擦力　牛顿第三定律　力的合成与分解

高考总复习首选用卷物理第4节重力、弹力和摩擦力牛顿第三定律力的合成与分解考点一重力弹力1．滑板是深受年轻朋友追捧的极限运动。如图，当人站在水平滑板上运动时，下列说法正确的是()A．人的重心位置固定不变B．人对滑板的压力就是人的重力C．人在滑板上跳起做动作时不受到重力的作用D．人在滑板上跳起做动作时重心不一定在人身上答案：D解析：人的重心位置可能随人做各种动作而改变，故A错误；人对滑板的压力的施力物体是人，人的重力的施力物体是地球，所以人对滑板的压力和人的重力不是同一个力，故B错误；人在滑板上跳起做动作时仍然受到重力的作用，故C错误；重心可能在物体上，也可能在物体外，与物体的形状和质量分布有关，人在滑板上跳起做动作时重心不一定在人身上，故D正确。2．(多选)关于重力和弹力，下列说法正确的是()A．匀质、形状规则的物体的重心一定在几何中心B．重力就是地球对物体的吸引力，方向总是竖直向下C．静止在地面上的人受到的支持力是由于地面发生形变产生的D．篮球斜向下落到水平地面上，地面受到的压力方向斜向下答案：AC解析：匀质、形状规则的物体的重心一定在几何中心，故A正确；重力是地球引力的一个分力，方向总是竖直向下，故B错误；静止在地面上的人受到的支持力是由于地面发生形变产生的，故C正确；篮球斜向下落到水平地面上，地面受到的压力方向过落点垂直于水平地面向下，即竖直向下，故D错误。3．(多选)在下列图中，a、b表面均光滑，且a、b均处于静止状态，天花板和地面均水平，A、D中细绳均竖直。a、b间一定有弹力的是()答案：BC解析：图A中，假设a、b间有弹力，则a、b均不会静止，故a、b间无弹力；图B中，若移走a，则b会向左摆动，不能保持原有状态，故a、b间有弹力；图C中，若移走b，则a会向右摆动，状态发生改变，故a、b间有弹力；图D中，若移走b，a的状态不发生改变，故a、b间无弹力。故选B、C。4．将一根轻质弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的物体，物体静止时，弹簧长度为L1；而当弹簧下端固定在水平地面上，将质量为m的物体压在其上端，物体静止时，弹簧长度为L2。已知重力加速度为g，则该弹簧的劲度系数是()A.eq\f(mg,L1) B.eq\f(2mg,L1－L2)C.eq\f(mg,L1－L2) D.eq\f(mg,L2)答案：B解析：设弹簧原长为L0，由胡克定律得F＝kx，式中x为形变量，弹簧下端悬挂一质量为m的物体并静止时，有mg＝k(L1－L0)，将质量为m的物体压在弹簧的上端并静止时，有mg＝k(L0－L2)，联立解得k＝eq\f(2mg,L1－L2)，故B正确。5．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面(点)只有C图中的水平面粗糙，其他均光滑(其中D图中O点为球心)。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是()答案：A解析：选项A中，物体A受到墙的弹力F1，方向垂直于墙壁向右，还受到斜面的支持力F2，方向垂直于斜面向上，故A正确；选项B中，F2方向不对，应由接触点指向球心O，故B错误；选项C中，F1方向应垂直于墙壁向右，故C错误；选项D中，物体A只受到水平面竖直向上的弹力F1，右侧的球对A没有弹力，否则A将向左运动，与实际情况不符，故D错误。考点二摩擦力6．(2024·广西高考)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3，则()A．Ff1<Ff2<Ff3 B．Ff1＝Ff2<Ff3C．Ff1＝Ff3<Ff2 D．Ff1＝Ff2＝Ff3答案：D解析：设货箱的质量为m，直木板倾角为θ，货箱与直木板间的动摩擦因数为μ。由垂直于直木板方向受力平衡和牛顿第三定律可知，货箱对直木板的压力大小为F压＝mgcosθ。根据滑动摩擦力的公式可得，货箱受到的摩擦力Ff＝μF压＝μmgcosθ。由题意可知，三个货箱的m、μ均相同，则Ff1＝Ff2＝Ff3，故选D。7．(多选)如图为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变。物体被无初速度地放在皮带的底端A上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C。在传送过程中，物体受到的摩擦力()A．在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力B．在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力C．在BC段不受静摩擦力D．在BC段为沿皮带向上的静摩擦力答案：AD解析：在AB段物体做匀加速直线运动，物体对皮带有压力，且物体相对皮带沿皮带向下滑动，接触面粗糙，故物体受到沿皮带向上的滑动摩擦力，A正确，B错误；在BC段物体做匀速直线运动，受力平衡，所受合力为零，物体受重力、支持力和沿皮带向上的静摩擦力，故C错误，D正确。8．(多选)质量为10kg的木箱静止在水平地板上，至少要用31N的水平推力，才能使它从原地开始运动。现将一水平推力F作用在木箱上，F随时间t变化的图线如图所示。已知木箱在4～6s时间内做匀速直线运动，重力加速度g取10m/s2。则下列说法正确的是()A．木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3B．0～2s时间内木箱所受摩擦力大小为0C．2～4s时间内木箱所受摩擦力大小为31ND．4～6s时间内木箱所受摩擦力大小为30N答案：AD解析：4～6s时间内，木箱做匀速直线运动，根据平衡条件可知，此时滑动摩擦力为f滑＝F3＝30N，木箱对地面的压力大小等于木箱重力，即N＝mg，又f滑＝μN，联立解得动摩擦因数μ＝eq\f(f滑,mg)＝eq\f(30N,100N)＝0.3，故A、D正确；0～2s时间内，推力F1＝20N<31N，木箱静止，根据平衡条件，0～2s时间内木箱所受摩擦力大小为f静＝F1＝20N，故B错误；2～4s时间内，推力F2＝40N>31N>30N，木箱做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，因压力大小和接触面粗糙程度均不变，木箱受到的滑动摩擦力大小不变，则2～4s时间内木箱所受摩擦力为f滑＝30N，故C错误。9．如图所示，物体a、b和c叠放在水平面上，水平力为Fb＝3N，Fc＝6N，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＝0，f3＝6NC．f1＝0，f2＝3N，f3＝3ND．f1＝0，f2＝6N，f3＝3N答案：C解析：a、b和c保持静止，对a受力分析，由平衡条件可知，a不受摩擦力，即f1＝0；对b受力分析，由平衡条件可知，c对b的摩擦力方向向右，大小为f2＝Fb＝3N；对c受力分析，根据牛顿第三定律可知，b对c的摩擦力方向向左，大小为f2′＝f2＝3N，由平衡条件可得Fc＝f2′＋f3，所以地面对c的摩擦力大小为f3＝3N，方向向左。综上所述，C正确。考点三牛顿第三定律10．如图所示，在我国北方寒冷的冬季，狗拉雪橇是不少景区的旅游项目。狗拉着雪橇从静止开始运动，下列说法正确的是()A．当狗拉雪橇加速前进时，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力B．狗先对雪橇施加拉力的作用，雪橇随后对狗施加反作用力C．狗拉雪橇的力与地面对雪橇的摩擦力是一对相互作用力D．狗对雪橇的拉力与雪橇对狗的拉力大小总是相等答案：D解析：狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，它们同时产生、同时消失，两力大小始终相等，方向总是相反，故A、B错误，D正确；狗拉雪橇的力与地面对雪橇的摩擦力，是不同物体对雪橇的力，它们不是一对相互作用力，故C错误。考点四力的合成与分解11．如图所示，拖拉机拉着耙耕地，拉力F与水平方向成α角，若将该力沿水平方向和竖直方向分解，则它在竖直方向的分力大小为()A．Fcosα B．FsinαC．Ftanα D．F答案：B解析：根据平行四边形定则，将力F沿水平方向和竖直方向分解，如图所示，可得它在竖直方向的分力大小为Fy＝Fsinα，故选B。12．斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是53°，每根钢索中的拉力都是6×105N，已知sin53°＝0.8，则它们对塔柱形成的合力是()A．5.6×105N B．7.2×105NC．3.6×105N D．4.8×105N答案：B解析：如图所示，已知每根钢索中的拉力都是F＝6×105N，根据平行四边形定则，它们对塔柱形成的合力是F合＝2Fcos53°＝2×6×105N×0.6＝7.2×105N，故选B。13．(2025·四川省遂宁中学高三上8月月考)一凿子的侧面与中心轴线平行，尖端夹角为θ，当凿子竖直向下插入木板中后，用锤子沿中心轴线竖直向下以力F敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图如图所示。若敲打凿子时凿子作用于木板1面的弹力大小记为F1，忽略凿子受到的重力及摩擦力，则F1的大小为()A.eq\f(F,sinθ) B．FcosθC．Ftanθ D．Fsinθ答案：A解析：将力F按作用效果分解，即沿垂直于1面方向和垂直于2面方向分解，如图所示，由几何关系可得F1＝eq\f(F,sinθ)，故选A。14．已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N，则()A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的C．F2有两个方向 D．F2可取任意方向答案：C解析：如图所示，以F的末端为圆心、以30N为半径画一个圆弧，由F2＝30N>Fsin30°＝25N可知，圆弧与F1所在直线有两个交点，则F1的大小不是唯一的，F2的方向也不是唯一的，有两个方向，故A、B、D错误，C正确。15．如图所示，有六个力分别组成正六边形的六个边，还有三个力分别为此正六边形的对角线，若F1已知，这九个力作用在同一点上，则这九个力的合力大小为()A．0 B．(6＋2eq\r(3))F1C．9F1 D．12F1答案：C解析：根据力的三角形定则，结合题图可知，F7和F3的合力等于F8，F4和F9的合力也等于F8，根据力的平行四边形定则，可知F1和F6的合力大小为2F1cos60°，方向与F8同向，又F2和F5的大小均为F1，方向均与F8同向，F1与F8的大小关系为F8＝2F1，则九个力的合力大小为F合＝3F8＋2F1cos60°＋2F1＝9F1，故选C。16．关于共点力的合成，下列说法正确的是()A．两个分力的合力一定比分力大B．两个分力大小一定，夹角越大，合力越小C．两个力合成，其中一个力增大，另外一个力不变，合力一定增大D．现有三个力，大小分别为3N、6N、8N，这三个力的合力最小值为1N答案：B解析：由力的平行四边形定则可知，两个分力的夹角较大时，合力可能小于任一分力，故A错误；两个分力大小一定，夹角越大，合力越小，故B正确；两个力合成，其中一个力增大，另外一个力不变，合力不一定增大，故C错误；大小分别为3N、6N、8N的三个力中，大小为3N和6N的两个力的合力范围在3N到9N之间，故这三个力的合力范围在0到17N之间，故D错误。17．(多选)图中木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ＝60°，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则()A．当F＝100N时，FN＝100NB．当F＝100N时，FN＝100eq\r(3)NC．θ一定，若F增大，FN也随之增大D．若F大小一定，要使FN增大，应该增大θ答案：AC解析：将F沿垂直于木楔两个侧面的方向进行分解，两个分力大小均为FN，如图所示，推力FN＝eq\f(F,2sin\f(θ,2))，当F＝100N，FN＝eq\f(100N,2sin30°)＝100N，故A正确，B错误；由FN＝eq\f(F,2sin\f(θ,2))可知，当θ一定时，若F增大，FN也随之增大，若F大小一定，要使FN增大，应该减小θ，故C正确，D错误。18．(2023·山东高考)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，重力加速度大小取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答案：B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均发生相邻两盘间距的形变，即有mg＝3kx，式中m＝300g，x＝1.0cm，解得每根弹簧的劲度系数k＝100N/m，故选B。19．如图所示，物体A放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧和竖直墙相连，静止时弹簧的长度小于原长，若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A，直到把A推动，在A被推动之前的过程中，弹簧对A的弹力F1大小和地面对A的摩擦力f大小的变化情况是()A．F1保持不变，f始终减小B．F1保持不变，f先减小后增大C．F1始终增大，f始终减小D．F1先不变后增大，f先减小后增大答案：B解析：由题意可知，A放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度小于原长，则弹簧对A的推力向右，A同时受到水平向左的静摩擦力；若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A，在把A推动前的过程中，弹簧长度不变，因此弹簧对A的弹力F1不变，物体A受到的静摩擦力先减小后反向增大，故B正确。20．(2024·辽宁高考)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时()A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力答案：C解析：当墨条的速度方向水平向左时，墨条相对于砚台水平向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误；根据牛顿第三定律，此时墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，则桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误，C正确；以砚台为研究对象，由平衡条件可知，桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力大小与墨条对砚台的压力大小之和，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，二者不是一对平衡力，故D错误。21．把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直且足够高的平整的墙上，如图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系可能正确的是()答案：B解析：由水平力F的表达式F＝kt可知，从t＝0开始力F从零逐渐增大。当力F比较小时，物体沿墙壁下滑，物体所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff＝μF＝μkt，即滑动摩擦力与时间t成正比。当滑动摩擦力Ff＝G时，物体的速度达到最大。当Ff＞G时，物体开始做减速运动，物体所受的滑动摩擦力Ff＝μkt，仍与时间t成正比。当物体速度减为零后，物体静止在墙壁上，摩擦力变为静摩擦力，根据平衡条件可知静摩擦力Ff＝G保持不变。所以从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系可能正确的是图像B。22．(2020·北京高考)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F­t图像如图乙所示。