第2章 第1讲 重力 弹力 摩擦力(word教师用书)-【金版新学案】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中物理讲义围绕重力、弹力、摩擦力三大高考核心考点，按概念理解、规律应用到突变分析的逻辑层次系统编排，通过正误辨析澄清认知误区，方法归纳（如弹力判断三法、摩擦力计算要点）构建解题框架，真题精讲（如暖盘车弹力计算、搬砖神器摩擦力分析）强化实战能力。 讲义突出科学思维与物理观念培养，如用假设法和状态法判断弹力方向，分类突破摩擦力“静—静”“静—动”等四类突变模型，结合生活情境案例深化理解。设置分层练习与即时反馈，助力教师精准把控复习节奏，有效提升学生综合解题与应考能力。

第1讲　重力　弹力　摩擦力 【学习目标】　1.理解重力的大小、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，理解胡克定律并会解决相关问题。3.会判断摩擦力的方向、计算摩擦力的大小。 考点一　重力与弹力 【正误辨析】 (1)重力的方向总是垂直向下的。(×) (2)形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心。(×) (3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。(√) (4)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向。(√) (5)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。(×) 1.对重心的理解 (1)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上。 (2)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对形状不规则的薄物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心。 2.弹力有无的判断 弹力 有无 的判 断 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来判断 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，则此处没有弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力 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 3.弹力的方向 类型 图示 接 触 方 式 面与面 点与面 点与点 续表 类型 图示 轻绳 轻杆 轻弹簧 4.弹力的计算 (1)应用胡克定律求解：弹簧在弹性限度内的形变情况。 (2)利用平衡条件或牛顿第二定律求解：物体处于平衡状态或变速状态。 重力与重心的理解 关于重力的大小和方向，以下说法正确的是(　　) A.在地球上方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.重力的大小可以用弹簧测力计测出，物体对弹簧的拉力(或压力)，就是物体受到的重力 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 答案：A 解析：物体受到的重力是由地球的吸引而产生的，与它的运动状态无关，与它是否受到其他力无关，A正确；重力是万有引力的一个分力，在不同的位置，方向是不一样的，B错误；重力的大小可以用弹簧测力计测出，物体对弹簧的拉力(或压力)大小等于物体的重力大小，但不能说“就是物体受到的重力”，C错误；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，赤道的最小，所以在地球的不同地方，物体的重力大小有可能变化，D错误。 弹力有无及方向的判断 下列图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球M所受弹力的情况，其中正确的是(　　) 答案：C 解析：选项图A中小球M受到的重力与杆对小球M的弹力平衡，可知杆对小球M的弹力竖直向上，A错误；选项图B中小球M只受竖直向上的弹力，B错误；选项图C中小球M受竖直墙壁水平向左的弹力和下面的球对小球M沿球心连线斜向上的弹力，C正确；选项图D中小球M受绳的拉力和球面对小球M沿球心连线斜向上的弹力，D错误。故选C。 弹力大小的计算 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。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 答案：B 解析：由题知，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发生的形变等于相邻两盘间距，则有mg＝3kx，解得k＝100 N/m。故选B。 考点二　摩擦力 【正误辨析】 (1)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用。(×) (2)正压力增大，摩擦力可能增大，也可能不变。(√) (3)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。(√) (4)摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。(×) (5)静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力。(×) 1.静摩擦力有无及方向的判断 (1)假设法 (2)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。 (3)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 (1)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。 (2)状态法 ①若物体处于平衡状态，则利用力的平衡条件来计算。 ②若物体处于变速状态，则根据牛顿第二定律进行分析。 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所受摩擦力的示意图(各接触面均粗糙，且相互挤压)。 答案： (2026·广东佛山顺德一中模拟)如图是建筑工人发明的搬砖神器。有五块完全相同的砖块叠放在一起，每块砖的质量为m＝2 kg，工人用此神器搬运砖块，当搬砖神器对两侧砖块的水平压力大小为F时，五块砖刚好水平静止在空中。