2026届高考物理一轮复习学案：重力 弹力 摩擦力

标题 2026一轮复习学案：重力 弹力 摩擦力 主要内容 要点一　重力和重心（自主学习型） 基础梳理： 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。 2.重力 (1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。 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，可用弹簧测力计测量。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。 (3)方向：竖直向下。 (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，即物体的重心。 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． 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.重力加速度g的大小与在地球表面的位置有关。(√) 题组演练： 1.（2025·衡水高三联考）如图所示，歼－20战机是中国研制出的第五代隐身重型歼击机。它具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统。关于歼－20战机的重力，下列说法正确的是(　　) A．战机受到的重力指向地心 B．战机受重力作用，但它对地球没有引力 C．战机受到的重力的施力物体是地球 D．战机匀速飞行时，它不受重力作用 C　［重力的方向竖直向下，但不一定指向地心，A错误；由于地球对战机的吸引而产生重力，同时战机对地球也产生引力，B错误；任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，C正确；地球附近的任何物体都受重力作用，与运动状态无关，D错误。］ 2.如图所示为仰韶文化时期的某款尖底瓶，该瓶装水后“虚则欹（“欹”通“倚”。斜倚，斜靠）、中则正、满则覆”。下面有关瓶（包括瓶中的水，下面选项中的瓶均同此处）的说法正确的是(　　) A．瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力 B．瓶处于静止状态时，瓶子都是竖直的 C．装入瓶中的水越多，瓶的重心一定越高 D．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 D　［重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，严格来说，重力是地球对物体吸引力的一个分力，所以重力不等于物体受到的地球的吸引力，A错误；由题意瓶处于静止状态时，水比较少时，则是倾斜的，B错误；瓶本身的重心位置不变，水比较少时，随水的增加，整体的重心位置可能先减小然后才逐渐升高，C错误；根据重心的定义可知，瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点，D正确。］ 能力形成： 1.对重力的理解 (1)大小：G＝mg，g与物体在地球上的位置有关，与环境和运动状态无关。 (2)方向：总是竖直向下。 注意：在赤道和地球两极，重力方向指向地心；在其他位置，重力方向不指向地心。 2.对重心的理解 (1)重心不是重力的真实作用点，而是重力的等效作用点，重力作用在整个物体上。 (2)重心不是物体上最重的一点，它可以不在物体上，也不一定在物体的几何中心。 (3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关。 要点二　弹力的分析与计算（师生互动型） 基础梳理： 1.弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 (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.胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟伸长或缩短的长度x成正比。 (2)表达式：F＝kx。 ①k是弹簧的劲度系数，单位是N/m；k的大小是由弹簧自身的性质决定的。 ②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。 1.相互接触的物体间一定有弹力。(×) 2.F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。(×) 3.弹簧的劲度系数由弹簧自身的性质决定。(√) 要点突破： 1.弹力有无的判断 2.弹力方向的判断 (1)常见模型中弹力的方向。 (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。 3.计算弹力大小的三种方法 公式法 利用胡克定律F＝kx计算．适用于弹簧、橡皮筋等弹力的计算 平衡法 利用二力平衡的条件计算．例如：平衡的物体所受绳的弹力或杆的弹力 牛顿第二 定律法　 利用牛顿第二定律求解。先利用牛顿第二定律确定ma的大小和方向，再确定mg的大小和方向，利用三角形定则和勾股定理确定弹力的大小和方向。例如：加速运动的物体所受杆的弹力 典题示例： 考向1　弹力有无及方向的判断 例1　在如图所示的各图中画出杆或球P所受弹力的示意图，已知杆和球均处于静止状态。 解析：题图甲中P受到的弹力有球面与球面之间的弹力，弹力应垂直于两球接触点沿球面的切线；绳的拉力沿绳斜向上，如图(a)所示。 题图乙中杆对C、D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支撑点，所以C处弹力垂直于其切面指向圆弧所对应的圆心，D处弹力垂直于杆斜向上，如图(b)所示。 题图丙中球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳子斜向上，如图(c)所示。 题图丁中球受到的弹力与棱和球面接触处的切面垂直，即沿着球半径的方向指向球心，如图(d)所示。 答案：见解析图 考向2　弹力大小的计算 例2　一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm，将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）(　　) A．86 cm B．92 cm C．98 cm D．104 cm 解析：设弹性绳的劲度系数为k。挂钩码后，从钩码到端点，弹性绳被分为两段，弹性绳两端点移动前，每段绳的伸长量ΔL＝ cm＝10 cm，每段绳的弹力F＝kΔL，对钩码受力分析，如图甲所示。由题意可知sin α＝，cos α＝。根据共点力的平衡条件可得，钩码的重力为G＝2kΔL cos α。将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时，受力分析如图乙所示。设每段绳伸长量为ΔL′，弹力为F′＝kΔL′，钩码的重力为G＝2kΔL′，联立解得ΔL′＝ΔL＝6 cm。弹性绳的总长度变为L0＋2ΔL′＝92 cm，B正确。 答案：B 题组演练： 3.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 B　［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。］ 4.（2024·山东聊城二模）如图所示，某创新实验小组制作了一个半径为12 cm的圆环，将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点，另外一 端连接于同一点，结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时，测得结点下降了5 cm。已知轻弹簧的自然长度为9 cm，矿泉水的重力为6 N，则弹簧的劲度系数为(　　) A．390 N/m B．130 N/m C．3.90 N/m D．1.30 N/m B　［如图所示， 由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为x＝ cm＝13 cm，每根弹簧的伸长量均为Δx＝13 cm－9 cm＝4 cm，根据竖直方向受力平衡可得G＝3kΔx cos θ，解得劲度系数为k＝＝ N/m＝130 N/m，故选B。］ 要点三　摩擦力的分析与计算（师生互动型） 基础梳理： 1.静摩擦力 (1)定义：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力。 (2)产生条件：①接触面粗糙；②接触处有弹力；③两物体间有相对运动的趋势。 (3)方向：沿两物体的接触面，与物体相对运动趋势的方向相反。 (4)大小：0＜F≤Fmax。 2.滑动摩擦力 (1)定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。 (2)产生条件：①接触面粗糙；②接触处有弹力；③两物体间有相对运动。 (3)方向：沿两物体的接触面，与物体相对运动的方向相反。 (4)大小：Ff＝μF压＝μFN，μ为动摩擦因数，其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。 1.静止的物体不可能受滑动摩擦力作用，运动的物体可能受静摩擦力作用。(×) 2.滑动摩擦力一定是阻力，静摩擦力可以是动力。(×) 3.两个物体间有摩擦力作用时一定有弹力作用，且二者相互垂直。(√) 4.静摩擦力的方向与运动方向可成任意夹角。(√) 要点突破： 1.静摩擦力有无及方向的判断方法 假设法 状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，通过受力分析确定静摩擦力的有无及方向的判断 转换对 象法 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 2.摩擦力大小的计算方法 公式法 (1)滑动摩擦力：根据公式Ff＝μFN计算 (2)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，当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时，Fmax＝μFN 状态法 物体处于平衡状态 利用力的平衡条件来计算 物体处于加速状态 根据牛顿第二定律进行分析 典题示例： 考向1　摩擦力有无及方向的判断 例3　如图所示，M、N两物体叠放在一起，在恒力F作用下，一起沿竖直墙向上做匀速直线运动，则关于两物体受力情况的说法正确的是(　　) A．物体M一定受到6个力 B．物体N可能受到4个力 C．物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力 D．物体M与N之间一定有摩擦力 解析：M、N两物体一起向上做匀速直线运动，合力为零，对MN整体进行受力分析，受到重力和F，墙对M没有弹力，否则水平方向合力不为零；物体M受到重力、推力F、N对M的压力和摩擦力4个力，A错误；对N进行受力分析，N受到重力，M对N的支持力，还受到M对N向上的静摩擦力，共3个力；B错误，D正确；对MN整体进行受力分析，受到重力和F，墙对M没有弹力，也就没有摩擦力，C错误。 答案：D 考向2　摩擦力大小的计算 例4　　一横截面为直角三角形的木块按如图所示方式放置，质量均为m的A、B两物体用轻质弹簧相连放在倾角为30°的直角边上，物体C放在倾角为60°的直角边上，B与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接，A、C的质量比为，整个装置处于静止状态。已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数相同(μ<1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为mg，C与斜面间无摩擦，则(　　) A．物体A、B均受到摩擦力作用且受到的摩擦力等大反向 B．物体A所受摩擦力大小为mg，物体B不受摩擦力作用 C．弹簧处于拉伸状态，A、B两物体所受摩擦力大小均为mg，方向均沿斜面向下 D．剪断弹簧瞬间，物体A一定加速下滑 ［思路点拨］ 重点关注 信息获取 轻质弹簧、轻质细线 不计弹簧、细线的质量 A、B两物体用轻质弹簧相连放在倾角为30°的直角边上，物体C放在倾角为60°的直角边上 可求各物体重力沿斜面的分力 质量均为m的A、B两物体……动摩擦因数相同(μ＜1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为mg 可判断A所受最大静摩擦力与弹簧弹力的关系，进一步判断弹簧的状态 A、C的质量比为，C与斜面间无摩擦 可求得细线拉力，便于进一步分析B的受力 解析：对A分析：重力沿斜面向下的分力为mg，静摩擦力Ff0≤μmg cos 30°<mg，F弹＝mg，可见，若弹簧弹力沿斜面向下A不会静止，因此弹簧弹力方向沿斜面向上，摩擦力方向沿斜面向下，如图甲所示，则FfA＝F弹－mg sin 30°＝mg；对B分析：细线对B的拉力F＝mCg sin 60°＝2mg>F弹＋mBg sin 30°，所以B所受摩擦力沿斜面向下，如图乙所示，FfB＝F－F弹－mBg sin 30°＝mg，A、B错误，C正确；剪断弹簧，A受摩擦力沿斜面向上，且满足FfA′＝mg，故A仍处于静止状态，D错误。 答案：C 题组演练： 5.（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 D　［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，故选D。］ 6.（多选）（2025·山东泰安市新泰一中检测）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 CD　［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；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。］ 学科网（北京）股份有限公司 $