2026届高考物理一轮复习课件：第二章 重力　弹力　摩擦力

第二章 物理 大 一 轮 复 习 相互作用 试题情境 生活实践类 生活中的摩擦力的应用，索桥、千斤顶、刀、木楔的工作原理 学习探究类 探究弹簧弹力与形变量的关系，探究两个互成角度的力的合成规律，共点力平衡条件及应用，平衡中的临界问题 2 第6课时 重力　弹力　摩擦力 目标 要求 1.掌握重力的大小、方向及重心的概念。 2.掌握弹力的有无、方向的判断及弹力大小的计算方法，理解并掌握胡克定律。 3.会判断摩擦力的方向，会计算摩擦力的大小。 课时精练 内容索引 考点一　重力和重心 考点二　弹力 考点三　摩擦力 4 1.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、矢量性、独立性等特征。 2.重力 (1)产生：由于 而使物体受到的力。 注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力。 (2)大小：G=mg，可用 测量。同一物体G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。 重力和重心 考点一 运动状态 地球的吸引 弹簧测力计 (3)方向： 。 (4)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；物体的 分布。 ②不规则薄板形物体重心的确定方法： 法。 注意：重心的位置不一定在物体上。 竖直向下 质量 悬挂 判断正误 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.重力的方向总是指向地心。(　　) 4.地面上的同一物体在赤道上所受重力最小。(　　) √ × × × 基础自测 小明在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的低端，就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动，下列说法正确的是 A.双圆锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上 B.在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向 上运动 C.双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观 察，锥体重心其实是下移的 D.当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处；当双锥体在轨道最高 处时，它的重心在最高处 √ 双圆锥体的重心在锥体的中心轴的中间， A错误； 虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但 是从侧面观察，锥体重心其实是下移的，B错误，C正确； 双圆锥体放在轨道的低处时，放手后它会向轨道高处滚动，这是因为当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最高处；当双圆锥体在轨道最高处时，它的重心却在最低处，D错误。 返回 弹力 考点二 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 。 形变 弹性形变 相反 2.弹力有无的判断方法 (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 弹力；若运动状态改变，则此处 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。 没有 一定 3.接触面上的弹力方向判断 面与面 点与平面 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 4.弹力大小的计算 (1)弹簧弹力大小 胡克定律F=kx，其中x表示弹簧的 。 (2)一般物体所受弹力：利用平衡条件或牛顿第二定律计算。 形变量 讨论交流 物理中的轻绳、轻杆、橡皮筋、轻弹簧四个物体中。 (1)受外力作用形变量较小的有 。 (2)产生弹力方向不一定沿物体本身的有 。 (3)既可产生拉伸形变，又可产生压缩形变的有 、轻弹簧。 轻绳、轻杆 轻杆 轻杆 基础自测 图中各物体均处于静止状态。画出图中物体A所受的弹力。 答案　 (2023·山东卷·2)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 例1 √ 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。 返回 摩擦力 考点三 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。 相对运动 相对运动趋势 粗糙 压力 相对运动 相对运动趋势 相对运动 相对运动趋势 4.大小 (1)滑动摩擦力：Ff= ，μ为动摩擦因数； (2)静摩擦力： <F≤ 。 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”) μFN 0 Fmax 一定有 不一定有 讨论交流 摩擦力的方向是不是可以与物体运动方向相反，可以与物体运动方向相同，也可以与物体运动方向成任意角度？试举例说明。 