若搬砖神器与砖块间的动摩擦因数为μ1＝0.5，砖块与砖块间的动摩擦因数为μ2＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2。则水平压力F至少为(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．150 N B．100 N C．200 N D．300 N 答案：A 解析：把五块砖看成一个整体，可知要把它们提起时，对整体受力分析有2Ffmax≥5mg，其中Ffmax＝μ1F，解得F≥100 N；再对中间三块砖整体受力分析，可知2μ2F≥3mg，解得F≥150 N，所以水平压力F至少为150 N。故选A。 计算摩擦力大小的“四点”注意 1.首先分析物体的状态，判断物体受到的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Ff＝μFN计算，而静摩擦力只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。 3.“Ff＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力。 4.滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关。 考点三　摩擦力的四类突变 分类 案例图示 “静—静” 突变 在水平力F作用下物体静止于斜面上，F突然增大时物体仍静止，则物体所受静摩擦力的大小或方向将“突变” “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 “动—动” 突变 水平传送带的速度v1大于滑块的速度v2，滑块受到的滑动摩擦力方向水平向右，当传送带突然被卡住时，滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为水平向左 “静—静”突变 (多选)(2026·四川宜宾期末)如图所示，一重力为50 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝20 N，F2＝8 N，已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(　　) A.木块受到的摩擦力的大小为15 N，方向水平向左 B.木块受到的摩擦力的大小为12 N，方向水平向左 C.若将F1撤去，木块受到的摩擦力的大小为8 N，方向水平向右 D.若将F1撤去，木块受到的摩擦力的大小为8 N，方向水平向左 答案：BC 解析：最大静摩擦力为Ffm＝μFN＝μG＝15 N，F1、F2的合力F＝F1－F2＝12 N＜15 N，方向与F1相同，水平向右，所以木块处于静止状态，所受的合力为零，木块受到的静摩擦力水平向左，大小为12 N，A错误，B正确；若将F1撤去，因为F2＜15 N，木块在F2的作用下仍然处于静止状态，则木块受到的摩擦力大小等于F2的大小，为8 N，方向与力F2的方向相反，即方向水平向右，C正确，D错误。 “静—动”突变 (2026·揭阳联考)如图甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)水平向右拉一水平面上质量为5.0 kg的木块，A端的拉力均匀增加，0到t1时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t2后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图像，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) A.当F＝6.0 N时，木块与水平面间的摩擦力Ff1＝8.0 N B．若继续增大拉力至F＝10.0 N，则木块与水平面间的摩擦力Ff2＝10.0 N C．木块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.16 D．木块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.17 答案：C 解析：由题图乙可知，木块的最大静摩擦力为8.5 N，当外力小于最大静摩擦力时，木块静止，受力平衡，则当F＝6.0 N时，Ff1＝F＝6.0 N，当外力大于最大静摩擦力时，木块滑动，此时木块受的摩擦力为滑动摩擦力，则当F＝10.0 N时，Ff2＝μmg＝8.0 N，所以μ＝＝0.16，故C正确，A、B、D错误。 “动—静”突变 如图所示，斜面固定在地面上，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)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10 m/s2)(　　) 答案：B 解析：滑块上滑过程中受到的摩擦力为滑动摩擦力，由Ff＝μFN和FN＝mgcos θ，联立可得Ff＝6.4 N，方向沿斜面向下；当滑块的速度减为零后，由于mgsin θ＜μmgcos θ＜Fmax，则滑块将静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff＝mgsin θ，解得Ff＝6 N，方向沿斜面向上，故B正确。 “动—动”突变 (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的小物块，小物块与传送带间的动摩擦因数μ＜tan θ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则下列选项中能客观地反映小物块所受的摩擦力和运动情况的是(　　) 答案：BD 解析：当小物块速度小于传送带速度时，小物块相对于传送带向上滑动，小物块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度a1＝gsin θ＋μgcos θ，小物块做初速度为零的匀加速运动；当小物块速度达到传送带速度时，由于μ＜tan θ，即Fmax＝μmgcos θ＜mgsin θ，所以小物块不能相对传送带静止，而是相对于传送带向下滑动，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为沿传送带向上，a2＝gsin θ－μgcos θ，加速度变小，小物块继续做匀加速运动，但是v -t图像的斜率变小，所以B、D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $