第3章 专题提升五 弹力、摩擦力的拓展-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第一册创新导学案课件PPT（鲁科版）

该高中物理课件系统梳理了相互作用专题中弹力、摩擦力的判断及物体受力分析等核心知识，通过总结假设法、运动状态法等判断方法，结合平面与曲面、曲面与曲面等特殊接触模型，构建从方法到应用的知识网络，帮助学生形成完整的相互作用观念。 其亮点在于采用“方法总结-典例精析-分层作业”的复习模式，如通过假设法分析小球弹力方向培养科学推理能力，设计基础巩固到尖子生选做的阶梯式练习落实科学探究，既助力学生巩固受力分析技能，也为教师提供针对性复习方案。

第3章　相互作用 专题提升五　弹力、摩擦力的拓展 目录 1 课后课时作业 提升 ２ 提升 提升 　 弹力有无及方向的判断 1．判断弹力有无的特殊方法(指形变不易观察的情况) (1)弹性夸大法 设想物体很软，具有很强的弹性，根据受力情况判断物体是否产生明显的可恢复原状的形变，来判断物体是否产生弹力，并且可以判断出弹力的方向。 提升 4 (2)假设法 对于某些情况，可以假设存在弹力(或者不存在弹力)，分析物体的运动状态是否仍保持不变，若运动状态变化，则假设一定错误；若运动状态不变化，则假设可能正确，也可能不正确，这时，需要结合其他方法判断。 (3)运动状态法 根据物体的运动状态结合力学规律(例如二力平衡)判断弹力是否存在，也可以判断弹力的方向。 提升 5 2．特殊接触方式物体弹力方向的判断 绳子对物体产生弹力的方向、弹簧弹力的方向，以及平面对平面产生弹力的方向很容易判断，但是某些情况弹力的方向不容易判断，如下所示。 (1)平面与曲面接触于一个点 ①示意图 提升 6 ②弹力方向的分析：球体A的一个点与平面接触相互挤压时，平面接触处会被挤压变形成一个微小下凹曲面，从而对球体产生垂直平面向上的弹力；球面接触处会被挤压变形成一个微小下凹曲面(但相对于原球面向上发生形变)，从而对平面产生垂直平面向下的弹力。实质上，由于形变，平面与曲面的点面接触会变成面面接触。 ③结论：弹力垂直于平面指向受力物体。 提升 7 (2)曲面与曲面接触于一个点 ①示意图 ②弹力方向的分析：球体A与球体B在一个点接触相互挤压时，球体B接触处会被挤压变形成一个微小平面，从而对球体A产生垂直公切面(图中虚线)向上的弹力；球体A接触处也会被挤压变形成一个微小平面，从而对球体B产生垂直平面向下的弹力。实质上，由于形变，两曲面的点点接触会变成面面接触。 ③结论：弹力垂直于公切面指向受力物体。 提升 8 判断图甲、乙、丙中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体。(各小球均静止，各接触面均光滑) 答案　见解析 提升 9 (1)弹力产生的条件是什么？题图中的小球满足弹力产生的条件吗？ (2)除了用弹力产生的条件来判断是否有弹力外，还有别的方法吗？ 提示：弹力产生的条件有两个：①物体间相互接触；②发生弹性形变。题图中小球都与其他物体有接触，但是否发生弹性形变肉眼看不出，只能通过其他的方式判断。 提示：别的方法还有很多，比如假设把接触面去掉会怎么样？将硬的形变微小的物体换成海绵等软的物体来观察；还可以根据物体的运动状态来看，根据力产生的效果来看等。 提升 10 解析　用“假设法”来判断小球是否受弹力。 甲图中，如果没有斜面或没有细绳，小球都不会在原位置静止，所以小球受到斜面的弹力，施力物体是斜面，还受细绳的弹力，施力物体是细绳； 乙图中，如果没有细绳，小球不会在原位置静止，所以小球受到细绳的弹力，施力物体是细绳，如果斜面有弹力，小球不会在原位置静止，所以小球不受斜面的弹力； 丙图中，如果没有水平面，小球不会在原位置静止，所以小球受水平面的弹力，施力物体是水平面，如果斜面有弹力，小球不会在原位置静止，所以小球不受斜面的弹力。 提升 11 按下列要求画出图中所示物体所受的弹力的示意图。 (1)图甲中斜面对物块的支持力； (2)图乙中用细绳悬挂靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力； 答案　如图所示 提升 12 (3)图丙中光滑但质量分布不均的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间，试画出小球所受弹力； (4)图丁中质量分布均匀的杆被细绳拉住而静止，画出杆所受的弹力。 答案　如图所示 提升 13 (1)上述研究对象与周围物体的接触面(或点)分别有几个？是否有弹力？ (2)如何画弹力的方向？ 提示：图甲中物块的一个面与斜面接触，图乙、丙中的球和丁中的杆与周围物体均有两个接触点；均有弹力。 提示：作用在受弹力的物体上，与施力物体形变的方向相反。 提升 14 解析　(1)图甲中，斜面对物块的支持力作用点在两物体接触面上，方向垂直于接触面指向物块。 (2)图乙中，小球挤压墙壁且拉紧细绳，所以墙对小球的弹力与墙面垂直向右，细绳对小球的弹力沿细绳向上。 (3)图丙中，小球对竖直墙和桌边都有挤压作用，桌边处弹力过接触点与圆心向上，竖直墙处弹力垂直于竖直面向左。 (4)图丁中，绳的拉力沿细绳向上，地面给杆的弹力垂直水平面向上。 提升 15 提升 　摩擦力有无及方向的判断　摩擦力的突变问题 1．判断静摩擦力有无及方向的技巧 滑动摩擦力的有无及方向一般容易判断，静摩擦力的有无及方向有时难以判断，判断静摩擦力有无及方向的常见技巧如下。 (1)假设法：假设接触面光滑，判断所要研究的物体相对另一物体是否滑动以及相对滑动的方向，若二者仍保持相对静止，则不受静摩擦力；若二者相对滑动，则该物体受静摩擦力，该物体相对滑动的方向就是该物体相对运动趋势的方向，该物体所受静摩擦力的方向与这个方向相反。 提升 16 (2)运动状态法：根据物体的运动状态结合力学规律(例如二力平衡)判断摩擦力是否存在，以及摩擦力的方向。 (3)相互作用法：若要研究的物体A受力复杂，可以选择与它接触的另一个受力较简单的物体B，分析物体B是否受A的静摩擦力作用及静摩擦力的方向，根据两物体间的作用力是相互的，即可判断物体A是否受B的静摩擦力作用及静摩擦力的方向。 提升 17 2．摩擦力的突变问题 (1)静摩擦力的突变问题 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。静摩擦力为零的状态通常是其方向变化的临界状态；静摩擦力达到最大值是物体恰好保持相对静止的临界状态。 (2)滑动摩擦力的突变问题 滑动摩擦力的大小与接触面的动摩擦因数和接触面受到的压力均成正比。发生相对运动的物体，如果接触面、接触面受到的压力或相对运动方向发生变化，滑动摩擦力就会发生变化。 提升 18 (多选)如图所示，两个相同的长方体A和B叠放在水平桌面上，今用水平力F拉B时，两长方体均保持静止。下列结论正确的是 (　　) A．A和B之间不存在摩擦力作用 B．A和B之间存在静摩擦力作用 C．B与桌面间存在静摩擦力作用 D．若撤去水平力F，则A与B之间及B与水平桌面之间都不存在摩擦力作用 提升 19 解析　以A为研究对象，假设A受到摩擦力作用，则A无法保持静止状态，所以A和B之间不存在摩擦力作用，A正确，B错误；以B为研究对象，在水平方向上由二力平衡条件可知，B与桌面间存在静摩擦力作用，其大小等于水平力F的大小，C正确；若撤去水平力F，则A与B之间及B与水平桌面之间都没有相对运动趋势，因此都不存在摩擦力作用，D正确。 提升 20 (多选)如图为表面粗糙的倾斜传送带传输装置，传送带的传动速度保持不变。物体被无初速度地放在传送带的底端A上，开始时物体在传送带上滑动，当它到达位置B后就不再相对传送带滑动，而是随传送带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，关于物体受到的摩擦力，下列说法正确的是 (　　) A．在AB段受沿传送带向上的滑动摩擦力 B．在AB段受沿传送带向下的滑动摩擦力 C．在BC段不受摩擦力 D．在BC段受沿传送带向上的静摩擦力 提升 21 解析　在AB段，物体相对传送带向下滑动，接触面粗糙，故物体受到沿着传送带向上的滑动摩擦力。在BC段，物体相对传送带静止，但有沿传送带向下运动的趋势，故受沿传送带向上的静摩擦力。A、D正确。 提升 22 质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个大小为1 N、方向水平向左的恒力F的作用。g取10 m/s2，取向右为正方向，该物体受到的摩擦力f随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) 提升 23 解析　从t＝0开始物体以初速度v0向右滑行的过程中，物体受到水平向左的滑动摩擦力，结合公式f＝μN得，摩擦力为f1＝－μN＝－μmg＝－2 N；物体所受的最大静摩擦力大小fmax＝μmg＝2 N，由于F<fmax，所以当物体的速度减小到零时，物体将停止运动，受到水平向右的静摩擦力，由二力平衡条件得物体受到的静摩擦力为f2＝－F＝1 N，故B正确。 提升 24 提升 　物体受力的初步分析 1．受力分析 确定所要研究的物体，分析物体受到哪些力，并将它们以示意图的形式表示出来，这一过程及方法叫受力分析。 提升 25 2．受力分析的步骤 注：具体的分析方法，可以参照提升1、提升2中的内容。 提升 26 3．受力分析时需要注意的两个问题 (1)只分析所受的力 在进行受力分析时，一定要注意，我们分析的是物体“受到”的力，而不是物体对外施加的力。 (2)只分析性质力 进行受力分析时，只分析物体所受到的性质力，比如：重力、弹力、摩擦力等；不分析效果力，比如：动力、阻力、下滑力等。 提升 27 画出图中物体A所受力的分析图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体A静止，接触面光滑；(2)A沿固定粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行。 答案　如图所示 提升 28 解析　(1)物体A受重力G、推力F、地面的支持力N、墙壁对A向左的弹力N′，施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁。 (2)物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、斜面、斜面。 (3)物体A受重力G、支持力N、滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、水平面、水平面。 提升 29 如何防止“多力”或“丢力” (1)在分析各力的过程中，一定要找到它的施力物体，没有施力物体的力是不存在的，这样可以防止“多力”。 (2)按正确的顺序进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施。 提升 30 课后课时作业 题型一　弹力有无及方向的判断 1．体育课上一学生将足球踢向墙壁，如图所示，下列关于足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向的说法正确的是 (　　) A．沿v1的方向 B．沿v2的方向 C．先沿v1的方向后沿v2的方向 D．沿垂直于墙壁斜向左上方的方向 解析：足球碰撞墙壁时受到的弹力的方向一定与墙壁垂直，且指向足球，故D正确，A、B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 2．(多选)下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)(　　) 解析：A图中，两球间若有弹力，则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力，A符合题意；B图中，两球间若有弹力，则两球将向两边运动，所以P、Q间无弹力，B符合题意；C图中，两球间若无弹力，则P球将向下运动，所以P、Q间有弹力，C不符合题意；D图中，两球间若无弹力，则P球将向右下方运动，所以P、Q间有弹力，D不符合题意。故选A、B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 3．在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，则容器上A、B两点对细杆的作用力方向为 (　　) 解析：弹力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，故容器上A点对细杆的作用力方向为垂直于过A点的切面指向O点，容器上B点对细杆的作用力方向为垂直于杆斜向上，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 题型二　摩擦力有无及方向的判断　摩擦力的突变问题 4．如图所示，一平板小车在外力作用下由静止向 右滑行了一段距离x，同时车上的物体A相对车向左滑行 L，关于此过程中物体A受到平板小车的摩擦力的说法正 确的是 (　　) A．方向水平向左，是阻力 B．方向水平向左，是动力 C．方向水平向右，是阻力 D．方向水平向右，是动力 解析：由于物体A相对小车向左滑动，则受到小车向右的滑动摩擦力的作用。物体A相对地面是向右运动的，即滑动摩擦力的方向与物体A的运动方向相同，所以是动力，故D正确，A、B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 5．(多选)如图所示，两个相同的立方体A和B，叠放在水平桌面上，今以水平力F拉B，而两立方体均保持静止，则下列结论不正确的是 (　　) A．A和B之间不存在摩擦力作用 B．A和B之间存在静摩擦力作用 C．B与桌面之间存在静摩擦力作用 D．若撤去水平力F，则A和B之间、B与桌面 之间都不存在摩擦力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：对B受力分析，由二力平衡条件知水平方向上受拉力F和A对B的静摩擦力作用，所以A和B之间存在静摩擦力作用，A错误，B正确；摩擦力是接触力，所以B与桌面之间不存在静摩擦力作用，故C错误；若撤去水平力F，A和B之间、B与桌面之间均无相对运动和相对运动趋势，则A和B之间、B与桌面之间都不存在摩擦力，故D正确。本题选结论不正确的，故选A、C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 6．如图为运动员莫有雪在田径世少赛上奔跑途中的两个瞬间，用f1、f2分别表示莫有雪在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于f1、f2的方向，以下说法正确的是 (　　) A．f1向后，f2向后 B．f1向前，f2向前 C．f1向前，f2向后 D．f1向后，f2向前 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：人在奔跑时，着地脚与地面相对静止，受到静摩擦力的作用。题图甲中，着地脚用力后蹬，相对地面有向后滑动的趋势，受到向前的静摩擦力，即f1向前；题图乙中，着地脚接触地面时有相对地面向前滑动的趋势，受到向后的静摩擦力，即f2向后，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 7．如图，在粗糙的水平地面上，一物块在水平恒力F作用下向左匀速运动。某时刻起，在物块上施加一竖直向下的力N，且N＝kt(k>0)。物块逐渐减速至停下，在该过程中，物块与地面间的摩擦力f随时间变化的图像可能正确的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：设物块质量为m，重力加速度为g，物块与地面间的动摩擦因数为μ。开始时物块匀速运动，可知物块受到的滑动摩擦力f＝μmg＝F；施加N后，物块停止前，f＝μ(mg＋kt)，可知滑动摩擦力随时间均匀增大；物块停止运动瞬间，物块与地面间的摩擦力突变为静摩擦力，由水平方向二力平衡可知f＝F＝μmg。故D正确，A、B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 题型三　物体受力的初步分析 8．如图所示，质量为m的物体靠着竖直墙面由静止释放。它沿粗糙墙面下落过程中，不计空气阻力，重力加速度为g，则物体的受力示意图正确的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：物体在下落过程中，墙面和物体之间没有挤压，墙壁无形变产生，故物体与墙面间没有弹力作用，由摩擦力的产生条件可知，物体不受墙面的摩擦力作用，即物体只受重力作用，故A正确，B、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 9．画出下列物体的受力分析图。 (1)如图甲所示，光滑球放在固定斜面和竖直挡板之间处于静止状态。 (2)如图乙所示，在斜向下的推力F作用下，物体静止在水平地面上。 答案：(1)如图1所示　(2)如图2所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：(1)物体受到重力G、斜面弹力N1和竖直挡板弹力N2，图见答案图1。 (2)物体受到力F、重力G和地面的支持力N，若要保持静止，则还要受到地面向左的摩擦力f，图见答案图2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 10．(多选)物体A、B、C叠放在水平桌面上，用水平力F拉B，使三者一起匀速向右运动，则 (　　) A．物体B对物体C有向右的摩擦力作用 B．物体A对物体B有向左的摩擦力作用 C．桌面和物体A之间没有摩擦力的作用 D．桌面对物体A有向左的摩擦力作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：物体C向右匀速运动，假设物体B对物体C有向右的摩擦力作用，则物体C的运动状态会改变，故物体B对物体C没有摩擦力作用，A错误；物体B、C整体向右匀速运动，假设物体A对物体B没有摩擦力作用，物体B、C整体受到向右的水平力F的作用，运动状态会改变，故物体A对物体B有向左的摩擦力作用，与水平力F二力平衡，故B正确；同理可知，桌面对物体A有向左的摩擦力作用，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 11．如图所示是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图，主动轮的转动方向为顺时针方向，则关于主动轮上M点受到的静摩擦力方向和从动轮上N点受到的静摩擦力方向的判断正确的是 (　　) A．向下，向上 B．向下，向下 C．向上，向下 D．向上，向上 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：主动轮、从动轮、皮带之间的传动关系为：主动轮先转，带动皮带运转，皮带又带动从动轮运转。在主动轮上的M点，轮子相对于皮带有向上运动的趋势，故皮带给轮子向下的静摩擦力，同时轮子给皮带一个向上的静摩擦力，此力带动皮带运动。在从动轮上的N点，轮子相对皮带有向上运动的趋势，则皮带给轮子一个向下的静摩擦力，从动轮在该静摩擦力的作用下转动。B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 12．如图所示，木块A、B分别重40 N和20 N，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B间的轻弹簧被压缩了3 cm，且A、B间用细线拴接，弹簧的劲度系数为200 N/m，系统置于水平面上静止不动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在烧断细线瞬间，木块A、B所受的摩擦力大小分别为 (　　) A．6 N　6 N B．6 N　4 N C．8 N　4 N D．4 N　2 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：木块A、B与水平面间的最大静摩擦力大小分别为fAmax＝μGA＝8 N，fBmax＝μGB＝4 N，烧断细线瞬间，弹簧的弹力大小为F＝kx＝6 N，由于F<fAmax，所以A静止不动，则A所受水平面的静摩擦力大小为fA＝F＝6 N，由于F>fBmax，所以B相对水平面滑动，则B所受水平面的滑动摩擦力大小为fB＝μGB＝4 N，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 13．请画出B物体的受力情况(A、B物体均处于静止状态)。 答案：如图所示。 解析：物体B受到力F和重力G，若要保持平衡，还要受到A的支持力N、A的竖直向上的静摩擦力f，图见答案。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 14．(多选)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。进纸系统的结构如图所示，设每张纸的质量相同，进纸时搓纸轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第一张纸向右运动，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。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，不考虑静电的影响，下列说法正确的是 (　　) A．第一张白纸对搓纸轮的摩擦力方向向右 B．进纸过程中各张白纸之间均有摩擦力作用 C．除最上面第一、二张白纸外，越向下白纸 之间的摩擦力越大 D．只有μ1>μ2，打印机才可能实现自动进纸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 解析：在相接处，搓纸轮相对于第一张纸有方向向右运动的趋势，则第一张白纸对搓纸轮的摩擦力方向向左，故A错误；除最上面第一、二张白纸外，向下白纸处于静止状态，分别以向下第三张白纸、第三张和第四张白纸整体、第三张到第五张白纸整体……为研究对象， 根据平衡条件可知向下白纸之间均有摩擦力，且摩擦力大小都等于第一张白纸对第二张白纸的滑动摩擦力大小，故B正确，C错误；若要自动进纸，则搓纸轮与白纸之间的最大静摩擦力必须大于第一张纸与第二张纸间的滑动摩擦力，设一张纸的质量为m，即μ1N>μ2(N＋mg)，故只有μ1>μ2，打印机才可能实现自动进纸，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课后课时作业 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R $