第4讲 重力 弹力 摩擦力-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习学用Word（提升版）

该高中物理高考复习学案系统梳理了重力、弹力、摩擦力三大核心考点，以双基落实为基础，通过考点分层（弹力判断与计算、摩擦力方向与大小、摩擦力突变问题）构建相互作用观念的知识网络，借助易错判断和例题任务驱动，引导学生自主梳理概念规律。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养，开篇易错判断帮助学生自主诊断认知盲点，考点模块整合模型建构（如摩擦力突变四类模型）和科学推理（胡克定律应用），例题尝试解答设计促进自主提升，助力教师因材施教，培养学生问题解决能力。

第4讲　重力　弹力　摩擦力 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。 4.知道摩擦力突变的几种情况，会分析计算突变前后摩擦力的大小和方向。 　　 双基落实 1.易错判断 （1）物体重心的位置与物体形状和质量分布有关。（　　） （2）只要物体发生形变就会产生弹力作用。（　　） （3）轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。（　　） （4）摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反。（　　） （5）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。（　　） 2.〔鲁科版必修第一册P76·T6改编〕如图是小王同学在学校运动会跳高项目中背越式过杆的照片，以下说法正确的是（　　） A.腾空过程中，小王同学不再受到重力的作用 B.整个过程中，小王同学的重心在身体中的位置不变 C.小王同学在越过杆的过程中，重心一定在杆的上方 D.落在软垫上时，小王同学受到软垫的弹力，是因为软垫发生了形变 考点一　弹力 1.判断弹力有无的四种方法 2.弹力方向的判断 （2026·福建福州期中）下列对图中弹力有无的判断，正确的是（　　） A.图1小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力 B.图2滑块靠着粗糙的竖直墙面下落时，墙面对滑块有弹力 C.图3小球被a、b两轻绳悬挂而静止，其中a绳是竖直的，则a、b绳对小球都有拉力 D.图4小球静止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，倾斜面对小球没有弹力 尝试解答 （2026·山东济南期中）握力器是一种锻炼人手腕、手臂力量的小型健身器材，被广泛应用于健身和康复训练中。图甲是一款可调握力器，可简化为图乙。通过调节右侧旋钮可令弹簧下悬点在A到B间移动，从而使弹簧初始弹力在0～25 N之间变化。已知弹簧下端处于A点时弹簧处于原长状态，弹簧与水平杆成53°角，当其调节到B点时，弹簧与水平杆成37°角，已知A、B间长2.8 cm，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，则该弹簧的劲度系数为（　　） A.750 N/m B.1 250 N/m C.1 000 N/m D.1 500 N/m 尝试解答 （2026·山东淄博期末）如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g。现使小车以加速度a（a≠0）向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　） A.杆对小球的弹力一定沿杆斜向上 B.杆对小球的弹力一定竖直向上 C.杆对小球的弹力大小为 D.杆对小球的弹力大小为 尝试解答 计算弹力大小的三种方法 （1）应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力，拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反。 （2）静止或做匀速直线运动时应用平衡法计算弹力。 （3）有加速度时应用牛顿第二定律计算弹力。 （2026·贵州六盘水期中）如图所示，一根竖直的弹簧下端连接一个质量为m的光滑小球，弹簧处于伸长状态，小球静止于斜面和挡板之间并和斜面、挡板均接触，则小球（　　） A.可能受2个力的作用 B.可能受3个力的作用 C.一定受4个力的作用 D.一定受5个力的作用 考点二　摩擦力 静摩擦力的有无及方向判断 假设法 状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向 牛顿第三定律法 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 （2026·福建龙岩期末）春节贴“福”字是民间由来已久的风俗，新春佳节临近，某同学正写“福”字，他在水平桌面上平铺一张红纸，并在红纸左侧靠近边缘处用“镇纸”压住以防止打滑，整个书写过程中红纸始终保持静止，则该同学在书写过程中（　　） A.提笔静止时，手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比 B.向下顿笔时，毛笔对红纸的压力大于红纸对毛笔的支持力 C.向右行笔时，红纸对“镇纸”的静摩擦力方向向右 D.向右行笔时，红纸对桌面的静摩擦力方向向右 尝试解答 〔多选〕（2026·广东潮州期末）如图所示，某大型快递物流公司使用电动传输机进行货物运送，现将一箱子放置在倾斜的传送带上，则下列说法正确的是（　　） A.如果箱子随传输机一起无相对滑动地向上匀速运动，箱子受到沿传输机向上的摩擦力 B.如果箱子随传输机一起无相对滑动地向下匀速运动，箱子受到沿传输机向下的摩擦力 C.如果箱子和传输机都静止，箱子不受摩擦力 D.如果箱子和传输机都静止，箱子受到沿传输机向上的摩擦力 摩擦力大小的计算 1.静摩擦力大小的分析与计算 （1）物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动）时，利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小。 （2）物体有加速度时，若只有静摩擦力提供加速度，有Ff＝ma。若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。 2.滑动摩擦力大小的分析与计算 （1）公式法：滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，应用此公式时要注意以下几点： ①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。 ②滑动摩擦力略小于最大静摩擦力，一般情况下，可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等。 ③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。 ★（2025·湖南邵阳三模）如图所示，国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于37°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）（　　） A.　　　B.　　　C.　　　D. 尝试解答 （2026·陕西西安期中）学校试卷扫描机器正常情况下，进纸系统能做到“每次只进一张试卷”，进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有48张相同的试卷，每张试卷的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动带动最上面的第1张试卷水平向右运动；搓纸轮与试卷之间的动摩擦因数为μ1，试卷与试卷之间、试卷与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2，工作时搓纸轮给第1张试卷压力大小为F。试卷扫描机器正常工作时，下列说法正确的是（　　） A.第2张试卷受到第1张试卷的滑动摩擦力方向水平向左 B.第12张试卷与第13张试卷之间的摩擦力大小为μ2（F＋12mg） C.第48张试卷与摩擦片之间的摩擦力为0 D.要做到“每次只进一张试卷”应要求＞ 考点三　摩擦力的“四类”突变问题 　　 常见模型 模型分析 “静→静” 突变 一木块在F1＝10 N，F2＝4 N的作用下处于静止状态，若突然撤掉F1，由平衡条件可知，木块受到的静摩擦力由向左的6 N突变为向右的4 N “静→动” 突变 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大。当超过某一值时，物块会发生运动，此时物块受到的静摩擦力突变为滑动摩擦力 “动→静” 突变 物块以一定的初速度冲上倾角为θ的固定斜面，当速度减为零时，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 “动→动” 突变 当物块速度减为零时，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 （2026·安徽合肥期末）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，下列四幅图可能正确的是（　　） 尝试解答 〔多选〕（2026·山东临沂期末）如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为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的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＞tan θ，选沿传送带向下为正方向，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是（　　） 提示：完成课后作业　第二章　第4讲 6 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章　相互作用 第4讲　重力　弹力　摩擦力 【立足“四层”·夯基础】 吸引　竖直　mg　重力　形状　接触　弹性　相反　kx　劲度系数　形变量　运动趋势　相反　相对滑动　粗糙　弹力　运动　μF压　相反 双基落实 1.（1）√　（2）×　（3）×　（4）×　（5）× 2.D　小王同学始终受到重力作用，故A错误；物体的重心和物体的形状和质量分布有关，重心可以在物体上，也可以在物体外，小王同学的重心会随着小王同学的姿态发生变化，当小王同学在越过杆的过程中，在最高点时，小王同学过横杆，但重心可能在横杆下方，故B、C错误；小王同学受的弹力是软垫形变产生的，故D正确。 【着眼“四翼”·探考点】 考点一 【例1】　D　小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀速直线运动，小球受到的重力和小车底部对小球的支持力平衡，车厢左壁对小球无弹力，故A错误；滑块靠着粗糙的竖直墙面下落时，墙面与滑块间无挤压，没有弹性形变，则两者间无弹力，故B错误；小球被a、b两轻绳悬挂而静止，其中a绳处于竖直方向，则小球的重力和a绳的拉力平衡，故b绳对小球一定没有拉力，故C错误；小球静止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，小球的重力和三角槽底部对小球的支持力平衡，倾斜面对小球一定无弹力，故D正确。 【例2】　B　设O点到AB的垂直距离为d，根据几何关系可得－＝2.8 cm，解得d＝4.8 cm，由于弹簧下端处于A点时弹簧处于原长状态，弹簧下端处于B点时弹簧弹力为25 N，根据胡克定律可得，FB＝k（－）＝25 N，解得该弹簧的劲度系数为k＝1 250 N/m，故选B。 【例3】　D　小车加速向右运动，则杆对小球的弹力斜向右上方，不一定沿杆，A、B错误；小球所受重力与杆弹力的合力提供加速度，杆对小球的弹力大小为F＝，C错误，D正确。 强化训练 　A　弹簧处于伸长状态，若弹力大小刚好等于小球的重力大小，即挡板、斜面无需给小球弹力，小球只受2个力处于平衡状态。若斜面给小球垂直斜面向上的支持力，那么小球必须受到挡板给它的弹力才能处于平衡状态，这时小球受弹簧拉力、重力、斜面支持力和挡板弹力4个力处于平衡状态。综上所述，小球可能受2个力，或受4个力能处于平衡状态，故A正确，B、C、D错误。 考点二 【例4】　D　提笔静止时，手对毛笔的摩擦力为静摩擦力，大小等于重力，故A错误；毛笔对红纸的压力与红纸对毛笔的支持力是一对相互作用力，大小相等，故B错误；向右行笔时，镇纸相对于纸既没有相对运动趋势，也没有发生相对运动，红纸对“镇纸”没有静摩擦力，故C错误；向右行笔时，红纸对桌面的静摩擦力方向向右，故D正确。 强化训练 　AD　箱子与传输机无相对滑动地向上或向下匀速运动，对箱子来说，有相对于传输机向下滑动的趋势，则其所受摩擦力与相对运动趋势方向相反，即摩擦力沿传输机向上，故A正确，B错误；如果箱子和传输机都静止，箱子受到沿传输机向上的静摩擦力，故C错误，D正确。 【例5】　C　根据题意可知，该国产机器人可以在倾角不大于37°的斜坡上稳定地站立和行走，对该机器人进行受力分析，有mgsin 37°≤μmgcos 37°，可得μ≥tan 37°＝，故C正确。 强化训练 　D　第1张试卷相对于第2张试卷向右运动，第1张试卷下表面受到第2张试卷施加的向左的滑动摩擦力，则第2张试卷受到第1张试卷的摩擦力方向向右，故A错误；第12张试卷与第13张试卷之间及第48张试卷与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力，根据受力平衡条件可知，摩擦力大小均为f＝μ2（F＋mg），故B、C错误；要做到“每次只进一张试卷”，对最上面的一张应满足μ1F＞μ2（F＋mg），所以＞，故D正确。 考点三 【例6】　B　设F与水平方向的夹角为θ，箱子处于静止状态时，根据平衡条件得，箱子所受的静摩擦力为f＝Fcos 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；箱子运动时，所受的支持力FN＝G－Fsin θ，F增大，FN减小，此时箱子受到的是滑动摩擦力，大小为f＝μFN，FN减小，则f减小，故B正确，A、C、D错误。 强化训练 　BC　根据题意可知，小木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f＝μmgcos θ＞mgsin θ可知，当小木块与传送带速度相等时，将保持相对静止，刚开始时，小木块的速度小于传送带速度，小木块相对于传送带向上运动，则其受沿传送带向下的滑动摩擦力，大小为f1＝μmgcos θ＞mgsin θ，小木块做匀加速运动，当小木块与传送带速度相等时，将与传送带保持相对静止，由平衡条件可知，小木块受沿传送带向上的静摩擦力，大小为f2＝mgsin θ，此后小木块与传送带一起匀速运动，综上所述可知，小木块先受沿传送带向下的滑动摩擦力，再受沿传送带向上的静摩擦力，小木块先做匀加速运动，再做匀速运动。故B、C正确，A、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $