第二章　第1课时　重力　弹力和摩擦力-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（粤教版）

高考总复习 物理 第二章　相互作用 第1课时　重力　弹力和摩擦力 夯实 必备知识 夯实 必备知识 夯实 必备知识 夯实 必备知识 夯实 必备知识 夯实 必备知识 夯实 必备知识 D　 夯实 必备知识 夯实 必备知识 夯实 必备知识 B　 夯实 必备知识 夯实 必备知识 提升 关键能力 C 提升 关键能力 提升 关键能力 B 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 C 提升 关键能力 提升 关键能力 D 提升 关键能力 提升 关键能力 CD 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 BD 提升 关键能力 提升 关键能力 A 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 B 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 AB 提升 关键能力 提升 关键能力 C 提升 关键能力 提升 关键能力 BD 提升 关键能力 提升 关键能力 升华 核心素养 易错问题研析 辨易错·清本源 D 升华 核心素养 易错问题研析 辨易错·清本源 升华 核心素养 易错问题研析 辨易错·清本源 B 升华 核心素养 易错问题研析 辨易错·清本源 升华 核心素养 易错问题研析 辨易错·清本源 请完成：课后跟踪训练(7) 温馨提示 谢谢观看！ 1．重力 2．弹力 3．胡克定律 4．静摩擦力 5．滑动摩擦力 6．动摩擦因素 教材原型1► 粤教必修第一册P63情境——载货汽车的重心随着装货量和装载位置而变化 模型对接1► (2022·浙江1月选考)如图所示，公园里有一个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 解析：水持续流出一段时间后桶会翻转，主要原因是水桶与水整体的重心不断升高，水桶又能绕水平轴转动，故而发生翻转，D正确． 教材原型2► 粤教必修第一册P68——规律应用模型 (1)应用：绳的弹力保护了人的安全 (2)规律：胡克定律F＝kx 模型对接2► (2023·山东卷)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 解析：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弹簧形变相邻两盘的间距，则有mg＝3kx，解得k＝100 N/m，B正确． 考点一　重力和重心 1．重力不是万有引力，而是万有引力在竖直方向的一个分力． 2．同一物体的重力G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的．在地球表面，从赤道向两极，g越来越大；同一经纬度，从低海拔向高海拔，g越来越小． 3．重心是物体所受重力的等效作用点．重心的位置不一定在物体上．可以用悬线法确定不规则薄板形物体重心的位置． [例1] 下列关于重力和重心的说法正确的是(　　) A．物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力 B．物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力 C．用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上 D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上 解析：重力是由于地球吸引产生的，是物体所受地球的万有引力的一个分力，两者一般不相等，A错误；压力和重力是两种性质不同的力，B错误；由平衡条件知，被细线悬挂的物体静止时，细线拉力和重力平衡，重心在重力作用线上，则一定在悬线所在的直线上，C正确；重心的位置跟物体的形状、质量分布有关，是重力的等效作用点，但不一定在物体上，如折弯成直角的均匀直杆，D错误． 1．我国空间引力波探测的“天琴计划”已进入第三阶段，即发射“天琴二号”卫星编队，该卫星编队直接瞄准我国下一代重力卫星．关于重心、重力和重力加速度，下列说法正确的是(　　) A．重心是物体所受重力的作用点，任何物体的重心必须在物体上，不可能在物体外 B．物体用一绳子悬挂起来处于静止状态时，该物体的重心一定在绳子所在直线上 C．地球表面的重力加速度随纬度的增大而减小 D．质量大的物体受到的重力大，所以重力加速度也大 解析：物体的重心可以在物体上，也可以在物体外，如均匀圆环的重心在其圆心处，A错误；物体悬挂起来，根据二力平衡可知，重力和绳子拉力等大反向，作用在同一直线上，绳子拉力在沿绳子方向上，所以该物体重力的作用点一定在沿绳子的方向上，即重心一定在绳子所在直线上，B正确；地球表面的重力加速度随纬度的增大而增大，C错误；在同一地点，重力加速度为一定值，与物体的质量无关，D错误． 考点二　弹力的分析与计算　　　　　　　　　　　　　　　　 1．“三法”研判弹力的有无 2．弹力方向的确定 (1)常见模型中弹力的方向： (2)确定物体的运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向． 3．计算弹力的两种方法 (1)公式法：弹簧的弹力可以由胡克定律F＝kx计算． (2)状态法：弹力可以根据物体的受力情况和运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律来确定大小． 考向1　弹力的有无及方向的判断 [例2] 下列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(　　) 解析：选项A中的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，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，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(即在两球心的连线上)，且指向受力物体，C正确；球与弧面接触处的弹力方向过接触点垂直于接触面(即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，D错误． 考向2　计算弹力的大小 [例3] 如图所示，A物块用轻绳与天花板连接，A、B两个物块所受的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N，弹簧所受的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是(　　) A．3 N和4 N B．5 N和6 N C．1 N和2 N D．5 N和2 N 解析：弹簧可能处于压缩状态，也可能处于拉伸状态．设绳子的拉力为TA，地板的支持力为FN，弹簧的弹力为F.分情况讨论：(1)当弹簧处于压缩状态时，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TA＝1 N，FN＝6 N．(2)当弹簧处于拉伸状态时， 图中的F分别反向．对物体A：GA＋F＝TA，对物体 B：F＋FN＝GB，计算可得TA＝5 N，FN＝2 N，D正 确，A、B、C错误． 2.(多选)如图所示，小车位于水平面上，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球．下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是(　　) A．小车静止时，F＝mg sin θ，方向沿杆向上 B．小车静止时，F＝mg cos θ，方向垂直于杆向上 C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上 D．小车向右匀加速运动时，一定有F>mg，方向可能沿杆向上 解析：小车静止时，由物体的平衡条件可知此时杆对球的作用力方向为竖直向上，大小等于球的重力mg，A、B错误；小车向右匀速运动时，小车和小球的加速度为零，杆对小球的作用力方向为竖直向上，大小为mg，C正确；当小车向右匀加速运动时，Fy＝mg，Fx＝ma，F＝＝>mg，只有当＝tan θ即a＝g tan θ时，杆对小球的作用力F才沿杆向上，D正确． 考点三　摩擦力的分析与计算 1．静摩擦力有无及方向的判断方法 (1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下． (2)状态法：先判明物体的运动状态，再利用牛顿第二定律(F＝ma)或平衡条件确定静摩擦力的大小及方向． (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方向． 2．摩擦力大小的计算 (1)首先分析物体的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力． (2)滑动摩擦力的大小可以用公式f＝μFN计算，而静摩擦力没有公式可用，只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算．这是因为静摩擦力是被动力，其大小随状态的变化而变化，介于0～fmax之间． (3)“f＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力． 角度1　摩擦力的有无及方向的判断 [例4] (多选)如图所示，水平地面上的L形木板上放着一个小木块，木板与小木块间有一个处于拉伸状态的弹簧，整个装置处于静止状态．下列说法正确的是(　　) A．木板对小木块无摩擦力作用 B．木板对小木块的摩擦力方向向左 C．地面对木板的摩擦力方向向左 D．地面对木板无摩擦力作用 解析：对小木块受力分析，小木块受到重力、支持力、水平向右的弹簧的拉力和木板的摩擦力，根据平衡条件知，木板对小木块的摩擦力方向向左，A错误，B正确；对整体受力分析，在竖直方向上受到的重力和支持力平衡，若地面对木板有摩擦力，则整体合力不为零，则整个装置不可能处于静止状态，故地面对木板无摩擦力作用，C错误，D正确． 角度2　摩擦力的计算 [例5] 如图所示，质量为M的长木板放在水平地面上，放在长木板上的质量为m的木块在水平向右的拉力F的作用下向右滑行，长木板保持静止，已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2.下列说法正确的是(　　) A．地面对长木板的摩擦力的大小一定为μ1mg B．地面对长木板的摩擦力的大小一定为μ2Mg C．地面对长木板的摩擦力的大小一定为μ2(m＋M)g D．只要拉力F增大到足够大，长木板一定会与地面发生相对滑动 解析：木块所受木板的滑动摩擦力大小为Ff1＝μ1mg，方向水平向左，根据牛顿第三定律可知，木板受到木块的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg；木板处于静止状态，水平方向受到木块的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件可知木板受到地面的摩擦力的大小也是μ1mg，木板相对于地面处于静止状态，不能使用滑动摩擦力的公式计算木板受到的地面的摩擦力，所以木板与地面之间的摩擦力不一定是μ2(m＋M)g，A正确，B、C错误；开始时木板处于静止状态，说明木块与木板之间的摩擦力小于木板与地面之间的最大静摩擦力，与拉力F的大小无关，所以即使拉力F增大到足够大，木板仍静止，D错误． 3．打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸．进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，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μ2，工作时搓纸轮给第1张纸的压力大小为F.打印机正常工作时，下列说法错误的是(　　) A．第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左 B．第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小可能为μ2(F＋10mg) C．第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为μ2(F＋mg) D．若μ1＝μ2，则进纸系统不能进纸 解析：第2张纸相对第3张纸有向右的运动趋势，所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左，A正确；工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，第1张纸对第2张纸的压力为F＋mg，因为第2张以下的纸没有运动，只有运动趋势，所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力，大小均为μ2(F＋mg)，B错误，C正确；若μ1＝μ2，搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F，第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2(F＋mg)，则有μ1F<μ2(F＋mg)，搓纸轮与第1张纸之间会发生相对滑动，不会进纸，打印机不会正常工作，D正确． 考点四　摩擦力的“突变”问题 当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化．常见的摩擦力突变模型如下： 分类 诠释 “静—静”突变 当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体仍保持静止，而所受静摩擦力发生“突变”，则“突变”点是静摩擦力为零时 分类 诠释 “静—动”突变 物体放在粗糙水平面上，作用在物体上的水平力F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 “动—静”突变 滑块以v0冲上斜面做减速运动，当到达某位置时速度减为零而后静止在斜面上，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力 分类 诠释 “动—动”突变 某物体相对于另一物体滑动的过程中，若相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”，“突变”点为两物体相对速度为零时 [例6] (多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上、下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平．从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，k、t1、t2已知，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．据此可求(　　) A．A、B之间的最大静摩擦力 B．水平面与B之间的滑动摩擦力 C．A、B之间的动摩擦因数μAB D．B与水平面间的动摩擦因数μ 解析：当F大于B与地面间的最大静摩擦力后，拉力传感器才有示数，地面对B的最大静摩擦力为Ffm＝kt1，A、B相对滑动后，拉力传感器的示数保持不变，则FfAB＝kt2－Ffm＝k(t2－t1)，A、B正确；由于A、B的质量未知，则μAB和μ不能求出，C、D错误． 4．如图所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A与小车均处于静止状态．若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(　　) A．物体A相对小车向右运动 B．物体A受到的摩擦力减小 C．物体A受到的摩擦力大小不变 D．物体A受到的弹簧的拉力增大 解析：由题意得，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力fm≥5 N，当小车向右加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力大小F合＝ma＝10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力大小为5 N，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变，A、B错误，C正确；弹簧长度不变，物体A受到的弹簧的拉力大小不变，D错误． 5．(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＜tan θ，则下列选项中能客观地反映小木块所受的摩擦力和运动情况的是(　　) 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，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度a＝g sin θ＋μg cos θ；当小木块速度达到传送带速度时，由于μ< tan θ，即μmg cos θ＜ mg sin θ，小木块所受合力不为零，方向沿斜面向下，所以速度继续增加，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为沿传送带向上，加速度a＝g sin θ－μg cos θ，a变小，则v－t图像的斜率变小，B、D正确． 1．滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，应用此公式时要注意以下两点． (1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；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． 2．物体在某一平面上的运动时，会存在某些方向的分运动，但滑动摩擦力的方向只有一个，且与合运动方向相反． [例7] (2024·广西卷)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下．如图所示，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<Ff3 C．Ff1＝Ff3<Ff2 D．Ff1＝Ff2＝Ff3 解析：根据滑动摩擦力的公式f＝μFN，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粗糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力相同，即Ff1＝Ff2＝Ff3，D正确． 6．(2022·重庆卷)如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动．若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力(　　) A．大小等于mg B．大小等于mg C．方向竖直向上 D．方向水平向左 解析：擦窗工具受力分析的正视图如图所示，由平衡条件可知，擦窗工具所受的滑动摩擦力大小Ff＝mg，方向与水平方向成45°角斜向左上方，B正确，A、C、D错误． $$