第05讲 三大性质力（复习讲义）（四川专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第05讲 三大性质力 目录 01考前解码·命题预警 2 02体系构建·思维可视 3 03核心突破·突破攻坚 3 考点一 力 重力 4 知识点1 力 4 知识点2 重力 4 考向1 重力与重心 5 考点二 弹力 6 知识点1 弹力、胡克定律 6 知识点2 弹力有无及方向的判断 7 知识点3 弹力大小的计算 8 考向1 弹力有无与方向的判断及大小计算 8 考向2 胡克定律 10 考点三 摩擦力 11 知识点1 静摩擦力、滑动摩擦力 11 知识点2静摩擦力的有无、方向判断及大小的计算 12 知识点3 摩擦力的四类突变问题 13 考向1 摩擦力的方向判断与大小计算 14 考向2 摩擦力的突变问题 16 04真题溯源·考向感知 19 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 重力 弹力 选择题 非选择题 \ \ \ 摩擦力 选择题 非选择题 \ \ \ 考情分析： 1．高考对这部分内容的考查，选择题：这是较为常见的考查形式，通常会在题目中设置各种情境，考查学生对重力、弹力、摩擦力的概念理解、方向判断、大小计算等。计算题：可能会结合物体的运动状态，如在牛顿第二定律的应用中，涉及到重力、弹力和摩擦力的综合分析，要求学生计算物体的加速度、位移等物理量。也可能在功能关系的题目中，通过分析摩擦力做功、弹力势能的变化等，来求解物体的速度、能量变化等问题。 2．从命题思路上看，试题情景为 题目情境越来越贴近生活实际 重力、弹力、摩擦力很少单独考查，通常会与牛顿运动定律、功和能、电场、磁场等知识综合起来命题，形成较为复杂的物理模型，要求学生具备较强的综合分析能力和逻辑思维能力。 复习目标： 目标一：深入理解重力、弹力、摩擦力的产生条件、本质和特点，明确重力与万有引力的关系，能准确判断弹力和摩擦力的有无，杜绝因概念模糊导致的失分。 目标二：熟练运用胡克定律计算弹力大小，准确使用滑动摩擦力公式 Ff = μFN 计算滑动摩擦力；对于静摩擦力，能够根据物体的受力平衡或牛顿第二定律求解其大小，清晰掌握不同情境下各力大小计算的方法和要点。 目标三.：熟练掌握重力、弹力、摩擦力方向的判断方法，尤其是弹力在不同接触类型下的方向（如点面接触、面面接触、绳和弹簧等），以及摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向的关系，确保在受力分析时力的方向判断准确无误。 考点一 力 重力 知识点1 力 一、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。 拓展 力一般分为以下两种： 性质力：按力的性质分类，包含重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。 效果力：按力的效果分类，包含拉力、压力、支持力、动力、阻力、引力、斥力等。 得分速记 考试时，要注意准确理解概念，比如重力方向是 “竖直向下”，不能写成 “垂直向下” 等。对于重心位置的判断，要考虑物体质量分布和几何形状两个因素，只有质量分布均匀且形状规则的物体，重心才一定在几何中心。 知识点2 重力 二、重力 定义：由于地球对物体的　吸引　而使物体受到的力。 大小：G＝　mg　，方向：　竖直向下　。 1.重力加速度g的特点 （1） 在地球上同一地点g值是　一个不变的常数　。 （2）g值随着纬度的增大而　增大　。 （3） g值随着高度的增大而　减小　。 2.重心：物体的重心与物体的　几何形状　、物体的　质量分布　有关；质量分布均匀的规则物体，重心在其　几何中心　；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。 考向1 重力与重心 例1 如图是儿童常玩的玩具不倒翁，将站立的不倒翁按倒在桌面上，不倒翁会重新立起，下列说法正确的是（　　） A．按倒不倒翁，其重心高度降低 B．按倒不倒翁，其重心高度不变 C．不倒翁所受到的桌面支持力是由于不倒翁发生形变产生的 D．不论不倒翁处于何种状态，其所受重力的方向总是竖直向下 【答案】D 【详解】AB．立起的不倒翁的重心很低，按倒不倒翁，其重心高度升高，故AB错误； C．不倒翁所受到的桌面支持力是由于桌面发生形变产生的，故C错误； D．不论不倒翁处于何种状态，其所受重力的方向总是竖直向下，故D正确。 故选D。 【变式训练1·变载体】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．水流对桶冲击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 【答案】D 【解析】水管口持续有水流出，而过一段时间桶会翻转一次，主要原因是流入的水导致水桶与水整体的重心往上移动，桶中的水到一定量之后水桶不能保持平衡，发生翻转，故选D。 【变式训练2】在韩国光州进行的2019年国际泳联世锦赛跳水女子十米台决赛中，中国选手陈芋汐获得冠军，这是中国队在该项目上第八次获得冠军。若只研究运动员入水前的下落过程，下列说法中正确的是（    ）    A．为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛中的运动员视为质点 B．运动员在下落过程中，感觉水面在加速上升 C．从开始起跳到入水的整个过程中，运动员的位移大于 D．跳水过程中陈芋汐的重心位置相对自己是不变的 【答案】B 【详解】A．为了研究运动员的技术动作，运动员的形状大小不可忽略，不可将正在比赛中的运动员视为质点，故A错误； B．运动员在下落过程中，水面相对运动员向上加速运动，运动员感觉水面在加速上升，故B正确； C．从开始起跳到入水的整个过程中，初位置指向末位置的有向线段长度不会大于10m，故C错误； D．跳水过程中运动员的姿态变化，重心位置相对自己是变化的，故D错误。 故选B。 考点二 弹力 知识点1 弹力、胡克定律 1.弹力 (1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用。 (2)产生条件： ①物体间直接接触； ②接触处发生弹性形变。 (3)方向：总是与施力物体形变的方向相反。 2.形变 （1）形变：物体在力的作用下　形状　或　体积　的变化。 （2）弹性形变：形变后撤去作用力时能够　恢复原状　的形变。 （3）弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度。 3.胡克定律 （1）内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F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，单位为N/m；k的大小由弹簧　自身性质　决定；x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度）。 知识点2 弹力有无及方向的判断 一、判断弹力有无的“三法” (1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变。 (2)假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处没有弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。 (3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。 二、弹力方向的判断 面与面 点与面 点与曲面 曲面与平面 垂直于接触面 垂直于接触面 垂直于切面 垂直于平面 绳的弹力一定沿绳 杆的弹力不一定沿杆 弹簧分拉伸、压缩 第三、绳上的张力一定沿着绳指向绳收缩的方向。物体面面或点面接触时的弹力的方向一定垂直于接触面或接触点的切面指向受力物体 （3）根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。 知识点3 弹力大小的计算 一、弹力大小的计算方法 (1)应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力。注意：x表示形变量。 (2)物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡条件来计算弹力。 (3)物体不处于平衡状态时可应用牛顿第二定律计算弹力。 得分速记 当题目中出现 “轻质弹簧”“缓慢拉动” 等关键词时，优先用胡克定律列方程；若涉及多个物体受力分析，注意弹力方向的准确性（如斜面与物体间的支持力垂直斜面）。 考向1 弹力有无与方向的判断及大小计算 例1图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是(　　) 【答案】C 【解析】选项A中小球只受重力和杆的弹力的作用，且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；选项B中，因为右边的绳竖直向上，如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；球与球接触处的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即弹力方向在两球心的连线上)，且指向受力物体，球与墙面接触处的弹力方向过接触点垂直于接触面，故C正确；球与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即弹力方向在接触点与球心的连线上)，即选项D中大半圆对小球的支持力FN2的方向应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心，故D错误。 【变式训练1】如图所示，固定斜面上有一小球，由一竖直轻弹簧P与一平行于斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则下列说法正确的是(　　) A．若小球光滑，轻弹簧P一定有弹力 B．若小球光滑，小球可能受到4个力 C．若斜面和小球都不光滑，轻弹簧Q不可能处于压缩状态 D．若斜面和小球都不光滑，小球与斜面之间一定有弹力 【答案】B 【解析】小球光滑时，若弹簧P无拉力，则弹簧Q一定有拉力，斜面对小球有支持力，小球可以平衡，A错误；小球光滑时，若弹簧P和Q都有拉力，斜面对小球一定有支持力，否则不会平衡，小球受4个力的作用，B正确；斜面和小球都不光滑时，若弹簧P无拉力且小球处于平衡状态，对小球受力分析，受到竖直向下的重力，斜面的支持力，受到的摩擦力可能沿斜面向下也可能沿斜面向上，还可能为零，弹簧Q可能伸长也可能压缩，还可能处于原长状态，C错误；斜面和小球都不光滑时，对小球受力分析，受到竖直向下的重力，若弹簧Q无拉力，小球受到弹簧P的拉力与重力平衡时，不受支持力，即小球与斜面间有可能无弹力，D错误。 【变式训练2】篮球比赛中，为闪躲防守队员，持球者将球经击地后传给队友，如图所示，则篮球对水平地面的压力是由（　　） A．篮球的形变而产生方向斜向下 B．地面的形变而产生方向斜向下 C．篮球的形变而产生方向竖直向下 D．地面的形变而产生方向竖直向下 【答案】C 【详解】水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的竖直向下的弹力。故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式训练3】下列对图中弹力有无的判断，正确的是（　　） A．小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力 B．小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，则绳对小球有弹力 C．小球被a、b两轻绳悬挂而静止，其中a绳处于竖直方向，则b绳对小球有拉力 D．小球静止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，倾斜面对球有弹力 【答案】B 【详解】A．小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀速直线运动，小球受到的重力和小车底部对小球的支持力平衡，车厢左壁对小球无弹力，A错误； B．小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，假设轻绳对小球没有弹力，去掉轻绳，小球会沿斜面下滑，假设不成立，即轻绳对小球有弹力，B正确； C．小球被a、b两轻绳悬挂而静止，其中a绳处于竖直方向，则小球的重力和a绳的拉力平衡，故b绳对小球一定没有拉力，C错误； D．小球静止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，小球的重力和三角槽底部对小球的支持力平衡，倾斜面对小球一定无弹力，D错误。 故选B。 考向2 胡克定律 例1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300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(　　) A．10 N/m B．100 N/m C．200 N/m D．300 N/m 【答案】B 【解析】由题知，取走一个盘子，稳定后余下的盘子正好升高补平，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，故选B。 【变式训练1】（2025·全国·高三月考）如图所示，一根轻质弹簧上端是固定的，下端挂一平盘，盘中有一物体，平盘与物体的总质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l，现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手．设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松手时盘与物体的加速度为（　　） A． B． C．0 D．g 【答案】A 【详解】当盘静止时，由胡克定律得，设使弹簧再伸长时手的拉力大小为，再由胡克定律得，得．刚松手瞬间弹簧的弹力没有变化，则以盘和物体整体为研究对象，所受合力大小等于，方向竖直向上．设刚松手时，加速度大小为，根据牛顿第二定律得，A正确． 【变式训练2】（2025·河北秦皇岛·二模）一质量未知的小球与劲度系数为k的轻质弹簧用两种不同的方式连接，如图甲、乙所示，小球均保持静止状态，弹簧的长度分别为L、0.6L，已知重力加速度为g，、，则小球的质量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设弹簧原长为，图甲中根据受力平衡可得 图乙中根据受力平衡可得 联立可得小球的质量为 故选A。 考点三 摩擦力 知识点1 静摩擦力、滑动摩擦力 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：Ff＝μFN，μ为动摩擦因数； (2)静摩擦力：0<F≤Fmax。 5．弹力与摩擦力的关系 若两物体间有摩擦力，则两物体间一定有弹力，若两物体间有弹力，则两物体间不一定有摩擦力。(均选填“一定有”或“不一定有”) 知识点2静摩擦力的有无、方向判断及大小的计算 一、 1.假设法 2.状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。 3.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的方向。 二、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。 三、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。 知识点3 摩擦力的四类突变问题 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。 拓展———摩擦力的突变问题 类型1　“静—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将发生突变。 类型2　“静—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。 类型3　“动—静”突变 在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，物体将不受滑动摩擦力作用，或滑动摩擦力突变成静摩擦力。 类型4　“动—动”突变 在滑动摩擦力作用下运动至达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止，则物体还是受滑动摩擦力作用，且其方向发生改变。 考向1 摩擦力的方向判断与大小计算 例1 （2025·全国·高三月考）人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是（　　） A．人受的摩擦力的方向是向下的 B．人受的摩擦力的方向是向上的 C．手握旗杆的力越大，旗杆受的摩擦力也越大 D．人受到的摩擦力是滑动摩擦力 【答案】B 【详解】人握住旗杆匀速上爬时，人相对于旗杆有向下滑的趋势，受到旗杆的静摩擦力方向向上，故A错误，B正确；由于人是匀速运动的，人竖直方向受到重力和摩擦力，由平衡条件分析得知，人受到的摩擦力等于人的重力，保持不变，所以人握旗杆用力增大，并不会使人受的摩擦力增大，根据二力平衡可知，人手相对于旗杆是静止的，人受到的摩擦力是静摩擦力，和人的重力大小相等，方向相反，故C、D错误。 【变式训练1】打印机是现代办公不可或缺的设备，其进纸系统结构如图所示，正常情况下能做到“每次只进一张纸”，某次打印过程中刚好还有100张相同的纸，每张纸的质量均为m，打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动，搓纸轮给第1张纸压力大小为，带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张之间，重力加速度为g，当打印机正常工作时下列说法中正确的是（　　） A．搓纸轮对1张纸的摩擦力方向向右 B．第2张与第3张之间的摩擦力大小为 C．第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为 D．一定大于 【答案】ACD 【详解】A．因为是搓纸轮带动第一张向右运动，第1张纸上表面受到搓纸轮施加的摩擦力f，方向向右，故A正确； D．第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力f′，方向向左，即有 F为搓纸轮对第1张纸的压力，要让纸张一张一张进入则需满足 由题知，故必有，故D正确； BC．第2张纸与第3张纸之间的摩擦力及第99张纸与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦力，根据受力平衡可知，大小均为，故B错误，C正确； 故选ACD。 【变式训练2】在生产劳动中常遇到这样的场景，四块相同木板整齐叠放在水平地面上，工人使用、、或其中一种方式使四块木板一起水平缓慢运动，如图所示。已知地面与木板间动摩擦因数大于木板与木板间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列判断正确的是（　　） A．若工人沿方向拖木板1，可能使四块木板一起运动 B．若工人沿方向推木板1，只要力足够大，可能使四块木板一起运动 C．若能使四块木板一起缓慢运动，可能小于 D．若能使四块木板一起缓慢运动，一定大于 【答案】C 【详解】AB．设每块木板的质量为，木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为， 当使用或方式时，以木板4为研究对象，3给4的最大摩擦力为 地面给4的最大静摩擦力 由于，所以，故4不会运动，错误； ．把四块木板当成整体，当只有作用时，有 当只有作用时，设与水平方向的夹角为，根据平衡条件有 解得 所以若能使四块木板一起缓慢运动，可能小于，也可能大于，错误正确。 故选。 【变式训练3】（2025·全国·高三练习）如图所示，原木P斜靠在光滑竖直墙和粗糙水平面间静止。关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（　　） A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的静摩擦力沿地面向右 D．N处受到的静摩擦力沿墙壁向上 【答案】AC 【详解】原木P受到支撑点M、N处弹力垂直于接触面，M处的支持力竖直向上，N处的支持力垂直墙壁水平向左，A正确，B错误；原木有沿地面向左滑动的趋势，M处受到的静摩擦力沿地面向右，C正确；光滑竖直墙N处不受静摩擦力作用，D错误。 【变式训练4】（2025·全国·高三练习）如图所示，A为长木板，在光滑水平面上以速度向右运动，木块B在木板A的上面以速度向右运动，试说明下列三种情况下，B对A的摩擦力的方向。 (1)时，B对A 。 (2)时，B对A 。 (3)时，B对A 。 【答案】(1)没有摩擦力 (2)滑动摩擦力向左 (3)滑动摩擦力向右 【详解】（1）时，光滑水平面，A、B两物体之间没有相对运动，也没有相对运动的趋势，故B对A没有摩擦力的作用。 （2）时，A相对于B有向右的运动，故B对A有向左的滑动摩擦力。 （3）时，A相对于B有向左的运动，故B对A有向右的滑动摩擦力。 考向3 摩擦力的突变问题 例1如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中。关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为 F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力 F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为 N减小，则f减小，故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式训练1】自卸翻斗车的主要特点是通过液压系统控制车厢的倾斜，从而实现自动卸载货物的功能。如图，翻斗车卸货过程中，车厢底部平面和水平面间的夹角θ从0缓慢增大，一段时间后，车厢内的货物包会自动滑下。若车厢底部粗糙程度一致，下列说法正确的是（　　） A．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的静摩擦力逐渐减小 B．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 C．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的滑动摩擦力逐渐减小 D．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 【答案】C 【详解】AB．在货物包滑动之前，货物包受到的静摩擦力大小为 货物包受的支持力大小为 随着夹角θ的增大，静摩擦力逐渐增大，支持力逐渐减小，A、B项错误； CD．在货物包滑动之后，货物包受到的滑动摩擦力大小为 货物包受的支持力大小为 随着夹角θ的增大，滑动摩擦力、支持力均逐渐减小，C项正确，D项错误。 故选C。 【变式训练2】如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，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，则下图中能客观地反映小木块的运动情况的是（    ） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】开始阶段滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律知 因此 小木块加速到和传送带速度相等时，由于 即 小木块不会匀速运动，然后小木块会继续加速，滑动摩擦力变为沿传送带向上，由牛顿第二定律知 因此 由公式知 . 注意摩擦力是被动力，速度相等时摩擦力会突变。所以BD正确，AC错误。 故选BD。 【变式训练3】（2025·四川成都·三模）图（a）为答题卡扫描仪，其内部结构如图（b）所示。扫描仪内部有一个摩擦滚轮放置在水平答题卡上方。正常工作时滚轮对顶部答题卡的正压力为F，摩擦滚轮顺时针转动，摩擦力只带动与之接触的顶部答题卡进入扫描仪内部进行逐张扫描，直至所有答题卡扫描完毕。已知每张答题卡的质量均为m，摩擦滚轮与答题卡间的动摩擦因数恒为，各答题卡间的动摩擦因数范围为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。要使该扫描仪能一直正常工作，正压力F的最大取值范围为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】要使扫描仪正常工作，每次只能带动顶部答题卡，需满足：滚轮对顶部答题卡的摩擦力大于顶部与下方答题卡间的最大静摩擦力，则由平衡条件及摩擦力的计算公式可得 由题知 令（取最大值保证所有情况） 解得 同时第二张答题卡不能动，需满足：第一张答题卡给第二张答题卡的最大滑动摩擦力小于等于第二张答题卡受到的最大静摩擦力，即 解得F≤3mg 综上可得 故选A。 1.（2025·安徽·高考真题）如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（　　） A．甲对木箱的摩擦力方向向左 B．地面对木箱的支持力逐渐增大 C．甲运动的加速度大小为 D．乙受到绳子的拉力大小为 【答案】C 【详解】A．因为物块甲向右运动，木箱静止，根据相对运动，甲对木箱的摩擦力方向向右，A错误； B．设乙运动的加速度为，只有乙有竖直向下的恒定加速度， 对甲、乙和木箱，由整体法，竖直方向受力分析有 则地面对木箱的支持力大小不变，B错误； CD．设绳子的弹力大小为，对甲受力分析有 对乙受力分析有 联立解得， C正确，D错误。 故选C。 2．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）书法课上，某同学临摹“力”字时，笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点，则（   ） A．该过程位移为0 B．该过程路程为0 C．两次过a点时速度方向相同 D．两次过a点时摩擦力方向相同 【答案】A 【详解】A．笔尖由a点经b点回到a点过程，初位置和末位置相同，位移为零，故A正确； B．笔尖由a点经b点回到a点过程，轨迹长度不为零，则路程不为零，故B错误； C．两次过a点时轨迹的切线方向不同，则速度方向不同，故C错误； D．摩擦力方向与笔尖的速度方向相反，则两次过a点时摩擦力方向不同，故D错误。 故选A 。 3．（2024·广西·高考真题）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、和，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据滑动摩擦力的公式 可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，由题可知三个货箱各表面材质和祖糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力相同，即 故选D。 4.物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数.从开始，物体以一定的初速度向右滑行的同时，受到一个水平向左大小恒为的作用力，则反映物体受到的摩擦力随时间变化的图像是（取向右为正方向，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取）（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】从开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动，受到的滑动摩擦力大小为 方向向左，为负值； 当物体的速度减到零时，物体所受的最大静摩擦力为 则 所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到静摩擦力作用，其大小为 方向向右，为正值； 故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲 三大性质力 目录 01考前解码·命题预警 2 02体系构建·思维可视 3 03核心突破·突破攻坚 3 考点一 力 重力 4 知识点1 力 4 知识点2 重力 4 考向1 重力与重心 5 考点二 弹力 6 知识点1 弹力、胡克定律 6 知识点2 弹力有无及方向的判断 7 知识点3 弹力大小的计算 8 考向1 弹力有无与方向的判断及大小计算 8 考向2 胡克定律 10 考点三 摩擦力 11 知识点1 静摩擦力、滑动摩擦力 11 知识点2静摩擦力的有无、方向判断及大小的计算 12 知识点3 摩擦力的四类突变问题 13 考向1 摩擦力的方向判断与大小计算 14 考向2 摩擦力的突变问题 16 04真题溯源·考向感知 19 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 重力 弹力 选择题 非选择题 \ \ \ 摩擦力 选择题 非选择题 \ \ \ 考情分析： 1．高考对这部分内容的考查，选择题：这是较为常见的考查形式，通常会在题目中设置各种情境，考查学生对重力、弹力、摩擦力的概念理解、方向判断、大小计算等。计算题：可能会结合物体的运动状态，如在牛顿第二定律的应用中，涉及到重力、弹力和摩擦力的综合分析，要求学生计算物体的加速度、位移等物理量。也可能在功能关系的题目中，通过分析摩擦力做功、弹力势能的变化等，来求解物体的速度、能量变化等问题。 2．从命题思路上看，试题情景为 题目情境越来越贴近生活实际 重力、弹力、摩擦力很少单独考查，通常会与牛顿运动定律、功和能、电场、磁场等知识综合起来命题，形成较为复杂的物理模型，要求学生具备较强的综合分析能力和逻辑思维能力。 复习目标： 目标一：深入理解重力、弹力、摩擦力的产生条件、本质和特点，明确重力与万有引力的关系，能准确判断弹力和摩擦力的有无，杜绝因概念模糊导致的失分。 目标二：熟练运用胡克定律计算弹力大小，准确使用滑动摩擦力公式 Ff = μFN 计算滑动摩擦力；对于静摩擦力，能够根据物体的受力平衡或牛顿第二定律求解其大小，清晰掌握不同情境下各力大小计算的方法和要点。 目标三.：熟练掌握重力、弹力、摩擦力方向的判断方法，尤其是弹力在不同接触类型下的方向（如点面接触、面面接触、绳和弹簧等），以及摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向的关系，确保在受力分析时力的方向判断准确无误。 考点一 力 重力 知识点1 力 一、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、、独立性等特征。 拓展 力一般分为以下两种： 性质力：按力的性质分类，包含重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。 效果力：按力的效果分类，包含拉力、压力、支持力、动力、阻力、引力、斥力等。 得分速记 考试时，要注意准确理解概念，比如重力方向是 “竖直向下”，不能写成 “垂直向下” 等。对于重心位置的判断，要考虑物体质量分布和几何形状两个因素，只有质量分布均匀且形状规则的物体，重心才一定在几何中心。 知识点2 重力 二、重力 定义：由于地球对物体的而使物体受到的力。 大小：G＝，方向：。 1.重力加速度g的特点 （1） 在地球上同一地点g值是。 （2）g值随着纬度的增大而。 （3） g值随着高度的增大而。 2.重心：物体的重心与物体的、物体的有关；质量分布均匀的规则物体，重心在其；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。 考向1 重力与重心 例1 如图是儿童常玩的玩具不倒翁，将站立的不倒翁按倒在桌面上，不倒翁会重新立起，下列说法正确的是（　　） A．按倒不倒翁，其重心高度降低 B．按倒不倒翁，其重心高度不变 C．不倒翁所受到的桌面支持力是由于不倒翁发生形变产生的 D．不论不倒翁处于何种状态，其所受重力的方向总是竖直向下 【变式训练1·变载体】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．水流对桶冲击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 【变式训练2】在韩国光州进行的2019年国际泳联世锦赛跳水女子十米台决赛中，中国选手陈芋汐获得冠军，这是中国队在该项目上第八次获得冠军。若只研究运动员入水前的下落过程，下列说法中正确的是（    ）    A．为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛中的运动员视为质点 B．运动员在下落过程中，感觉水面在加速上升 C．从开始起跳到入水的整个过程中，运动员的位移大于 D．跳水过程中陈芋汐的重心位置相对自己是不变的 考点二 弹力 知识点1 弹力、胡克定律 1.弹力 (1)定义：发生的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用。 (2)产生条件： ①物体间直接接触； ②接触处发生。 (3)方向：总是与施力物体形变的方向。 2.形变 （1）形变：物体在力的作用下或的变化。 （2）弹性形变：形变后撤去作用力时能够_______________的形变。 （3）弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫。 3.胡克定律 （1）内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 （2）表达式：F＝（k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧决定；x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度）。 知识点2 弹力有无及方向的判断 一、判断弹力有无的“三法” (1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变。 (2)假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处没有弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。 (3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。 二、弹力方向的判断 面与面 点与面 点与曲面 曲面与平面 垂直于接触面 垂直于接触面 垂直于切面 垂直于平面 绳的弹力一定沿绳 杆的弹力不一定沿杆 弹簧分拉伸、压缩 第三、绳上的张力一定沿着绳指向绳收缩的方向。物体面面或点面接触时的弹力的方向一定垂直于接触面或接触点的切面指向受力物体 （3）根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。 知识点3 弹力大小的计算 一、弹力大小的计算方法 (1)应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力。注意：x表示。 (2)物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡条件来计算弹力。 (3)物体不处于平衡状态时可应用牛顿第二定律计算弹力。 得分速记 当题目中出现 “轻质弹簧”“缓慢拉动” 等关键词时，优先用胡克定律列方程；若涉及多个物体受力分析，注意弹力方向的准确性（如斜面与物体间的支持力垂直斜面）。 考向1 弹力有无与方向的判断及大小计算 例1图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是(　　) 【变式训练1】如图所示，固定斜面上有一小球，由一竖直轻弹簧P与一平行于斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则下列说法正确的是(　　) A．若小球光滑，轻弹簧P一定有弹力 B．若小球光滑，小球可能受到4个力 C．若斜面和小球都不光滑，轻弹簧Q不可能处于压缩状态 D．若斜面和小球都不光滑，小球与斜面之间一定有弹力 【变式训练2】篮球比赛中，为闪躲防守队员，持球者将球经击地后传给队友，如图所示，则篮球对水平地面的压力是由（　　） A．篮球的形变而产生方向斜向下 B．地面的形变而产生方向斜向下 C．篮球的形变而产生方向竖直向下 D．地面的形变而产生方向竖直向下 【变式训练3】下列对图中弹力有无的判断，正确的是（　　） A．小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力 B．小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，则绳对小球有弹力 C．小球被a、b两轻绳悬挂而静止，其中a绳处于竖直方向，则b绳对小球有拉力 D．小球静止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，倾斜面对球有弹力 考向2 胡克定律 例1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300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(　　) A．10 N/m B．100 N/m C．200 N/m D．300 N/m 【变式训练1】（2025·全国·高三月考）如图所示，一根轻质弹簧上端是固定的，下端挂一平盘，盘中有一物体，平盘与物体的总质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l，现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手．设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松手时盘与物体的加速度为（　　） A． B． C．0 D．g 【变式训练2】（2025·河北秦皇岛·二模）一质量未知的小球与劲度系数为k的轻质弹簧用两种不同的方式连接，如图甲、乙所示，小球均保持静止状态，弹簧的长度分别为L、0.6L，已知重力加速度为g，、，则小球的质量为（　　） A． B． C． D． 考点三 摩擦力 知识点1 静摩擦力、滑动摩擦力 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或的力。 2．产生条件 (1)接触面________； (2)接触处有________； (3)两物体间有或。 3．方向：与受力物体或的方向相反。 4．大小 (1)滑动摩擦力：Ff＝μFN，μ为动摩擦因数； (2)静摩擦力：0<F≤Fmax。 5．弹力与摩擦力的关系 若两物体间有摩擦力，则两物体间________弹力，若两物体间有弹力，则两物体间________摩擦力。(均选填“一定有”或“不一定有”) 知识点2静摩擦力的有无、方向判断及大小的计算 一、静摩擦力的有无、方向判断 1.假设法 2.状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。 3.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的方向。 二、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。 三、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。 知识点3 摩擦力的四类突变问题 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。 拓展———摩擦力的突变问题 类型1　“静—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将发生突变。 类型2　“静—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。 类型3　“动—静”突变 在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，物体将不受滑动摩擦力作用，或滑动摩擦力突变成静摩擦力。 类型4　“动—动”突变 在滑动摩擦力作用下运动至达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止，则物体还是受滑动摩擦力作用，且其方向发生改变。 考向1 摩擦力的方向判断与大小计算 例1 （2025·全国·高三月考）人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是（　　） A．人受的摩擦力的方向是向下的 B．人受的摩擦力的方向是向上的 C．手握旗杆的力越大，旗杆受的摩擦力也越大 D．人受到的摩擦力是滑动摩擦力 【变式训练1】打印机是现代办公不可或缺的设备，其进纸系统结构如图所示，正常情况下能做到“每次只进一张纸”，某次打印过程中刚好还有100张相同的纸，每张纸的质量均为m，打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动，搓纸轮给第1张纸压力大小为，带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张之间，重力加速度为g，当打印机正常工作时下列说法中正确的是（　　） A．搓纸轮对1张纸的摩擦力方向向右 B．第2张与第3张之间的摩擦力大小为 C．第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为 D．一定大于 【变式训练2】在生产劳动中常遇到这样的场景，四块相同木板整齐叠放在水平地面上，工人使用、、或其中一种方式使四块木板一起水平缓慢运动，如图所示。已知地面与木板间动摩擦因数大于木板与木板间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列判断正确的是（　　） A．若工人沿方向拖木板1，可能使四块木板一起运动 B．若工人沿方向推木板1，只要力足够大，可能使四块木板一起运动 C．若能使四块木板一起缓慢运动，可能小于 D．若能使四块木板一起缓慢运动，一定大于 【变式训练3】（2025·全国·高三练习）如图所示，原木P斜靠在光滑竖直墙和粗糙水平面间静止。关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（　　） A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的静摩擦力沿地面向右 D．N处受到的静摩擦力沿墙壁向上 【变式训练4】（2025·全国·高三练习）如图所示，A为长木板，在光滑水平面上以速度向右运动，木块B在木板A的上面以速度向右运动，试说明下列三种情况下，B对A的摩擦力的方向。 (1)时，B对A 。 (2)时，B对A 。 (3)时，B对A 。 考向3 摩擦力的突变问题 例1如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中。关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练1】自卸翻斗车的主要特点是通过液压系统控制车厢的倾斜，从而实现自动卸载货物的功能。如图，翻斗车卸货过程中，车厢底部平面和水平面间的夹角θ从0缓慢增大，一段时间后，车厢内的货物包会自动滑下。若车厢底部粗糙程度一致，下列说法正确的是（　　） A．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的静摩擦力逐渐减小 B．在货物包滑动之前，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 C．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的滑动摩擦力逐渐减小 D．在货物包滑动之后，随着夹角θ的增大，货物包受到的支持力逐渐增大 【变式训练2】如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，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，则下图中能客观地反映小木块的运动情况的是（    ） A． B． C． D． 【变式训练3】（2025·四川成都·三模）图（a）为答题卡扫描仪，其内部结构如图（b）所示。扫描仪内部有一个摩擦滚轮放置在水平答题卡上方。正常工作时滚轮对顶部答题卡的正压力为F，摩擦滚轮顺时针转动，摩擦力只带动与之接触的顶部答题卡进入扫描仪内部进行逐张扫描，直至所有答题卡扫描完毕。已知每张答题卡的质量均为m，摩擦滚轮与答题卡间的动摩擦因数恒为，各答题卡间的动摩擦因数范围为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。要使该扫描仪能一直正常工作，正压力F的最大取值范围为（    ） A． B． C． D． 1.（2025·安徽·高考真题）如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（　　） A．甲对木箱的摩擦力方向向左 B．地面对木箱的支持力逐渐增大 C．甲运动的加速度大小为 D．乙受到绳子的拉力大小为 2．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）书法课上，某同学临摹“力”字时，笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点，则（   ） A．该过程位移为0 B．该过程路程为0 C．两次过a点时速度方向相同 D．两次过a点时摩擦力方向相同 3．（2024·广西·高考真题）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、和，则（　　） A． B． C． D． 4.物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数.从开始，物体以一定的初速度向右滑行的同时，受到一个水平向左大小恒为的作用力，则反映物体受到的摩擦力随时间变化的图像是（取向右为正方向，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取）（　　） A． B． C． D． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$