答案　用手握住水杯，水杯所受静摩擦力竖直向上，当水杯向上运动、向下运动、水平运动、斜向上运动、斜向下运动时，静摩擦力可以与物体运动方向相反，可以与物体运动方向相同，也可以与物体运动方向成任意角度。 同理，当一个物体沿斜面体斜面下滑时，斜面体也可以向空间各个方向运动，物体所受滑动摩擦力可以与物体运动方向相反，可以与物体运动方向相同，也可以与物体运动方向成任意角度。 判断正误 1.静摩擦力可能是动力，滑动摩擦力一定是阻力。(　　) 2.运动的物体不可能受到静摩擦力作用。(　　) 3.正压力增大，摩擦力可能增大，也可能不变。(　　) 4.滑动摩擦力与接触面积有关，相同材料的两物体接触面积越大，滑动摩擦力越大。(　　) √ × × × 请判断相互接触的物体间是否存在摩擦力，若存在，请画出物体A或人所受摩擦力的示意图(各接触面均粗糙，且相互挤压)。 基础自测 答案　 (2)A不受摩擦力　 答案　 (6)A不受摩擦力 　(来自教材改编)如图所示，重为800 N的沙发放在水平地面上，体重600 N的小王至少要用96 N的水平力推沙发，才能使沙发开始运动。沙发开始运动以后，小王用80 N的水平力推沙发，就可以使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是 A.沙发与地面之间的动摩擦因数为0.12 B.若用90 N的水平力推这个静止的沙发， 则此时沙发所受的摩擦力大小为80 N C.若用96 N的水平力推这个已经在运动的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小 为96 N D.小王盘腿坐在沙发上，小李用140 N的水平力推已经在运动的沙发，可使小 王和沙发保持匀速直线运动 例2 √ 由题意知沙发与地面间的滑动摩擦力大小Ff滑= 80 N，则由Ff滑=μmg，解得沙发与地面之间的动 摩擦因数为μ==0.1，故A错误； 由题意知沙发与地面间的最大静摩擦力为96 N，所以若用90 N的水平力推这个静止的沙发，沙发不动，沙发所受的摩擦力大小与推力相等，即为90 N，故B错误； 若用96 N的水平力推这个已经在运动的沙发，此时沙发所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为80 N，故C错误； 小王盘腿坐在运动的沙发上，想使小王和沙发保持匀速直线运动，则小李的水平推力为F=μ(G小王+G沙发)=140 N，故D正确。 　某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所 示。下列说法正确的是 A.实验中必须让木板保持匀速运动 B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7 D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动 摩擦因数 例3 √ 物块一直处于静止状态，所受向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，题图乙是轻绳的拉力随时间的变化曲线，故题图乙也可以反映物块所受摩擦力随时间变化的曲线，由题图乙可知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，不需要让木板保持匀速运动，故A、B错误； 由题图可知，最大静摩擦力约为10 N，滑动摩擦力约为7 N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7，故C正确； 根据Ff=μFN，FN=mg可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。 摩擦力大小的计算 首先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。若是静摩擦力，则根据平衡条件或牛顿第二定律求解；若是滑动摩擦力，则用Ff=μFN计算，其中FN并不总等于物体的重力。 总结提升 返回 课时精练 对一对 题号 1 2 3 4 5 6 答案 AC BD D D CD (1)6 N　(2)12 N　(3)12 N 题号 7 8 9 10 11 答案 BC C A A CD 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1.(多选)关于重力的大小和方向，以下说法正确的是 A.在地球上的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关， 也与是否存在其他力的作用无关 B.在地球各处的重力方向都是一样的 C.物体的重力作用在重心上，但重心不一定在物体上 D.对某一物体而言，其重力的大小总是一个恒量，不因物体从赤道移到 南极而变化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基础落实练 答案 √ 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的，是万有引力的一个分力，而万有引力与运动状态无关，与其他力无关，故A正确； 重力的方向总是竖直向下的，在不同的位置方向不一定相同，故B错误； 一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心，但这一点不一定在物体上，故C正确； 重力等于质量与重力加速度的乘积，在不同的地方，质量不变，但重力加速度有可能会变化，两极的重力加速度最大，赤道最小，所以在地球的不同地方，物体的重力有可能变化，故D错误。 2.(多选)下列各实例中力的方向描述正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 A.图甲中，半圆面对杆有弹力FN1，水平地面对杆有弹力FN2，FN1、FN2方向为 竖直向上 B.图乙中，篮球与水平地面作用时，地面对篮球有弹力FN，FN方向竖直向上 C.图丙中，物体A与传送带一起匀速向右运动，传送带对A有摩擦力Ff D.图丁中，物体A匀速下滑时，固定斜面对A有摩擦力Ff，Ff方向为沿斜面向上 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 在接触面上弹力的方向总是垂直接触面指向受力物体，所以甲图中半圆面对杆的弹力沿半径向外，故A错误，B正确； 物体与传送带一起向右做匀速直线运动，由平衡条件可知，物体不受摩擦力，故C错误； 物体A匀速下滑，由平衡条件可知，物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，故D正确。 3.(2024·广西卷·2)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Ff1、Ff2和Ff3，则 A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3 C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 根据滑动摩擦力的公式Ff=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，故选D。 4.(2022·浙江1月选考·4)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 水管口持续有水流出，而过一段时间桶会翻转一次，主要原因是桶中装的水到一定量之后，水桶与水整体的重心往上移动，导致水桶不能保持平衡，发生翻转，故选D。 5.(多选)如图所示，峨眉山上的猕猴抓着倾斜的树枝，处于静止状态，则 A.树枝受到压力是因为树枝发生了形变 B.猴子对树枝的压力竖直向下 C.猴子把树枝抓得越紧，树枝对猴子的摩擦 力不变 D.猴子把树枝压弯，猴子对树枝的作用力大 小等于树枝对猴子的反作用力大小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 猕猴对树枝有压力是因为猕猴发生了形变而产生对树 枝的弹力，故A错误； 猴子对树枝的压力垂直于树枝向下，故B错误； 猴子相对于树枝静止，树枝对猴子的摩擦力为静摩 擦力，故猴子把树枝抓得越紧，树枝对猴子的摩擦力不变，大小都等于重力沿着树枝方向的分力，故C正确； 猴子对树枝的作用力与树枝对猴子的反作用力是相互作用力，二者等大反向，故D正确。 6.如图所示，质量m=6 kg的木箱静置于水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。现给木箱一水平拉力F。求： (1)当F1=6 N时，地面对木箱的摩擦力Ff1的大小； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 答案　6 N　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 设木箱与地面间的最大静摩擦力为Ffmax，则有Ffmax=μFN，FN=mg 解得Ffmax=12 N，当F1=6 N时，由于F1<Ffmax，木箱没有滑动，则地面对木箱的摩擦力为静摩擦力，Ff1=F1=6 N (2)当F2=15 N时，地面对木箱的摩擦力Ff2的大小； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 答案　12 N　 当F2=15 N时，由于F2>Ffmax，木箱滑动，地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力，则有Ff2=Ffmax=12 N (3)在(2)条件下，若此后将拉力减小为F3=5 N(木箱仍在滑动)，地面对木箱的摩擦力Ff3的大小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 答案　12 N 若此后将拉力减小为F3=5 N，此时木箱仍在滑动，则木箱受到的摩擦力仍是滑动摩擦力，即Ff3=Ffmax=12 N。 7.(多选)某电视台的综艺节目在直播象棋比赛，棋盘是铁质的，每个棋子都是一个小磁体，能吸在棋盘上(如图甲所示)，不计棋子间的相互作用力。对于静止在棋盘上的某个棋子，下列说法正确的是 A.若棋盘竖直，磁性越强，棋子所受的摩 擦力越大 B.若棋盘竖直，棋盘对棋子的作用力的大 小等于棋子重力的大小 C.若棋盘竖直，减小棋子的质量，则棋子所受到的摩擦力减小 D.