第05讲 重力、弹力和摩擦力（复习讲义）（上海专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义聚焦重力、弹力和摩擦力核心考点，按“概念-性质-规律-应用”逻辑梳理力的基本特征、重心、弹力判断、胡克定律及摩擦力分析等内容，通过考情前瞻、知识框架构建、考点精讲与真题训练，帮助学生系统建立相互作用观念，突破受力分析难点。 资料突出科学思维与科学探究素养培养，如用假设法判断弹力有无时，引导学生通过移除接触物体分析运动状态变化，提升模型建构能力。设置分层例题与变式训练，配合实验探究专题，助力学生高效掌握高考考向，为教师提供精准复习节奏把控依据。

第05讲 重力、弹力和摩擦力 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 力的基本概念 知识点02 重力 知识点03 弹力 知识点04 胡克定律 知识点05 静摩擦力 知识点06 滑动摩擦力 考●向●破●译 考向01 重心的位置 考向02 弹力有无和方向的判断 考向03 胡克定律 考向04 摩擦力产生的条件 考向05 摩擦力的大小和方向 考向06 实验探究弹簧弹力与形变量关系 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × × 填空题 × × √ 计算题 × √ × 实验题 × × × 综合题 × × × 考情分析 1．高考对这部分内容的考查，出题分值不会太大，通常情况下难度也不会太大，会以实际生活中的例子或一些物理模型作为试题背景。 2．从命题方式上看，通常以力学计算题或电磁学综合题的一个小题的形式，单独出题的可能性较小。 3．考查内容以一些典型的斜面场景、受到多个力的质点模型为主，考查常见的受力分析，但会要求对力的概念有较深理解，引入一些新概念，并进行适当的拓展，比如2025年的汽车动能回收中的回收作用力。 复习目标 1. 了解重力和地球吸引力的区别、了解重心的位置判断方法。 2. 了解弹力的产生条件，以及常见场景下的弹力大小和方向的判断。 3. 了解胡克定律的内容，并能计算弹簧弹力的大小，会分析实验图像。 4. 了解摩擦力产生条件，会分析判断滑动摩擦力和静摩擦力的方向并计算其大小。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 力的基本概念 1. 力的定义：力是物体间的相互作用，力的作用效果使物体的形状和运动状态发生改变。 力的相互作用一般特指物理相互作用，比如听音乐使人心情放松也是相互作用但不是力。 2. 力的基本特征： (1)力的物质性：力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。 (2)力的作用效果：①形变；②改变运动状态。 古希腊哲学家亚里士多德认为：力的作用效果是维持物体的运动。（×） (3)力的相互性：力的作用是相互的。 (4)力的三要素：①力的大小；②力的方向；③力的作用点。 3. 力的单位：在国际单位制中力的单位是牛顿，符号为N．力的大小可以用测力计测量。 4. 力的表示：力的示意图 高中阶段，通常用力的示意图进行物体的受力分析，下图为常见的力的示意图： 5. 一维力的问题中力的处理方法 因为力是矢量，通常在解题中，也是规定一个正方向，和正方向相同的力用正值代入，和正方向相反的力用负值代入。正负代表方向，不代表大小。 6. 性质力和效果力 (1) 性质力：是根据力的性质来定义的力，如本章学习的重力、弹力、摩擦力都是性质力。 (2) 效果力：是根据力实际产生的效果而命名的力，如压力、支持力、拉力、动力、阻力、斥力、浮力等。 (3) 对一个物体进行受力分析通常仅分析性质力。 知识点02 重力 1. 定义：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。物体所受重力的施力物体是地球。 2. 重力不等于物体受到的地球的吸引力；物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关。 地球吸引力即万有引力表现为两个效果：一个分力F′提供向心力，另一个分力为重力G，如图所示： 3. 方向：竖直向下。注意不是垂直向下。 4. 大小：重力G跟物体的质量m成正比，即G＝mg，g的单位是1N/kg=1m/s2 重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)； 海拔越高，g越小，海拔越低，g越大。 5．重力的作用点：重心 (1)概念：一个物体受到重力的等效作用点，这一点叫做物体的重心。 (2)重心的位置： 物体重心的位置与物体的形状及物体的质量分布情况有关，与物体的放置状态、运动状态无关。 质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心。 (3)重心可以不在物体上，如下图： (4) 对于薄板状物体的重心，可以应用二力平衡的知识通过“悬挂法”确定。 如图，先在A点将薄板状物体悬挂起来，静止时通过A点画一条竖直线AB； 再选另一处D点将其悬挂起来，静止时过D点画一条竖直线DE，AB和DE的交点C即为重心位置。 知识点03 弹力 1. 定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生的力叫弹力。 例如：弹簧发生形变后对小车有弹力的作用。 弹性形变指物体在形变后能够恢复原状的形变,过程是可逆的。如弹簧、桌面、细绳、细杆、小球等； 塑性形变指物体在形变后不能够恢复原状的形变,过程是不可逆的。如超出弹性限度的弹簧，橡皮泥等。 2. 弹力的产生同时具备两个条件： ①两个物体直接接触； ②发生弹性形变。 3. 弹力的方向：弹力垂直于两物体的接触面，指向受力物体。 常见弹力的方向： 类型 方向 图示 接触方式 面与面 垂直于公共接触面指向受力物体 点与面 过点垂直于面指向受力物体 点与点 垂直于公切面指向受力物体 轻绳 沿绳子指向绳收缩的方向 轻杆 可沿杆的方向 可不沿杆的方向 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 4. 几种典型物体模型的弹力特点如下表． 项目 轻绳 轻杆 弹簧 形变情况 伸长忽略不计 认为长度不变 可伸长可缩短 施力与受力情况 只能受拉力或施出拉力 能受拉或受压，可施出拉力或压力 同杆 力的方向 始终沿绳 不一定沿杆 沿弹簧轴向 力的变化 可发生突变 同绳 只能发生渐变 5. 弹力有无及方向的判断 ①直接法：根据物体间是否存在挤压产生形变，这种方法适用于形变明显的情况，如弹簧。 ②假设法：如果物体间存在微小形变，不易判断，这时可用假设法进行判定，假设移去和研究对象物体接触的物体，看对象物体的运动状态是否改变。 若不变，则说明无弹力；若改变，则说明有弹力。 如下图（a），移除挡板，小球A会沿斜面下滑，不能保持静止状态，所以挡板对小球有向右的弹力； 图（b），如果剪断细线，小球会沿斜面下滑，不能保持静止状态，所以细线对小球有向上的弹力； 图（c），如果移去斜面，小球仍然能保持静止状态，所以斜面对小球没有弹力。 （a） （b） （c） ③受力分析法：分析除弹力以外其他力的合力。 看该合力是否满足给定的运动状态，若不满足，则存在弹力；若满足，则不存在弹力。 如图，接触面光滑，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力。 知识点04 胡克定律 1. 实验探究：弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着消失。弹力与形变的定量关系，一般来讲比较复杂。而弹簧的弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的关系则比较简单（如图所示）。 2. 实验结果：在弹簧的弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，称胡克定律。 3. 公式：，变式。 ①式中的称为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号用表示。 k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定， 与弹力F的大小和伸长量x无关。 “硬”弹簧，是指弹簧的k值较大，即同样的力F作用下形变量△x较小。 ②其含义为：在弹簧的弹性限度以内，弹力大小的增量与弹簧长度的增量成正比 （由得，其中和可正可负）。 ③此公式F表示弹力的大小，若写成矢量表达式则为：F=-kx 表示弹力的方向和形变方向相反。 ④胡克定律仅适用于在弹性限度内，弹簧的拉伸或压缩形变。 4. F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k. 5. 弹力大小的计算方法 ①对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算； ②对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。 知识点05 静摩擦力 1.定义：互相接触的两个物体存在相对运动的趋势而保持相对静止时，在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力，叫静摩擦力。 2. 产生条件：(1)相互接触且发生弹性形变；(2)有相对运动趋势；(3)接触面粗糙。 3. 方向： (1)沿着两物体接触面的切线； (2)与相对运动趋势相反，即总是阻碍物体间相对运动趋势； (3)与运动方向可能相同，也可能相反。 4. 静摩擦力的大小： (1)范围：0＜F≤Fmax，Fmax称最大静摩擦力 静摩擦力是被动力，其大小和方向均随外力的改变而改变。 (2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解。 (3)静摩擦力大小与正压力无关，但Fmax与正压力有关，随正压力的增大而增大。 (4)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，在近似处理或无特殊说明的情况下，可认为它们数值相等 5. 静摩擦力的有无、方向的确定 静摩擦力的方向与相对运动趋势相反，而相对运动趋势的方向又难以判断，一般可以采用下列方法判断 (1)假设法：首先假设两物体的接触面是光滑的，判断物体将向什么方向滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向． (2)根据物体的运动状态判断静摩擦力的方向． 如下图所示，在拉力F作用下，A、B一起在水平地面上做匀速运动，对A来说，它在水平方向受到向右的拉力F而处于平衡状态，根据平衡条件知，A必然受沿A、B接触面向左的静摩擦力作用．由于物体B相对地面向右滑动，所以B在地面上受到向左的滑动摩擦力作用，根据平衡条件可知在A、B接触面上，B受到向右的静摩擦力作用． 6. 注意 (1)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反。 (2)静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用。 知识点06 滑动摩擦力 1. 定义：两个相互接触的物体，一个物体在另一个物体表面相对滑动时，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 2. 产生条件：①接触面粗糙；②接触面之间有弹力；③有相对运动． 3.方向：滑动摩擦力的方向跟接触面相切且与物体间相对运动的方向相反。 4. 大小： 或 Ff＝μFN 即滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比（即两个物体表面间的垂直作用力）。 为滑动摩擦因数，它的数值与相互接触的两个物体的材料（粗糙程度）有关。 5. 使用公式Ff＝μFN计算摩擦力 (也可以由二力平衡来求解) (1)FN是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力。当物体处于水平面上时，正压力＝重力。 (2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和粗糙程度决定，与FN和Ff无关。 (3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关。 6. 效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。 考●向●破●译 考向01 重心的位置 例1. 如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一小孔，在水由小孔缓慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会（　　） A．一直下降 B．一直上升 C．先升高后降低 D．先降低后升高 【答案】D 【解析】装满水时重心在球心处，随着水从小孔不断流出，重心位置不断下降，当水流完后，重心又上升到球心处，故重心的位置先下降后上升，故ABC错误，D正确。 【变式训练1】如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心．现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动 　R的距离。 【答案】 【解析】设圆板的重心将从O点向左移动x； 割去的圆形薄板面积为原来面积的，假设将割去的圆形薄板可补上，在重心处可以将物体支撑起来，故：（M﹣M）g•x＝Mg• 解得：x＝ 考向02 弹力有无和方向的判断 例1.（25-26高一上·上海·期中）在下列四个图中，A、B两个小球均相互接触，接触面都是光滑的，则这两个小球相互间一定有弹力作用的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．该选项题图可知绳子是竖直状态，若AB间有弹力作用，绳子不可能竖直，故A错误； B．该选项图中两个小球所受的重力与绳子的拉力不是一对平衡力，所以这两个小球都受到了对方的合力作用，从而发生弹性形变产生弹力，故B正确； C．该选项题图可知两小球静止在光滑的水平面上，若AB间有弹力作用，B球不可能静止，故C错误； D．图中无法确定两个小球之间到底有没有挤压作用，所以也就无法确定有没有弹力，故D错误。 故选B。 【变式训练1】 图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．球受重力和弹力，根据平衡条件，杆对小球的力应竖直向上，A错误； B．F2应为零，该绳没有发生形变，否则球不能平衡，B错误； C．球受重力、下面球的弹力和墙壁的支持力，两个支持力均垂直于接触面，C正确； D．A还受大半圆对它的支持力，方向沿过小球A与圆接触点的半径，指向大半圆圆心，D错误。 考向03 胡克定律 例1. 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系如图所示，下列表述正确的是（　　） A．a的劲度系数比b的大 B．测得的弹力与弹簧的长度成正比 C．弹簧a的原长比弹簧b的原长大 D．a与b两条图线反向延长线必定交于F负半轴上同一点 【答案】A 【详解】AC．根据题意，设弹簧原长为，由胡克定律有 可知，图像的斜率表示劲度系数，由图可知，a的劲度系数比b的大，与横轴的交点为弹簧原长，则弹簧a的原长比弹簧b的原长小，故C错误，A正确； B．由图可知，到弹力与弹簧长度关系图像不过原点，则弹力与弹簧的长度不成正比，故B错误； D．根据题意可知，a与b两条图线反向延长线与F负半轴上的交点，即当时，的值，可得 ，由于两个弹簧的原长和劲度系数不同，则a与b两条图线反向延长线不一定会交于F负半轴上同一点，故D错误。故选A。 【变式训练1】（多选）如图所示，为一个轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，请根据图像判断，下列正确的结论是（　） A．弹簧的劲度系数为100N/m B．弹簧的劲度系数为200N/m C．弹簧的原长为6cm D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N 【答案】AC 【详解】ABC．由图可知，弹力为零时，弹簧长度为6cm，即弹簧的原长为6cm。 弹簧的劲度系数为 ，故AC正确，B错误； D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为 ，故D错误。 【变式训练2】（25-26高三上·上海浦东新·阶段检测）一质量为的弹簧，劲度系数为，将其放在水平光滑的平台上，其自然长度为。若将其竖直悬挂，如图所示，则弹簧伸长长度___________。重力加速度为。 【答案】 【解析】将弹簧分成无数小段，则从下到上每小段所受的拉力均匀增加，最下段受的拉力为零， 最上段受的拉力为mg，每一小段受的平均拉力为，由胡克定律 可得弹簧伸长长度 考向04 摩擦力产生的条件 例1. （25-26高一上·上海浦东新·期中）关于相互接触的两个物体间的弹力和摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．一定有弹力，不一定有摩擦力 B．一定有摩擦力，不一定有弹力 C．只要有弹力，就一定有摩擦力 D．只要有摩擦力，就一定有弹力 【答案】D 【详解】A．相互接触的物体若没有发生弹性形变，就没有弹力，因此接触的物体不一定有弹力，A错误； B．摩擦力产生的前提是存在弹力，因此有摩擦力一定有弹力，且接触的物体不一定满足摩擦力的全部产生条件，不一定有摩擦力，故B错误； C．有弹力仅满足摩擦力产生的一个条件，若接触面光滑、或无相对运动/相对运动趋势，就不会有摩擦力，故C错误； D．弹力是摩擦力产生的必要条件，因此只要有摩擦力，就一定满足弹力的产生条件，一定有弹力，故D正确。 故选D。 【变式训练1】关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（　　） A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反 D．相对于地面静止的物体，不可能受到滑动摩擦力的作用 【答案】C 【解答】解：A、滑动摩擦力的方向和相对运动的方向相反，不一定和运动方向相反，当与运动方向相同时充当动力，相反时充当阻力，A错误，C正确； B、滑动摩擦力的方向和相对运动的方向相反，当与运动方向相同时充当动力，B错误； D、滑动摩擦力存在于相对运动的两物体之间，运动物体可能受到静摩擦力作用，静止物体也可能受到滑动摩擦力作用，D错误。 考向05 摩擦力的大小和方向 例1. （25-26高一上·上海·期中）如图所示，质量为m的木块在恒力F作用下沿着质量为2m的长木板上向右滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，以向右为正方向，则m受到的摩擦力为______，地面受到木板的摩擦力______，（已知重力加速度为g） 【答案】 【详解】[1]m受到的摩擦力为滑动摩擦力，方向向左，故 [2]因木板静止，对木板受力分析可知，物块对木板的摩擦力与地面对木板的摩擦力等大反向，则地面对木板的摩擦力为 根据牛顿第三定律可知，地面受到木板的摩擦力 【变式训练1】（25-26高一上·上海长宁·期中）如图所示，轻质弹簧拉着一个质量为5kg的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为5cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动。已知拉力大小为8N，弹簧始终未超出弹性限度，重力加速度取10m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数为______，弹簧的劲度系数为______N/m。 【答案】 0.16 160 【详解】[1]物体做匀速运动时受力平衡，水平方向上拉力与摩擦力相等， 即 可解得 [2]根据胡克定律公式，可计算劲度系数 【变式训练2】（24-25高一上·上海普陀·阶段练习）如图所示，质量物体A置于水平地面上，质量物体B置于A上，并用水平细绳将其与竖直墙面相连。A与B、A与地面间的动摩擦因数均为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平力F将A向右拉出： (1)求B物体受到的摩擦力大小； (2)为了能将A向右拉出，求水平力F的最小值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）将A向右拉出，A、B之间发生相对运动， 则B受到的滑动摩擦力大小为 （2）由牛顿第三定律可知，B给A的摩擦力大小为 地面对A的摩擦力大小为 为了能将A向右拉出，对A由牛顿第二定律有 联立解得为了能将A向右拉出，水平力F的最小值为 考向06 实验探究弹簧弹力与形变量关系 例1. （25-26高一上·上海闵行·期末）在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，应将弹簧___________（选涂：“A．水平”、“B．竖直”）放置测出其自然长度，若用记录的弹力与弹簧的形变量做出的图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为___________N/m。 【答案】 B 50 【详解】[1]弹簧自身有重力，若竖直放置测量自然长度L0，此时弹簧因自身重力产生的微小伸长已经被包含在L0中。后续竖直悬挂钩码时，弹簧的实际伸长量Δx = L－L0（L为挂砝码后的总长度），这个伸长量就单纯由钩码的拉力引起，自身重力的影响被抵消。 故选B。 [2]根据 可知图像斜率等于弹簧的劲度系数， 由图可知弹簧的劲度系数为 【变式训练1】（25-26高一上·上海·期中）某实验小组用力传感器探究弹簧的弹力和伸长量的关系。如图甲所示，将轻质弹簧上端固定于支架台上，使标尺的零刻度线与弹簧上端对齐。某同学用力传感器竖直向下拉弹簧，同时记录拉力值F及对应的标尺刻度x（如图乙所示）。通过描点画图得到图丙所示的F-x图像，a、b分别为使用轻弹簧1、2时所描绘的实验图线。下列说法正确的是（　　） A．弹簧1的原长大于弹簧2的原长 B．弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数 C．弹簧2产生的弹力是20N时，弹簧的伸长量是60cm D．因未测弹簧原长，故本实验无法探究弹簧的弹力与伸长量的关系 【答案】B 【详解】A．根据胡克定律，弹簧的弹力与其伸长量成正比，即 设弹簧原长为，弹簧被拉伸后总长度为，则有 对应到F-x图像中，图线与x轴交点的横坐标为弹簧原长，图线斜率为弹簧的劲度系数，因此弹簧1的原长等于弹簧2的原长，均为0.2m，故A错误； B．图线斜率为弹簧的劲度系数，由图丙可知图线a的斜率大于图线b的斜率，即弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数，故B正确； C．由图丙可知，弹簧2产生的弹力是20N时，弹簧的总长度是0.6m，弹簧伸长量，故C错误； D．虽然实验中没有直接测量弹簧的原长，但通过F-x图像，可以将图线延长与x轴相交，交点的横坐标即为弹簧的原长，得到原长后，就可以计算出每次测量对应的伸长量 从而探究弹簧的弹力与伸长量的关系，故D错误。 故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （25-26高一上·上海·阶段检测）生活中的力 在物理学中，把物体与物体之间的相互作用称为力。生活中力无处不在。力让万物运动，让世界充满生机。1．下列说法中正确的是（    ） A．摩擦力的方向有可能与速度方向不在同一直线上 B．重力的方向指向地心 C．任何有规则形状的物体，其几何中心必与其重心重合 D．摩擦力的存在依赖于正压力，其大小与正压力成正比 2．如图所示，用水平力F将质量为m的黑板擦压在黑板上使其保持静止，则（    ） A．墙面可能光滑 B．黑板擦所受的摩擦力等于 C．黑板擦与墙壁之间的最大静摩擦力可能大于mg D．如果F增大，黑板擦所受的摩擦力一定增大 3．如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下运动，下列关于物体A各种情况下的受力描述，正确的是（    ） A．物体A随传送带一起向上匀速运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下 B．物体A随传送带一起向下匀速运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下 C．若物体A静止在传送带上时，A不受摩擦力作用 D．无论A随传送带一起向上还是向下匀速运动，传送带对物体A的作用力均相同 4．如图，质量为3m的滑块A置于水平地面上，质量为m的滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A未滑动，B刚好不下滑，已知A与B间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则水平力F的大小______；A与地面间的动摩擦因数为至少为______？ 5．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，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木板可以向左变速运动 B．图乙就是摩擦力随时间的变化曲线 C．由实验结果可知最大静摩擦力等于滑动摩擦力 D．只用图乙中数据可计算出物块与木板间的动摩擦因数 【答案】1．A 2．C 3．D 4． 5．A 【解析】1．A．物体在水平圆盘上随圆盘做匀速圆周运动时，摩擦力提供向心力，方向指向圆心，与速度方向垂直，不在同一直线上，A正确； B．重力的方向是竖直向下，只有在赤道和两极时，重力方向才指向地心，B错误； C．只有质量分布均匀、有规则形状的物体，其几何中心才与其重心重合，C错误； D．静摩擦力的大小与正压力无关；滑动摩擦力的大小与正压力成正比，D错误。 故选A。 2．A．若墙面光滑，黑板擦无法受到摩擦力，不能保持静止，A错误； B．黑板擦受静摩擦力，大小等于重力，与无关，B错误； C．最大静摩擦力与正压力有关，越大，最大静摩擦力越大，可能大于mg，C正确； D．黑板擦受静摩擦力，大小始终等于，增大时，静摩擦力不变，D错误。 故选C。 3．A．物体A随传送带向上匀速运动时，有沿斜面向下的运动趋势，所受静摩擦力沿斜面向上，A错误； B．物体A随传送带向下匀速运动时，有沿斜面向下的运动趋势，所受静摩擦力沿斜面向上，B错误； C．物体A静止在传送带上时，受沿斜面向上的静摩擦力，C错误； D．无论物体A向上还是向下匀速运动，传送带对物体A的作用力（支持力与摩擦力的合力）都与物体A的重力等大反向，因此作用力相同，D正确。 故选D。 4．[1]由于滑块刚好不下滑，所以最大静摩擦力等于滑块的重力，则由于 解得； [2]物块没有滑动，若此时物块受到的静摩擦力为最大静摩擦力，动摩擦因数最小， 则有 将代入解得。 5．A．实验中只要木板相对物块运动即可，无论木板是匀速运动还是变速运动，A正确； B．图乙是力传感器的拉力随时间的变化曲线，当物块与木板相对滑动后，拉力大小等于滑动摩擦力大小；但在相对滑动前，拉力大小等于静摩擦力大小，因此图乙不是直接的摩擦力随时间的变化曲线，而是物体受到的棉线的拉力的变化曲线，B错误； C．由图乙可知，最大静摩擦力（图中峰值）大于滑动摩擦力（图中稳定值），C 错误； D．计算动摩擦因数需要知道物块的重力（由于在水平面上，重力等于物体的压力），而图乙中未给出物块质量，因此无法仅用图乙数据计算动摩擦因数，D错误。 故选A。 6. （2024上海宝山二模）如图所示，一辆自行车在水平路面上，设自行车被骑行时地面对后轮的摩擦力为 Ff1，自行车被推行时地面对后轮的摩擦力为 Ff2，则( ) A．Ff1 向左，Ff2 向右 B．Ff1 向右，Ff2 向左 C．Ff1 和 Ff2 都向右 D．Ff1 和 Ff2 都向左 【答案】B 【解析】骑行时后轮摩擦力为动力，向前；推行时前后轮的摩擦力为阻力，向后，所以B正确。 $ 第05讲 重力、弹力和摩擦力 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 力的基本概念 知识点02 重力 知识点03 弹力 知识点04 胡克定律 知识点05 静摩擦力 知识点06 滑动摩擦力 考●向●破●译 考向01 重心的位置 考向02 弹力有无和方向的判断 考向03 胡克定律 考向04 摩擦力产生的条件 考向05 摩擦力的大小和方向 考向06 实验探究弹簧弹力与形变量关系 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × × × 填空题 × × √ 计算题 × √ × 实验题 × × × 综合题 × × × 考情分析 1．高考对这部分内容的考查，出题分值不会太大，通常情况下难度也不会太大，会以实际生活中的例子或一些物理模型作为试题背景。 2．从命题方式上看，通常以力学计算题或电磁学综合题的一个小题的形式，单独出题的可能性较小。 3．考查内容以一些典型的斜面场景、受到多个力的质点模型为主，考查常见的受力分析，但会要求对力的概念有较深理解，引入一些新概念，并进行适当的拓展，比如2025年的汽车动能回收中的回收作用力。 复习目标 1. 了解重力和地球吸引力的区别、了解重心的位置判断方法。 2. 了解弹力的产生条件，以及常见场景下的弹力大小和方向的判断。 3. 了解胡克定律的内容，并能计算弹簧弹力的大小，会分析实验图像。 4. 了解摩擦力产生条件，会分析判断滑动摩擦力和静摩擦力的方向并计算其大小。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 力的基本概念 1. 力的定义：力是物体间的相互作用，力的作用效果使物体的形状和运动状态发生改变。 力的相互作用一般特指物理相互作用，比如听音乐使人心情放松也是相互作用但不是力。 2. 力的基本特征： (1)力的物质性：力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。 (2)力的作用效果：①形变；②改变运动状态。 古希腊哲学家亚里士多德认为：力的作用效果是维持物体的运动。（×） (3)力的相互性：力的作用是相互的。 (4)力的三要素：①力的大小；②力的方向；③力的作用点。 3. 力的单位：在国际单位制中力的单位是牛顿，符号为N．力的大小可以用测力计测量。 4. 力的表示：力的示意图 高中阶段，通常用力的示意图进行物体的受力分析，下图为常见的力的示意图： 5. 一维力的问题中力的处理方法 因为力是矢量，通常在解题中，也是规定一个正方向，和正方向相同的力用正值代入，和正方向相反的力用负值代入。正负代表方向，不代表大小。 6. 性质力和效果力 (1) 性质力：是根据力的性质来定义的力，如本章学习的重力、弹力、摩擦力都是性质力。 (2) 效果力：是根据力实际产生的效果而命名的力，如压力、支持力、拉力、动力、阻力、斥力、浮力等。 (3) 对一个物体进行受力分析通常仅分析性质力。 知识点02 重力 1. 定义：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。物体所受重力的施力物体是地球。 2. 重力不等于物体受到的地球的吸引力；物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关。 地球吸引力即万有引力表现为两个效果：一个分力F′提供向心力，另一个分力为重力G，如图所示： 3. 方向：竖直向下。注意不是垂直向下。 4. 大小：重力G跟物体的质量m成正比，即G＝mg，g的单位是1N/kg=1m/s2 重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)； 海拔越高，g越小，海拔越低，g越大。 5．重力的作用点：重心 (1)概念：一个物体受到重力的等效作用点，这一点叫做物体的重心。 (2)重心的位置： 物体重心的位置与物体的形状及物体的质量分布情况有关，与物体的放置状态、运动状态无关。 质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心。 (3)重心可以不在物体上，如下图： (4) 对于薄板状物体的重心，可以应用二力平衡的知识通过“悬挂法”确定。 如图，先在A点将薄板状物体悬挂起来，静止时通过A点画一条竖直线AB； 再选另一处D点将其悬挂起来，静止时过D点画一条竖直线DE，AB和DE的交点C即为重心位置。 知识点03 弹力 1. 定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生的力叫弹力。 例如：弹簧发生形变后对小车有弹力的作用。 弹性形变指物体在形变后能够恢复原状的形变,过程是可逆的。如弹簧、桌面、细绳、细杆、小球等； 塑性形变指物体在形变后不能够恢复原状的形变,过程是不可逆的。如超出弹性限度的弹簧，橡皮泥等。 2. 弹力的产生同时具备两个条件： ①两个物体直接接触； ②发生弹性形变。 3. 弹力的方向：弹力垂直于两物体的接触面，指向受力物体。 常见弹力的方向： 类型 方向 图示 接触方式 面与面 垂直于公共接触面指向受力物体 点与面 过点垂直于面指向受力物体 点与点 垂直于公切面指向受力物体 轻绳 沿绳子指向绳收缩的方向 轻杆 可沿杆的方向 可不沿杆的方向 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 4. 几种典型物体模型的弹力特点如下表． 项目 轻绳 轻杆 弹簧 形变情况 伸长忽略不计 认为长度不变 可伸长可缩短 施力与受力情况 只能受拉力或施出拉力 能受拉或受压，可施出拉力或压力 同杆 力的方向 始终沿绳 不一定沿杆 沿弹簧轴向 力的变化 可发生突变 同绳 只能发生渐变 5. 弹力有无及方向的判断 ①直接法：根据物体间是否存在挤压产生形变，这种方法适用于形变明显的情况，如弹簧。 ②假设法：如果物体间存在微小形变，不易判断，这时可用假设法进行判定，假设移去和研究对象物体接触的物体，看对象物体的运动状态是否改变。 若不变，则说明无弹力；若改变，则说明有弹力。 如下图（a），移除挡板，小球A会沿斜面下滑，不能保持静止状态，所以挡板对小球有向右的弹力； 图（b），如果剪断细线，小球会沿斜面下滑，不能保持静止状态，所以细线对小球有向上的弹力； 图（c），如果移去斜面，小球仍然能保持静止状态，所以斜面对小球没有弹力。 （a） （b） （c） ③受力分析法：分析除弹力以外其他力的合力。 看该合力是否满足给定的运动状态，若不满足，则存在弹力；若满足，则不存在弹力。 如图，接触面光滑，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力。 知识点04 胡克定律 1. 实验探究：弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力随着消失。弹力与形变的定量关系，一般来讲比较复杂。而弹簧的弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的关系则比较简单（如图所示）。 2. 实验结果：在弹簧的弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，称胡克定律。 3. 公式：，变式。 ①式中的称为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号用表示。 k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定， 与弹力F的大小和伸长量x无关。 “硬”弹簧，是指弹簧的k值较大，即同样的力F作用下形变量△x较小。 ②其含义为：在弹簧的弹性限度以内，弹力大小的增量与弹簧长度的增量成正比 （由得，其中和可正可负）。 ③此公式F表示弹力的大小，若写成矢量表达式则为：F=-kx 表示弹力的方向和形变方向相反。 ④胡克定律仅适用于在弹性限度内，弹簧的拉伸或压缩形变。 4. F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k. 5. 弹力大小的计算方法 ①对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算； ②对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。 知识点05 静摩擦力 1.定义：互相接触的两个物体存在相对运动的趋势而保持相对静止时，在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力，叫静摩擦力。 2. 产生条件：(1)相互接触且发生弹性形变；(2)有相对运动趋势；(3)接触面粗糙。 3. 方向： (1)沿着两物体接触面的切线； (2)与相对运动趋势相反，即总是阻碍物体间相对运动趋势； (3)与运动方向可能相同，也可能相反。 4. 静摩擦力的大小： (1)范围：0＜F≤Fmax，Fmax称最大静摩擦力 静摩擦力是被动力，其大小和方向均随外力的改变而改变。 (2)计算：物体做匀速直线运动或静止时，根据二力平衡条件求解。 (3)静摩擦力大小与正压力无关，但Fmax与正压力有关，随正压力的增大而增大。 (4)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，在近似处理或无特殊说明的情况下，可认为它们数值相等 5. 静摩擦力的有无、方向的确定 静摩擦力的方向与相对运动趋势相反，而相对运动趋势的方向又难以判断，一般可以采用下列方法判断 (1)假设法：首先假设两物体的接触面是光滑的，判断物体将向什么方向滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向． (2)根据物体的运动状态判断静摩擦力的方向． 如下图所示，在拉力F作用下，A、B一起在水平地面上做匀速运动，对A来说，它在水平方向受到向右的拉力F而处于平衡状态，根据平衡条件知，A必然受沿A、B接触面向左的静摩擦力作用．由于物体B相对地面向右滑动，所以B在地面上受到向左的滑动摩擦力作用，根据平衡条件可知在A、B接触面上，B受到向右的静摩擦力作用． 6. 注意 (1)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反。 (2)静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用。 知识点06 滑动摩擦力 1. 定义：两个相互接触的物体，一个物体在另一个物体表面相对滑动时，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 2. 产生条件：①接触面粗糙；②接触面之间有弹力；③有相对运动． 3.方向：滑动摩擦力的方向跟接触面相切且与物体间相对运动的方向相反。 4. 大小： 或 Ff＝μFN 即滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比（即两个物体表面间的垂直作用力）。 为滑动摩擦因数，它的数值与相互接触的两个物体的材料（粗糙程度）有关。 5. 使用公式Ff＝μFN计算摩擦力 (也可以由二力平衡来求解) (1)FN是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力。当物体处于水平面上时，正压力＝重力。 (2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和粗糙程度决定，与FN和Ff无关。 (3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关。 6. 效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。 考●向●破●译 考向01 重心的位置 例1. 如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一小孔，在水由小孔缓慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会（　　） A．一直下降 B．一直上升 C．先升高后降低 D．先降低后升高 【变式训练1】如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心．现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动 　R的距离。 考向02 弹力有无和方向的判断 例1.（25-26高一上·上海·期中）在下列四个图中，A、B两个小球均相互接触，接触面都是光滑的，则这两个小球相互间一定有弹力作用的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练1】 图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 考向03 胡克定律 例1. 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系如图所示，下列表述正确的是（　　） A．a的劲度系数比b的大 B．测得的弹力与弹簧的长度成正比 C．弹簧a的原长比弹簧b的原长大 D．a与b两条图线反向延长线必定交于F负半轴上同一点 【变式训练1】（多选）如图所示，为一个轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，请根据图像判断，下列正确的结论是（　） A．弹簧的劲度系数为100N/m B．弹簧的劲度系数为200N/m C．弹簧的原长为6cm D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N 【变式训练2】（25-26高三上·上海浦东新·阶段检测）一质量为的弹簧，劲度系数为，将其放在水平光滑的平台上，其自然长度为。若将其竖直悬挂，如图所示，则弹簧伸长长度___________。重力加速度为。 考向04 摩擦力产生的条件 例1. （25-26高一上·上海浦东新·期中）关于相互接触的两个物体间的弹力和摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．一定有弹力，不一定有摩擦力 B．一定有摩擦力，不一定有弹力 C．只要有弹力，就一定有摩擦力 D．只要有摩擦力，就一定有弹力 【变式训练1】关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是（　　） A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反 D．相对于地面静止的物体，不可能受到滑动摩擦力的作用 考向05 摩擦力的大小和方向 例1. （25-26高一上·上海·期中）如图所示，质量为m的木块在恒力F作用下沿着质量为2m的长木板上向右滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，以向右为正方向，则m受到的摩擦力为______，地面受到木板的摩擦力______，（已知重力加速度为g） 【变式训练1】（25-26高一上·上海长宁·期中）如图所示，轻质弹簧拉着一个质量为5kg的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为5cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动。已知拉力大小为8N，弹簧始终未超出弹性限度，重力加速度取10m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数为______，弹簧的劲度系数为______N/m。 【变式训练2】（24-25高一上·上海普陀·阶段练习）如图所示，质量物体A置于水平地面上，质量物体B置于A上，并用水平细绳将其与竖直墙面相连。A与B、A与地面间的动摩擦因数均为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平力F将A向右拉出： (1)求B物体受到的摩擦力大小； (2)为了能将A向右拉出，求水平力F的最小值。 考向06 实验探究弹簧弹力与形变量关系 例1. （25-26高一上·上海闵行·期末）在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，应将弹簧___________（选涂：“A．水平”、“B．竖直”）放置测出其自然长度，若用记录的弹力与弹簧的形变量做出的图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为___________N/m。 【变式训练1】（25-26高一上·上海·期中）某实验小组用力传感器探究弹簧的弹力和伸长量的关系。如图甲所示，将轻质弹簧上端固定于支架台上，使标尺的零刻度线与弹簧上端对齐。某同学用力传感器竖直向下拉弹簧，同时记录拉力值F及对应的标尺刻度x（如图乙所示）。通过描点画图得到图丙所示的F-x图像，a、b分别为使用轻弹簧1、2时所描绘的实验图线。下列说法正确的是（　　） A．弹簧1的原长大于弹簧2的原长 B．弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数 C．弹簧2产生的弹力是20N时，弹簧的伸长量是60cm D．因未测弹簧原长，故本实验无法探究弹簧的弹力与伸长量的关系 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 （25-26高一上·上海·阶段检测）生活中的力 在物理学中，把物体与物体之间的相互作用称为力。生活中力无处不在。力让万物运动，让世界充满生机。1．下列说法中正确的是（    ） A．摩擦力的方向有可能与速度方向不在同一直线上 B．重力的方向指向地心 C．任何有规则形状的物体，其几何中心必与其重心重合 D．摩擦力的存在依赖于正压力，其大小与正压力成正比 2．如图所示，用水平力F将质量为m的黑板擦压在黑板上使其保持静止，则（    ） A．墙面可能光滑 B．黑板擦所受的摩擦力等于 C．黑板擦与墙壁之间的最大静摩擦力可能大于mg D．如果F增大，黑板擦所受的摩擦力一定增大 3．如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下运动，下列关于物体A各种情况下的受力描述，正确的是（    ） A．物体A随传送带一起向上匀速运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下 B．物体A随传送带一起向下匀速运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下 C．若物体A静止在传送带上时，A不受摩擦力作用 D．无论A随传送带一起向上还是向下匀速运动，传送带对物体A的作用力均相同 4．如图，质量为3m的滑块A置于水平地面上，质量为m的滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A未滑动，B刚好不下滑，已知A与B间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则水平力F的大小______；A与地面间的动摩擦因数为至少为______？ 5．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，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木板可以向左变速运动 B．图乙就是摩擦力随时间的变化曲线 C．由实验结果可知最大静摩擦力等于滑动摩擦力 D．只用图乙中数据可计算出物块与木板间的动摩擦因数 6. （2024上海宝山二模）如图所示，一辆自行车在水平路面上，设自行车被骑行时地面对后轮的摩擦力为 Ff1，自行车被推行时地面对后轮的摩擦力为 Ff2，则( ) A．Ff1 向左，Ff2 向右 B．Ff1 向右，Ff2 向左 C．Ff1 和 Ff2 都向右 D．Ff1 和 Ff2 都向左 $