高考物理一轮复习专题-受力分析(07)无答案

高考物理一轮复习考点

专题（05）重力弹力摩擦力（解析版）

考点一重力

I.产生：由于地球吸引而使物体受到的力.注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖言向下

的•个分力.

2.大小：G=mg,可用弹簧测力计测量.注意:⑴物体的质量不会变；（2）G的变化是由在地球

上不同位置处g的变化引起的（与纬度有关，随着纬度的升高而变大）.

3.方向：总是竖直向下的.注意:竖直向下是和水平面垂直,不•定和接触面垂直，也不•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.

（2）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•定在物体上.

高考考点

1、车里：表示聿力而不是质量（机车扇动）。

2、“零”重力状态：完全失重状态（自由落体）。

3、超重与失重的状态。

考点二弹力的分析与计算

I.弹性形变：撤去外力作用后能够恢复原状的形变.

2.弹力：

（I）定义：发生形变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.

⑵产生条件：

①物体间直接接触；

②接触处发生谴

（3）方向：总是与施力物体形变的方向相反.

Lq点与点I垂直于切面1国

（4）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.

3.弹力有无的判断“三法”

⑴假设法：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改

变.若运动状态不变，则比处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力.

⑵替换法：用细绳替换装置中的轻杆，看能不能维持原来的力学状态.如果能维持，见说明

这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力.

⑶状态法：由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的

运动状态，由二力平衡（或牛顿第二定律）列方程，求解物体间的弹力.

高考考点

1、支持力：垂直于接触面（过圆心问题讲解）

2、绳：a.刚性绳、柔性绳

b.只能拉不能捅。例：拉自己往上走。

CL根绳：沿绳的方向的F、v、a大小是相等的。区别一根绳（光滑）

和多根（粗糙）

3、杆：a.活杆：较链、转轴之类的词。静止时，力一定沿杆，向外或向内。

b.死杆：力是四面八方的，不确定。高考中一般不沿杆。间接判断。

4、弹簧：a.F=kx.k是常数但有单位。〃没有单位。

b.弹性限度内弹力和伸长量成正比。

c.拉伸还是压缩需要判断

d.两侧都有弹簧和一侧有弹簧的判断以及同样的力去拉光滑和粗糙接触面的

的弹簧。

e.轻质杆、弹簧（两端拉力大小相等）。

f.弹簧弹力不瞬变。

题型1接触面上弹力的分析与计算

【典例1］（多选）如图所示，一倾角为45。的斜面固定于墙角，为使一光滑的铁球静止于图

示位置，需加一水平力F,且产通过球心.下列说法正瑜的是（）

A.铁球一定受墙水平向左的弹力

B.铁球可能受墙水平向左的弹力

c.铁球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上4:二

D.铁球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上

【变式1】历经一年多的改造，2017年10月1日，太原迎泽公园重新开园，保持原貌的

七孔桥与新建的湖面码头，为公园增色不少.如图乙是七孔桥正中央一孔，位于中央的楔形

石块1,左侧面与竖直方向的夹角为"右侧面竖直,若接触面间的摩擦力忽略不计，则石

块1左、右两侧面所受弹力的比值为（）_

A-----7B.sin。

tan6

C,cos0D・2cos8

题型2轻绳(轻杆)弹力的分析与计算

1.“动杆”和“定杆”问题

(1)动杆：若轻杆用转轴或校链连接，当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则

会引起杆的转动.如图6用所示，若。为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的

方向.

图6

(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，

水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一个小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上，

另一端跨过滑轮后悬挂一质量〃?=10kg的重物，NCBA=30。.滑轮受到绳子的作用力应为

图丙中两段绳中拉力人和尸2的合力，因为同一根绳子张力处处相等，都等于重物的重力,

即R=&=G=〃吆=100N.用平行四边形定则作图，可知合力尸=100N,所以滑轮受绳的

作用力为I00N,方向与水平方向成30。角斜向下，弹力的方向不沿杆.

【典例2](多选汝口图所示，杆8c的B端用钱链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮.重

物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡.若将绳的A端沿墙缓慢向下移(8C

杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)，贝女)

A.两段绳中的拉力大小相等，且保持不变

B.两段绳中的拉力大小相等，但发生变化

C.杆对C端的弹力沿杆方向由8指向C

D.3c杆受绳的压力增大

【变式2］（多选）如图2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

的夹角为仇在斜杆的下端固定有质量为的小球.下列关于杆1寸球的作用力F的判断中，

正确的是（）

0^

；，月〃〃/

图2

A.小车静止时，F=mgsin。,方向沿杆向上

B.小车静止时，F=mgcos0,方向垂宜于杆向上

C.小车向右匀速运动时，一定有方向竖直向上

D.小车向右匀加速运动时，一定有尸＞"吆，方向可能沿杆向上

【变式2】如图所示，质量为〃，的小球套在竖直固定的方滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的

最高点人另一端与小球相连.小球静止时位于环上的3点，此时轻绳与竖直方向的夹角为

60°,则轻绳对小球的拉力大小为（）

A.2ingB.小C.mgD.$mg

【提分笔记】

轻杆弹力的特点

杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，弹力的方向可以沿着杆，也可以不沿着杆.

（D“活杆”：即一端由较链［或转轴）相连的轻质活动杆，它的弹力方向一定沿杆的方向.

（2广死杆”：即轻质固定杆，它的弹力方向不一定沿杆的方向，需要结合平衡条件或牛顿第二

定律求得.

⑶轻杆的弹力大小及方向均可以发生突变.

题型3轻弹簧（弹性绳）弹力的分析与计算

（I）活结：当绳绕过滑轮或挂钩时，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，例如图乙中，两段绳中的拉力大小都等于重物的重力.

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

【例3】（2016・全国in・17）如图7,两个轻环。和。套在位于竖直面内的一段固定圆瓠上;

一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为〃?的小球.在〃和力之间的细线上悬挂一小物块.平

衡时，a、。间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为（）

A.yB.2C./nD.2〃？

答案C

解析如图所示，圆弧的圆心为O,悬挂小物块的点为c,由于ab=R,则△“0人为等边三

角形，同一条细线上的拉力相等，T=mg,合力沿0c方向，则0c为角平分线，由几何关系

知，/加为=120。，故线的拉力的合力与物块的重力大小相等，即每条线上的拉力T=G=!ng,

所以小物块质量为机，故C对.

【典例3】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

【变式3】如图所示，小球。的质量为小球。的质量的一半，分别与轻弹簧A、8和轻绳相

连接并处于平衡状态.轻弹簧4与竖直方向的夹角为60。，轻弹簧48的伸长量刚好相同，

则下列说法正确的是（）

A.轻弹簧人、B的劲度系数之比为I:3

B.轻弹簧A、13的劲度系数之比为2：1

C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2：1

D.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为小：2

【变式4】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〃?的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为点〃双g表示重力加速度），则轻

杆对小球的弹力大小为（）

【提分笔记】

弹簧既可能处于压缩状态，也可能处于拉伸状态，无论处于哪种状态，只要是在弹性限度

内，胡克定律都适用.如果题目中只告诉弹簧的形变量，或只告诉弹簧弹力的大小，而没

有指出弹簧处于拉伸状态还是压缩状态，则要分情况进行讨论.

考点三摩擦力的分析与计算

静摩擦力与滑动摩擦力

名称

静摩擦力（补漏的作用）滑动摩擦力

项

定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力

①接触面粗糙①接触面粗糙

产生条件②接触处有弹力②接触处有弹力

③两物体间有相对运动趋势③两物体间有相对运动

大小OvFfWRmFLRFN

方向与受力物体相对运动趋势的方向相反与受力物体相对■■的方向11L反

作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运前

1.静摩擦力的分析

⑴物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小.

⑵物体有加速度时，若只受静摩擦力，则衣=，陷.若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则

产合二〃?4先求合力再求静摩擦力.

2.滑动摩擦力的分析

滑动摩擦力的大小用公式来计算，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；FN为两接触面间的正压

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.

3.静摩擦力的有无和方向的判断方法

⑴假设法：利用假设法判断的思维程序如下：

不发生相一无相对运一无静摩

＜对滑动动趋势擦力方向与相

假设物体问对运动趋

接触面光滑.势的方向

--------＜发生相对有相对运一有静摩

滑动动趋势擦力”

⑵状态法：先判断物体的状态（即加速度的方向），再利用牛顿第二定律（F合二〃心）确定合力,

然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向

⑶牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确

定另一物体受到的静摩擦力方向.

题型1摩擦力有无与方向的判断

【典例4】如图所示，倾角为夕的斜面体C置于水平地面上，小物体8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8的一段细绳与斜面平行，已知4、B、。都

处于静止状态，贝小）

A.B受C的摩擦力一定不为零

B.C受地面的摩擦力一定为零

C.C有沿地面向右滑的趋势，一定受到地面向左的摩擦力

D.将细绳剪断而8依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力水平向左

【变式5】水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力K和地面对它的摩擦力6的作用，

当物体一直处于静止的状态下，下面各种说法中正确的是（）

A.当Q增大时，B随之减小

B.当B增大时，入保持不变

C.Fi和F?是一对作用力和反作用力

D.F^和B的合力为零

【提分笔记】

静摩擦力的分析

静摩擦力的大小和方向都具有不确定性、隐蔽性和被动适应性的特点，如果受力或运动情况

不同，它们会随着引起相对运动趋势的外力的变化而变化，且大小在。~工皿范围内变化.因

此对于静摩擦力问题，必须根据题意认真分析.

题型2摩擦力的分析与计算

【典例5】如图所示.一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持

产的大小不变，而方向与水平面成6（）。角，物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动

摩擦因数为（）

A.2-小B.芈C.坐D.坐

Y632

【变式6］（多选）如图所示，有一方形容器，被水平力尸压在竖直的墙面上处于静止状态，

现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，贝!下列

说法中正确的是（）

A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变

C.水平力尸必须逐渐增大D.水平力/可能不变

【变式7】如图，两个倾角相同的斜面体甲、乙静止在粗糙水平面上，质量为〃?的物块分别

在竖直向下和沿斜面向下的外力尸作用下沿斜面匀速下滑，整个过程斜面体始终静止，则

（）

A.甲受地面向左的摩擦力

B.乙受地面的摩擦力为零

C.甲与加间的动摩擦因数小于乙与，"间的动摩擦因数

D,乙对m的合力方向竖直向上

【变式8］（多选）如图所示，物块A放在直角三角形斜面体8上面，8放在弹簧上面并紧挨

着竖直墙壁，初始没有外力时4、4静止；现用力/沿斜面向上推A,但4、8并未运动，

下列说法正确的是（）

A.人、B之间的摩擦力可能大小不变

B.A、3之间的摩擦力一定变小

C.B与墙之间可能没有摩擦力

D.弹簧弹力一定不变

【变式9】如图所示，在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块，图中木块倾

角为，木块与水平面间动摩擦因数为出木块所受重力为G现用一水平恒力小推木块,

使木块由静止开始向左运动，则木块所受的摩擦力大小为()

希

A-FB普

C."GD."(Gsin0+Feos0)

【变式10］如图所示，水平面上有一重为40N的物体，受到E=13N和22=6N的水平

力的作用而保持静止，Q与B的方向相反.物体与水平面间的动摩擦因数〃=02设最大

的静摩擦力等于滑动摩擦力.求：

⑴若只撤去物体所受摩擦力的大小和方向；

⑵若只撤去物体所受摩擦力的大小和方向.

【提分笔记】

计算摩擦力时的几点注意

(1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式/二〃心计算，静摩擦力

通常只能根据物体的运动状态求解.

⑵公式尸="心中，入为两接触面间的压力，与物体的重力没有必然关系，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，与接触面面积的大小也无关.

(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向

可能相同、可能相反，也可能不共线.

考点三摩擦力的“突变”问题

1.静一静“突变”

物体在摩擦力和其他力的共同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，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力发生突变.

2.静一动“突变”

物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,

则物体受到的静摩擦力将'突变”成滑动摩擦力.

3.动一静“突变”

在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦

力作用，滑动摩擦力"突变’为静摩擦力.

4.动一动"突变”

指滑动摩擦力大小与方向变化，例如滑块沿斜面下滑到水平面，滑动摩擦力会发生变化.

题型1静一静"突变”

【典例6】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即a、B和摩擦力的作用，

木块处于静止状态，如图所示，其中R=ION,F2=2N,若撤去则木块受到的摩擦力

为（）

RI--------1尸2

A.ION,方向向左B.6N,方向向右

C.2N,方向向右D.0

题型2静—动“突变”

【典例7］（多选）将力传感器A固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块

相连，滑块放在较长的小车上.如图甲所示，传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化

的规律.一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系沙桶，整个装置开始

处于静止状态.在滑块与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙，力传感器采集的F-1图象如图

乙所示.则（）

F/N

012345t/s

甲乙

A.2.5s前小车慢慢滑动

B.2.5s后小车做变加速运动（假设细沙仍在加注中）

C.2.5s前小车所受摩擦力不变

D.2.5s后小车所受摩擦力不变

题型3动一静“突变”

【典例8】如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力尸二灯/为恒量，，为时

间）压在竖直的足够高的平整墙上，从1=0开始物体所受的摩擦力/随，的变化关系是下图

中的（）

G小一

oto；

AB

k

otot