若使棋盘倾斜，如图乙，棋子仍相对棋盘静止，则棋子受到的摩擦力变大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 能力综合练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 若棋盘竖直，棋子所受的摩擦力与棋子的 重力等大反向，则磁性越强，棋子所受摩 擦力不变，减小棋子的质量，棋子所受到 的摩擦力减小，故A错误，C正确； 若棋盘竖直，棋子所受合力为零，则棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向，故B正确； 若使棋盘倾斜，如题图乙，棋子仍相对棋盘静止，棋子所受摩擦力等于重力沿棋盘方向的分力，小于棋子的重力，棋子受到的摩擦力变小，故D错误。 8.中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘，欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止，则 A.毛笔对白纸的摩擦力向左 B.白纸对镇纸的摩擦力向右 C.桌面对白纸的摩擦力向左 D.桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 书写“龙”字“一”这一笔画时，白纸相对毛笔向左运动，毛笔对白纸的摩擦力向右，故A错误； 镇纸相对白纸无运动趋势，白纸与镇纸间没有摩擦力，故B错误； 对白纸受力分析，桌面对白纸的摩擦力与毛笔对白纸的摩擦力二力平衡，方向相反、大小相等，则桌面对白纸的摩擦力向左，故C正确，D错误。 9.a、b、c为三个质量相同的木块，叠放于水平桌面上，水平恒力F作用于木块b，三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动，如图所示。则在运动过程中 A.b作用于a的静摩擦力为零 B.b作用于a的静摩擦力为 C.b作用于c的静摩擦力为 D.b作用于c的静摩擦力为零 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 对a木块由受力平衡可得，水平方向不受摩擦力，故选项A正确，B错误； 对b木块，水平方向受力平衡，c作用于b的静摩擦力与水平恒力F是一对平衡力，故c作用于b的静摩擦力大小等于F，由牛顿第三定律得，b作用于c的静摩擦力大小为F，故选项C、D错误。 10.如图，某同学用一根劲度系数为k的轻质弹簧测量物块与水平面间的动摩擦因数。将弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端与物块连接，物块置于水平面上，弹簧与水平面平行。改变物块在水平面上的位置，发现物块只能在A、B两点间保持静止，测得A、B两点到竖直挡板的距离分别为d1、d2，物块的质量为m，当地重力加速度大小为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，则物块与水平面间的动摩擦因数为 A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 物块只能在A、B两点间保持静止，则物块在 A、B两点时物块所受水平面的摩擦力数值上 达到最大，且方向相反，故物块在A、B两点时弹簧的弹力大小相等，但方向相反，由于物块在A点时弹簧的长度小于在B点时弹簧的长度，故在A点时弹簧处于压缩状态，在B点时弹簧处于伸长状态，且形变量相同，又最大静摩擦力等于滑动摩擦力，由平衡条件可知，物块在A点时，k(L-d1)=μmg，物块在B点时，k(d2-L)=μmg，联立解得μ=，故选A。 11.(多选)激光打印机是自动进纸的，其进纸原理如图所示，进纸槽里叠放一叠白纸，每一张纸的质量均相等，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第1张纸与第2张纸相对滑动，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，白纸与白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，不考虑静电力的影响，则 A.第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左 B.最后一张白纸受到纸槽底座的摩擦力向右 C.下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右 D.正常情况下单张纸打印必须满足μ1>μ2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 尖子生选练 √ √ 55 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 第1张白纸相对于滚轮的运动趋势与滚轮的运动 方向相反，则受到滚轮的静摩擦力方向与滚轮 的运动方向相同，即受到滚轮的摩擦力向右，A错误； 对除第1张白纸外的所有白纸进行研究，处于静止状态，水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的运动方向相同，则根据平衡条件知，最后1张白纸受到纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 根据题意，因上一张白纸相对下一张白纸向右 滑动或有向右滑动的趋势，则上一张白纸受到 下一张白纸的摩擦力一定向左，那么下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右，C正确； 正常情况下单张纸打印必须满足滚轮与白纸之间的最大静摩擦力大于纸与纸之间的滑动摩擦力，则μ1>μ2，D正确。 返回 $