专题3 重力、弹力、摩擦力、受力分析和力的合成与分解 专项测试 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦重力、弹力、摩擦力等核心概念，通过概念辨析、情境分析、实验探究及综合应用题型，构建从基础到综合的知识逻辑链，强化受力分析与力的合成分解能力，体现物理观念与科学思维的培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|单选1、5，多选5|考查基本规律适用条件及易错点|概念生成（重力等概念）→规律理解（牛顿定律、摩擦力性质）| |情境分析|单选2、3、4，多选6、7|结合弹簧、摩擦系统等复杂场景|原理应用（受力分析方法）→情境迁移（多物体、斜面模型）| |实验探究|实验8、9|联系实际应用与摩擦因数测量|实验设计（弹簧-变阻器电子秤）→数据处理（能量法测摩擦因数）| |综合应用|解答10、11|涉及多体受力与动态过程分析|综合拓展（多体系统平衡）→动态推理（弹簧弹力与运动关系）|

专题 3 重力、弹力、摩擦力、受力分析和力的合成与分解 《专题 3 重力、弹力、摩擦力、受力分析和力的合成与分解》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 A C B C C BD BC 1．A 【详解】A.牛顿第一定律只能适用于宏观、低速的物体，故A正确； B.F=ma中的物体加速度对应的是物体所受的合外力，而不仅仅是拉力F，故B错误； C.绕地球飞行的宇航舱内物体依旧受到地球的吸引作用，故依旧受到重力作用，故C错误； D.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D错误。 故选A。 2．C 【分析】由题可知本题考查受力平衡与胡克定律，利用和受力平衡条件求解。 【详解】开始时弹簧处于压缩状态，由胡克定律可知，此时弹簧压缩了2 cm。木块刚好离开水平地面时，轻弹簧中的拉力为10 N，由胡克定律可知，轻弹簧伸长2 cm；轻弹簧中的拉力为20 N，由胡克定律可知，轻弹簧伸长4 cm；该过程弹簧的左端向左移动的距离是，选项C正确,ABD错误。 故选C。 3．B 【详解】A．人在木板上行走受到向右的静摩擦力，A错误； B．木箱在木板上向右做匀速运动，所以木箱受的滑动摩擦力方向水平向左，B正确； CD．因为人推着木箱匀速前进，可知木板受到向右的摩擦力大小等于人给木板向左的摩擦力，所以地面对木板无摩擦力的作用，CD错误。 故选B。 4．C 【详解】P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力．根据牛顿第三定律，物体Q必对物体P有压力，同时弹簧对P也一定有向下的弹力，因而木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力 故选C。 5．C 【详解】A．摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，故A错误； B．运动的物体也可能受到静摩擦力的作用，例如随水平加速的传送带一起加速运动的物体，故B错误； C．合力与分力是等效替代关系，受力分析时不能重复分析，故C正确； D．根据平行四边形定则，两个力的合力不一定大于任一分力，故D错误。 故选C。 6．BD 【详解】AB．圆木P在N处受到的支持力垂直于圆木斜向上。故A错误；B正确； C．圆木P在M处受到的静摩擦力与地面平行，故C错误； D．圆木P在M处受到的支持力垂直于地面竖直向上。故D正确。 故选BD。 7．BC 【详解】由题意知，人的脚与地面间的摩擦力是静摩擦力，该力的作用点并没发生位移，所以地面对人的摩擦力始终不做功。 故选BC。 8．(1) (2) (3)偏小 【详解】（1）物体的重力与弹簧弹力平衡 可得。 （2）由闭合电路欧姆定律有 由电阻定律可得 由闭合电路欧姆定律 联立可得。 （3）由（2）中表达式可得，当内阻增大时，电压表的示数会偏小。 9． (1)   (2)  DE (3)   (4)  偏大 【详解】试题分析：（1）设A点的高度为h，小木块从A点运动到C点的过程中，克服摩擦力做功为： （2）（3）小木块从A点运动C点过程，根据动能定理有，解得，故需要测量h和x，DE正确； （4）由于小木块经过B点损失动能，将导致x的测量值比理想值小，因而测量所得的滑动动摩擦因数将比实际数值大 考点：测量动摩擦因数实验 【名师点睛】根据摩擦力做功表达式，结合几何长度与三角知识关系，即可求解；根据动能定理，重力做功与摩擦力做功之和为零，即可求解；根据，即可求解动摩擦因数的值；根据减小的重力势能，并没有完全由摩擦力做功转化为内能，从而确定求解 10．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，四个人的质量均为，则每位演员的重力为 （2）对演员C进行受力分析，受重力、A对其水平向左的支持力、B对C斜向上的拉力，如图所示 由平衡条件有 ， 解得 由牛顿第三定律可得，演员B右手臂受到的拉力 （3）由（2）分析可知，A对的支持力 由牛顿第三定律可得，演员A手臂受到的压力 11．(1)；(2)。 【详解】(1)刚释放C时，根据牛顿第二定律，对C有 对B有 解得 (2)初始时对B物体有 C物体速度最大时，其合力为零，有 此时，对B物体有 B物体上升的高度为 联立，可得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题 3 重力、弹力、摩擦力、受力分析和力的合成与分解 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．牛顿第一定律并不是在任何情况下都适用的 B．