第2章 第1讲 重力 弹力 摩擦力（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

该高中物理高考复习讲义聚焦重力、弹力、摩擦力及共点力平衡等核心考点，按“概念规律—科学思维—实验探究”逻辑架构知识体系，通过考情梳理明确高频考点，结合假设法、整体隔离法等方法指导，搭配2023山东卷、2024河北卷等真题训练，助力学生系统突破力学基础难点。 讲义以科学思维培养为核心，创新采用“辨析明理—真题精讲—思维延伸”分层教学模式，如弹力分析用假设法判断有无，摩擦力突变分“静→动”“动→静”类型总结，强化模型建构与科学推理能力，帮助学生高效掌握解题技巧，为教师精准把控复习节奏提供实战化教学支持。

考情概览 2024 2023 2022 弹力的分析与计算 河北卷T5 山东卷T2 — 摩擦力的分析与计算 山东卷T2；辽宁卷T3 广西卷T2 — — 力的合成与分解 — 重庆卷T1 广东卷T1；辽宁卷T4 共点力的平衡 湖北卷T6；浙江1月卷T6 广东卷T2；浙江6月卷T6 江苏卷T7；海南卷T3 浙江1月卷T2 浙江6月卷T3 河北卷T7；浙江6月 卷T10；重庆卷T1 实验：探究弹簧弹力 与形变量的关系 — — 湖南卷T11 实验：探究两个互成 角度的力的合成规律 海南卷T15 全国乙卷T22 浙江6月卷T17 备考指南 了解生活中常见的三种力，能对弹力和摩擦力进行分析和计算；掌握力的两种处理方法：合成法和分解法，能灵活利用两种方法求解共点力平衡问题；注重数学知识在相关问题中的应用。本章涉及的主要科学思维方法有假设法、等效法、整体法与隔离法等。 第1讲　重力　弹力　摩擦力 【备考目标】　1.理解重力的大小、方向及重心的概念。2.会判断弹力的有无，确定弹力的方向，理解胡克定律，掌握计算弹力大小的方法。3.会判断摩擦力的有无，确定摩擦力的方向，掌握计算摩擦力大小的方法。 考点一　重力和重心 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．重力 (1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。 (2)大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量。在地球上维度不同的位置，g的数值不同。 (3)方向：总是竖直向下。 2．重心：物体的各部分都受到重力的作用，可认为重力集中作用于一点，这一点叫作物体的重心。 (1)影响重心位置的因素：物体的几何形状和质量分布。 (2)不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法。 [注意]重心的位置不一定在物体上。 [辨析明理] 1．判断下列说法的正误 (1)重力就是地球对物体的吸引力。(×) (2)形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心。(×) (3)地面上的同一物体在赤道上所受重力最小。(√) (4)重力的方向总是指向地心。(×) 2．如图所示，弹簧测力计的上端固定在电梯上，下端悬挂一物体。弹簧测力计的示数一定等于物体的重力吗？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：不一定。只有电梯处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力。 　 【例1】 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．水流对桶撞击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 解析：选D。由题意可知水桶中的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，D正确。 考点二　弹力的分析与计算 　 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要恢复的方向相同 。如下面几种情况： 2．弹力的大小 (1)弹簧的弹力：应用胡克定律F＝kx计算。公式中的k为弹簧的劲度系数，由弹簧自身性质决定，x表示弹簧的形变量。 (2)一般弹力：应用共点力平衡条件、牛顿第二定律等间接计算。 [辨析明理] 1．判断下列说法的正误 (1)只要物体发生形变就会产生弹力作用。(×) (2)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向。(√) (3)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。(×) 2．如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直。 (1)若小车始终静止，小球受到几个力作用？ (2)若小车正向左做匀加速直线运动，小球受到几个力作用？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：(1)小球受重力和细绳的拉力2个力作用。 (2)小球可能受重力、斜面的支持力2个力作用，也可能受到重力、斜面的支持力和细绳的拉力3个力的作用。 角度(一) 弹力的有无及方向 核心突破 弹力有无的判断方法 (1)条件法：根据弹力产生的条件判断——物体间是否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运动状态，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，利用共点力平衡条件、牛顿第二定律等判断。 【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C。选项A中，小球只受重力和杆的弹力作用而处于静止状态，则小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；选项B中，右边绳的拉力竖直向上，如果左边的绳有拉力，则竖直向上的绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；选项C中，两球接触点处的弹力方向应垂直于公切面指向物体A(即弹力方向在两球心的连线上)，球与墙面接触点处的弹力方向应垂直于接触面指向物体A，故C正确；选项D中，球与弧面接触处的弹力方向应垂直于弧面指向物体A(即弹力方向在过接触点处的半径上)，故D错误。 角度(二) 弹力大小的计算 【例3】 (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 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：选B。设托盘上每减少一个盘子每根弹簧的形变量为Δx，由题意知mg＝3kΔx，解得k＝100 N/m，B正确，A、C、D错误。 【例4】 如图所示，小车位于水平面上，小车上有一竖直杆与斜杆相连，两杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，两杆均固定不动。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，方向沿杆向上 解析：选C。当小车静止或匀速直线运动时，由平衡条件可知，此时杆对球的作用力方向竖直向上，大小等于球的重力mg，故A、B错误，C正确；当小车向右匀加速运动时，设加速度为a，则球受到的合力为ma，方向水平向右，如图所示， 所以杆对球的作用力F＝>mg，加速度a的大小不同，杆对球的作用力F的方向不同，仅当＝tan θ，即a＝g tan θ时，杆对小球的作用力F才沿杆向上，故D错误。 [规律方法] 绳、杆、接触面等的弹力具有“被动性”，其大小和方向要受物体的其他受力和运动状态的影响。 考点三　摩擦力 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．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接触面粗糙且接触处有压力； ②两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，与接触面材料和粗糙程度有关； ②静摩擦力：0<F≤Fmax，其中Fmax为最大静摩擦力。 2．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”) [辨析明理] 1．判断下列说法的正误 (1)两个物体接触且接触处有压力时，两物体间一定有摩擦力。(×) (2)摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反。(×) (3)运动的物体可能受到静摩擦力作用，静止的物体可能受到滑动摩擦力作用。(√) (4)两物体间的摩擦力一定随接触面间正压力的增大而增大。(×) (5)在材料和正压力一定的条件下，两物体间的接触面越大，滑动摩擦力越大。(×) 2.如图所示，用手握住水杯保持静止。水杯所受摩擦力的方向向哪？增加手的压力，水杯所受摩擦力的大小怎样变化？最大静摩擦力怎样变化？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：竖直向上；不变；增加。 角度(一) 摩擦力的有无及方向的判断 核心突破 静摩擦力的有无及方向的判断 (1)状态法：静摩擦力也是“被动力”，其有无及方向的确定常需结合物体的其他受力情况和运动情况，利用平衡条件、牛顿第二定律等进行判断。 (2)牛顿第三定律法：先确定与所研究物体接触，且受力较少的其他物体所受静摩擦力的情况，然后再根据牛顿第三定律确定该物体受到的静摩擦力。 (3)假设法：先假设物体间的接触面光滑，看物体间能否发生相对滑动，若无相对滑动，则接触面间无静摩擦力；若有相对滑动，则物体间有静摩擦力，且静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反。 【例5】 (多选)如图所示，物体A沿粗糙斜面加速下滑，斜面体B静止不动，则在这个过程中(　　 ) A．A所受斜面的支持力与摩擦力的合力方向斜向左上方 B．A所受斜面的支持力与摩擦力的合力方向斜向右上方 C．斜面体B受到地面向右的摩擦力作用 D．斜面体B受到地面向左的摩擦力作用 解析：选BC。方法一：牛顿第三定律法、状态法。当物体A加速下滑时，A受到重力、斜面的支持力和摩擦力，且三个力的合力平行斜面向下，则摩擦力与支持力的合力(斜面对A的作用力)必斜向右上方，故A错误，B正确；由上述分析及牛顿第三定律可知，B受到A的作用力一定斜向左下方，而B静止不动，所以斜面体B一定受到地面向右的摩擦力作用，故C正确，D错误。 方法二：假设法。假设地面光滑，则在物体A沿斜面加速下滑的过程中，A与斜面体B构成的系统水平方向的动量守恒，所以B将水平向左运动，所以B一定受到地面向右的摩擦力作用。 [思维延伸]若物体A沿粗糙斜面匀速下滑，斜面体B静止不动，则在这个过程中，斜面体B是否受到地面的摩擦力作用？若有摩擦力，摩擦力的方向向哪？ 提示：A、B整体受到的合外力为零，且整体的重力和地面的支持力都沿竖直方向，所以水平方向不可能受到地面的摩擦力。 角度(二) 摩擦力大小的计算 摩擦力大小的求解思路 【例6】 现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，打印机内每张白纸的质量为m。不考虑静电力的影响，重力加速度g已知，下列说法正确的是(　　 ) A．滚轮对第一张白纸的摩擦力大小一定为μ1F B．第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋2mg) C．第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋mg) D．越靠近底座白纸间的摩擦力越大 解析：选C。μ1F为滚轮与第一张白纸间的滑动摩擦力(即最大静摩擦力)，正常工作时，滚轮与第一张白纸间的摩擦力为静摩擦力，其大小小于或等于μ1F，故A错误；第一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，其大小为f12＝μ2(F＋mg)，第二张白纸处于静止状态，第二、三张白纸间的摩擦力为静摩擦力，其大小等于第一、二张白纸间的摩擦力，即f23＝μ2(F＋mg)，故B错误；第三张白纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力为静摩擦力，其大小等于第二、三张白纸间的摩擦力，即f34＝μ2(F＋mg)，故C正确；除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，白纸间的摩擦力大小均为μ2(F＋mg)，大小相等，故D错误。 考点四　摩擦力的突变问题　　 1．影响摩擦力突变的因素 (1)除摩擦力外，沿接触面方向的其他外力发生变化，影响了物体间的相对运动趋势或相对运动，从而引起摩擦力的突变。 (2)垂直接触面的正压力会影响接触面之间的最大静摩擦力或滑动摩擦力，当这些力发生变化时，也会引起摩擦力的突变。 (3)物体的运动状态(即加速度)发生变化时，受到的合力会随之改变，为满足对应的状态变化，摩擦力也会发生突变。 2．摩擦力突变的几种情况示例 (1)“静→静”突变：如图甲，物块在水平推力F1、F2的作用下处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝4 N。若突然撤掉F1，则由平衡条件可知，物块受到的静摩擦力会由向左的6 N突变为向右的4 N。 (2)“静→动”突变：如图乙，物块在长木板上保持静止，当缓慢增加长木板的倾角θ时，物块受到的静摩擦力会逐渐增加。当超过某一值时，物块会发生滑动，此时物块受到的静摩擦力突变为滑动摩擦力。 (3)“动→静”突变：如图丙，物块以一定的初速度冲上倾角为θ的固定斜面，当减速为零时，若动摩擦因数μ≥tan θ，则物块保持静止，受到的滑动摩擦力突变为静摩擦力。 (4)“动→动”突变：如图丙，当物块减速为零时，若动摩擦因数μ＜tan θ，则物块将向下滑动，所受滑动摩擦力的方向发生突变。 【例7】 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(　　 ) 解析：选B。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＝F cos θ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力突变为滑动摩擦力，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 N＝G－F sin θ，F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为 f＝μN，N减小，则f减小，故B正确，A、C、D错误。 【例8】 (2024·河南南阳检测)如图所示，斜面体固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下列选项中的(沿斜面向上为正方向，g＝10 m/s2)(　　 ) 解析：选B。滑块上滑过程中受滑动摩擦力，Ff＝μFN，FN＝mg cos θ，联立得Ff＝6.4 N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mg sin θ＜μmg cos θ，滑块静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff′＝mg sin θ，代入数据可得Ff′＝6 N，方向沿斜面向上，故B正确。 [应考反思]分析摩擦力突变问题时，一定要明确是静摩擦力还是滑动摩擦力，摩擦力的种类不同，其大小和方向的确定方法往往不同。 学科网（北京）股份有限公司 $