下列说法正确的是()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的变化曲线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答案：C解析：因为物块一直处于静止状态，则物块所受的向左的摩擦力一直与棉线对物块向右的拉力平衡，所以实验中不必让木板保持匀速运动，图乙中曲线是棉线对物块的拉力随时间的变化曲线，可以反映摩擦力随时间的变化情况，故A、B错误；由图乙可知，棉线对物块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，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，则最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7，故C正确；根据Ff＝μFN＝μmg可知，由于不知道物块的重力mg，故无法只用图乙中数据得出物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。23．减速带是一种常见的交通设施，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，图中弹力F的画法正确且分解合理的是()答案：B解析：减速带对车轮的弹力方向垂直于车轮和减速带的接触面且过车轮的圆心；按照力的作用效果分解，减速带对车轮的弹力对汽车有向左的阻碍作用和向上的支持作用，所以弹力应分解为水平向左和竖直向上的两个分力，故选B。24．(2020·海南高考)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的重力沿斜面向下的分力答案：B解析：设手机的质量为m，斜面倾角为θ。对手机进行受力分析，如图所示。由图可知支持力方向垂直斜面向上，摩擦力方向沿斜面向上，故A、C错误；根据平衡条件有：f＝mgsinθ，FN＝mgcosθ，因cosθ<1，故FN<mg，且摩擦力等于手机所受的重力沿斜面向下的分力，故B正确，D错误。25．(多选)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，系统置于水平面上静止不动。现用F＝2N的水平向右的拉力作用在B上，作用后它们仍静止不动，则作用后下列说法正确的是()A．木块A所受摩擦力大小是7NB．木块A所受摩擦力方向向右C．木块B所受摩擦力大小是10ND．木块B所受摩擦力大小是6N答案：BC解析：根据胡克定律，可得A、B间弹簧弹力大小为F1＝kx＝400×2×10－2N＝8N，对木块A受力分析，受到向左的弹簧弹力8N，因A处于静止状态，根据平衡条件，可得木块A所受静摩擦力大小为fA＝8N，方向水平向右，故A错误，B正确；对B受力分析，受到向右的弹簧弹力8N和向右的拉力2N，B仍静止不动，由平衡条件可知，B所受的静摩擦力大小为8N＋2N＝10N，方向向左，故C正确，D错误。26．(2021·广东高考)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示。忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是()A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力答案：B解析：将拉力F正交分解，水平方向的分力：Fx曲＝Fsinα，Fx直＝Fsinβ，竖直方向的分力：Fy曲＝Fcosα，Fy直＝Fcosβ，由题知α<β，则sinα<sinβ，cosα>cosβ，可得到Fx曲<Fx直，Fy曲>Fy直，A错误，B正确；耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，与犁的运动状态无关，故C、D错误。27．某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于竖直壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D。设C与D的接触面光滑，C与竖直壁的接触面也光滑，铰链的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.6m，b＝0.1m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为()A．3∶1 B．4∶1C．5∶1 D．6∶1答案：A解析：设力F与AC方向和BC方向的夹角均为θ，将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解图如图甲所示。则有2F1cosθ＝2F2cosθ＝F，则得F1＝F2＝eq\f(F,2cosθ)。再将F2按作用效果分解为FN和FN′，作出力的分解图如图乙所示，其中FN就等于物体D所受压力的大小。则有FN＝F2sinθ，联立得到FN＝eq\f(Ftanθ,2)，根据几何知识可得tanθ＝eq\f(a,b)＝6，代入上式可得FN∶F＝3∶1，故A正确。28．俗称书籍整理神器的“铁书立”是一种用来支撑书籍以达到使书籍平稳站立效果的物品，是学习办公时的常用文具，如图甲所示。现在将其简化为图乙示意图，水平桌面上有一质量为M的静止的“铁书立”，刚好静止摆放了两本书A和B，且此时B书与水平桌面