根据F=ma可知，物体的加速度方向一定与物体所受拉力F的方向一致 C．绕地球飞行的宇航舱内物体处于漂浮状态是因为没有受到重力作用 D．人在地面上起跳加速上升过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力 2．三个质量均为1 kg的相同木块、、和两个劲度系数均为的相同轻弹簧、用轻绳连接如图，其中放在光滑水平桌面上。开始时弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缦慢地向左拉弹簧的左端，直到木块刚好离开水平地面为止，取。该过程弹簧的左端向左移动的距离是（    ） A．4 cm B．6 cm C．8 cm D．10 cm 3．如图所示，粗糙水平面上有一长木板，一个人在木板上用水平力向右推着木箱在木板上匀速运动，人的质量大于木箱质量，若鞋与长木板、木箱与长木板间动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（　　） A．人受到的滑动摩擦力方向水平向右 B．木箱受到的滑动摩擦力方向水平向左 C．木板受到地面的摩擦力方向水平向右 D．木板受到地面的摩擦力方向水平向左 4．L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P 的受力个数为（  ） A．3 B．4 C．5 D．6 5．下列说法正确的是（  ） A．摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势 B．运动的物体不可能受到静摩擦力的作用 C．合力与分力是等效替代关系，受力分析时不能重复分析 D．两个力的合力一定大于任一分力 二、多选题 6．几根圆木堆放在水平面上，其中圆木P与地面和其余圆木的接触点分别为M、N，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．圆木P在N处受到的支持力竖直向上 B．圆木P在N处受到的支持力垂直于圆木P向上 C．圆木P在M处受到的静摩擦力沿MN方向 D．圆木P在M处受到的支持力竖直向上 7．伦敦奥运会男子100米决赛中，牙买加名将博尔特以9秒63的成绩夺得冠军，并打破奥运会纪录。博尔特在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是（   ） A．加速阶段地面对人的摩擦力做正功 B．匀速阶段地面对人的摩擦力不做功 C．由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不做功 D．无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功 三、实验题 8．为适配智能家居便携称重需求，某小组设计了小型“弹簧—滑动变阻器式电子秤”，该电子秤嵌入智能厨房，可快速称重，实现轻量化、精准化。其原理如图所示：不计质量的托盘与轻质金属弹簧相连，滑动变阻器的滑片与弹簧上端固连；当托盘空载时，滑片在滑动变阻器的最上端，此时理想电压表示数为0.已知滑动变阻器总电阻为、总长度为，限流电阻为，电源电动势为、内阻为。弹簧劲度系数为，其电阻不计，重力加速度为。 (1)当托盘放置质量为的物体时，弹簧形变量=______。 (2)电压表示数与物体质量的关系式为______。 (3)电池用的时间长了，内阻会增大，若其他条件不变，该电子秤测量同一物体质量时，测量值会______（选填“偏大”“偏小”或“不影响”）。 9．某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数．已知小木块与固定斜面和水平面的滑动摩擦因数相同．小木块由斜面上的A点静止下滑，经过B点到达水平面上的C点静止．A、C两点间的水平距离为x．小木块可视为质点．回答下列问题： (1)小木块质量为m，重力加速度大小为g，若滑动摩擦因数为μ，由A点运动到C点过程中，克服摩擦力做功与x之间的关系式为W1=____； (2)为尽量筒便的测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量？_____________. A．小木块的质量m B．斜面倾角θ C．A、B两点间的距离l D．A、C两点间的竖直高度差h E.A、C两点间的水平距离x (3)利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数μ=________； (4)小木块运动到B点时，由于与水平面的作用，竖直方向的分速度将损失，将导致测量的滑动摩擦因数与实际摩擦因数相比，其值将________ (填“偏大”、“相等”或“偏小”)． 四、解答题 10．如图所示，杂技表演“叠罗汉”是四位演员叠在一起且均静止。为了研究方便假设四位演员A、B、C、D体型相同。表演时，B竖直站立在A的肩上，双手拉着C和D，且双臂与竖直方向夹角均为；撑开双手水平撑着C和D。若四个人的质量均为，。求： （1）每位演员的重力； （2）演员B右手臂受到的拉力； （3）演员A右手臂受到的压力。 11．如图所示，两物体A、B通过轻弹簧相连，B、C两物体用不可伸长的轻绳跨接在一个光滑的轻质定滑轮两侧，C物体放在固定的光滑斜面上。开始时用手固定C使绳拉直但无张力，绳竖直，绳与斜面平行。已知B的质量为m，C的质量为3m，弹簧的劲度系数为，固定斜面倾角。由静止释放C，C在沿斜面下滑过程中，A始终未离开地面，弹簧在弹性限度内。重力加速度为。求： （1）刚释放C时，轻绳对B的拉力大小。 （2）C从开始释放到速度最大的过程中，B上升的高度。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $