第2章 第7课时 重力 弹力 摩擦力(Word教参)-【状元桥】2027高考物理一轮总复习

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“定义-产生条件-方向-大小计算”逻辑系统梳理知识，通过考点分层解析、方法指导（如“三法”判弹力有无、临界态析摩擦力）、真题演练（2024广西卷等），构建完整复习链条，助力学生夯实力学基础。 讲义突出科学思维培养，创新“模型建构+问题链”教学，如用弹簧F-L图像讲胡克定律，借“动-静突变”案例突破摩擦力方向判断。设基础与提升分层练习，配合即时反馈，高效提升解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第7课时　重力　弹力　摩擦力 [目标要求]　1.掌握重力的大小、方向及重心.2.知道弹力产生的条件，会判断弹力的有无及方向，掌握弹力大小的计算方法，理解胡克定律.3.会判断摩擦力的有无及方向，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小． 一、重力 1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力． 2．大小：G＝mg. 3．方向：总是竖直向下. 4．重心：重力的等效作用点． 二、弹力 1．弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用． (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．弹力的计算 (1)应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力．其中x表示形变量. (2)物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡条件来计算弹力． (3)物体不处于平衡状态时可应用牛顿第二定律计算弹力． 三、摩擦力 1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力． 2．产生条件 (1)接触面粗糙. (2)接触处有压力. (3)两物体间有相对运动或相对运动趋势. 3．方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反． 4．大小 (1)滑动摩擦力：Ff＝μFN，μ为动摩擦因数． (2)静摩擦力：0<F≤Fmax. 5．弹力与摩擦力的关系 若两物体间有摩擦力，则两物体间一定有弹力，若两物体间有弹力，则两物体间不一定有摩擦力．(均选填“一定有”或“不一定有”) (链接人教版必修第一册P65图3.2－3)如图所示，一位女士用80 N的水平力推沙发推不动，沙发此时受到的摩擦力大小为F1；如果该女士用100 N的水平力恰能推动沙发，此时沙发与地面间的摩擦力大小为F2；如果该女士把沙发推动了，此时沙发与地面间摩擦力大小为F3.若沙发对地面的压力大小为200 N，沙发与地面间的动摩擦因数为μ＝0.45，则F1、F2、F3的大小分别为(　　) A．80 N、100 N、90 N B．80 N、100 N、45 N C．80 N、80 N、90 N D．0、80 N、45 N 答案　A 解析　该女士用80 N的水平力推不动沙发，则沙发此时受到的是静摩擦力，所以F1＝80 N．该女士用100 N的力恰好推动沙发，此时的推力的大小等于最大静摩擦力的大小，所以F2＝100 N．沙发被推动后受滑动摩擦力，由公式Ff＝μFN来计算大小．所以F3＝μFN＝0.45×200 N＝90 N，故选A． 考点一　重力和重心 下列关于重力和重心的说法正确的是(　　) A．形状规则的物体的重心在几何中心上 B．物体的重心不一定在物体上 C．地球表面所有物体受到的重力方向都相同 D．只有物体的重心才受到重力的作用 答案　B 解析　形状规则且质量分布均匀的物体的重心在几何中心上，故A错误；物体的重心不一定在物体上，也可能在物体的外部，例如圆环，故B正确；重力的方向是竖直向下，所以在地球上不同的位置，重力的方向是不同的，故C错误；重心是重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力的作用，故D错误．故选B． (2026河南一模)如图是儿童常玩的玩具不倒翁，将站立的不倒翁按倒在桌面上，不倒翁会重新立起，下列说法正确的是(　　) A．按倒不倒翁，其重心高度降低 B．按倒不倒翁，其重心高度不变 C．不倒翁所受到的桌面支持力是由于不倒翁发生形变产生的 D．不论不倒翁处于何种状态，其所受重力的方向总是竖直向下 答案　D 解析　立起的不倒翁的重心很低，按倒不倒翁，其重心高度升高，故AB错误；不倒翁所受到的桌面支持力是由于桌面发生形变产生的，故C错误；不论不倒翁处于何种状态，其所受重力的方向总是竖直向下，故D正确．故选D． 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． 考点二　弹力的分析与计算 弹力有无及方向的判断 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 解析　选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，故A错误；选项B中如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；对于球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即D项中大半圆对小球的支持力FN2应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心的弹力，故D错误；球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，而指向受力物体，故C正确．故选C． 1．“三法”研判弹力的有无 2．分类判断弹力的方向 弹力大小的计算 如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2 N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力(　　) A．大小为2 N，方向平行于斜面向上 B．大小为2 N，方向垂直于斜面向上 C．大小为2 N，方向竖直向上 D．大小为1 N，方向沿杆的切线方向 答案　C 解析　要注意活动杆的弹力一定沿着杆，而固定杆的弹力可以沿任意方向．对小球受力分析，小球受到重力G和弹性杆对小球的弹力F，由于小球处于静止状态，弹力与重力平衡，故弹性杆对小球的弹力方向应竖直向上，大小为F＝G＝2 N，故ABD错误，C正确．故选C． (多选)(2026泰州模拟)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线．根据图线可以确定(　　) A．弹簧的原长为10 cm B．弹簧的劲度系数为200 N/m C．弹簧伸长15 cm时弹力大小为10 N D．弹簧伸长15 cm时弹力大小为30 N 答案　ABD 解析　当弹力为零时，弹簧处于原长，则原长为10 cm，故A正确；当弹簧的长度为5 cm时，弹力为10 N，此时弹簧压缩量x＝10 cm－5 cm＝5 cm＝0.05 m，根据胡克定律F＝kx得k＝ N/m＝200 N/m，故B正确；当弹簧伸长量x′＝15 cm＝0.15 m时，根据胡克定律得F＝kx′＝200×0.15 N＝30 N，故C错误，D正确．故选ABD． 计算弹力大小的三种方法 1．根据胡克定律F＝kx进行求解，注意弹簧长度的变化． 2．根据力的平衡条件进行求解． 3．根据牛顿第二定律进行求解． 考点三　摩擦力的分析与计算 静摩擦力有无及方向判断 摩擦力的有无及方向的三种判断方法 假设法 状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的有无及方向 转换法 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方向 如图，水平桌面上等间距放置几支玻璃管，玻璃管上放一张轻薄的复合板，在复合板上放一辆电动遥控小车．启动遥控小车的前进挡，则(　　) A．小车向左运动，受到向左的滑动摩擦力 B．小车向左运动，受到向右的滑动摩擦力 C．复合板受到小车的滑动摩擦力作用而向右运动 D．复合板受到小车的静摩擦力作用而向右运动 答案　D 解析　小车向左运动，由于小车的轮胎与复合板间无相对滑动，则受到的是静摩擦力，方向向左，故AB错误；同理可知，复合板受到小车的向右的静摩擦力作用而向右运动，故C错误，D正确．故选D． 解决问题应明晰“三个方向” 名称 释义 运动 方向 指物体相对某参考系(一般以地面为参考系)的运动方向 相对运 动方向 指以其中一个物体为参考系，另一个物体相对该物体的运动方向 相对运动 趋势方向 由两物体间能发生却没有发生的相对运动的方向 摩擦力大小的计算 1．滑动摩擦力大小的计算 公式法 若μ已知，则F＝μFN 状态法 若μ未知，利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解 2.静摩擦力大小的计算 (1)物体处于静止或匀速直线运动状态时，用平衡条件求解； (2)物体有加速度时，应用牛顿第二定律求解． (2024广西卷)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 答案　D 解析　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． 如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了1 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m ，系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．现用F＝2 N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为FfA和FfB，弹簧弹力大小为F1，则(　　) A．FfA＝10 N B．FfA的方向水平向左 C．FfB＝6 N D．F1＝6 N 答案　C 解析　未加F时，木块AB受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，弹簧弹力为F1＝kx＝400 N/m×0.01 m＝4 N B木块与地面间的最大静摩擦力FfBm＝μGB＝0.20×60 N＝12 N，A木块与地面间的最大静摩擦力FfAm＝μGA＝0.20×50 N＝10 N，施加F后，对木块B有F＋F1<FfBm，木块B仍然静止，受摩擦力仍为静摩擦力，其大小FfB＝F＋F1＝2 N＋4 N＝6 N，方向水平向左，故C正确；因为AB仍然静止，故弹簧弹力不变F1＝4 N，故D错误；施加2 N的F之后，木块A仍然静止，所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为发FfA＝F1＝4 N，方向水平向右，故AB错误．故选C． 计算摩擦力应注意“三点” 1．首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才能利用公式计算，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿第二定律来求解． 2．公式F＝μFN中FN为两接触面间的正压力，与物体的重力大小没有必然联系，不一定与物体的重力等大． 3．滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积大小无关. 摩擦力的“突变”问题 分析摩擦力突变问题的要点 1．题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词或出现“最大静摩擦力”的临界状态时，一般隐藏着“静”与“动”的突变． 2．相对静止与相对滑动的临界状态是静摩擦力达到最大值． 3．研究传送带问题时，物体与传送带速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和性质发生变化的分界点． (“动－静”突变)如图，质量为1 kg的物体在水平面上向右运动，同时受到一个斜向左下与水平面夹37°角的F＝10 N的恒力作用，物体和水平面间的动摩擦因数为0.625，取水平向右为正方向，g取10 m/s2，则该物体所受的摩擦力Ff随时间t变化的关系图像为(　　) 　 A B 　 C D 答案　C 解析　物体在运动的过程中受到的滑动摩擦力的大小为Ff＝μFN＝μ＝10 N，所以在物体向右运动的过程中，受到的滑动摩擦力的大小为10 N，方向向左；当物体减速到零时，由于物体受到的水平拉力大小为Fx＝Fcos 37°＝8 N，小于物体的最大静摩擦力的大小10 N，所以物体不会再运动，此时物体受到的摩擦力为静摩擦力，大小为8 N，方向向右．故选C． (“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的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tan θ，则图中能客观地反映小木块的运动情况的是(　　) 　 A B 　 C D 答案　BD 解析　小木块刚放上之后的一段时间内所受摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律可得mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，小木块与传送带同速后，因μ＜tan θ，小木块将继续向下加速运动，此时有mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，有a1＞a2，故B、D正确，A、C错误．故选BD． (“静－静”突变)(多选)如图所示，在水平面上，质量为10 kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的另一端固定在小车上， 小车静止不动， 弹簧对物块的弹力大小为5 N时，物块处于静止状态，若小车以加速度a＝1 m/s2沿水平地面向右加速运动时(　　) A．物块A相对小车仍静止 B．物块A受到的摩擦力将减小 C．物块A受到的摩擦力大小不变 D．物块A受到的弹力将增大 答案　AC 解析　物体开始时受弹力F＝5 N，而处于静止状态，说明受到的静摩擦力为5 N，则物体的最大静摩擦力Ffm≥5 N，当物体相对于小车向左恰好发生滑动时，加速度为a0＝≥＝1 m/s2，所以当小车的加速度为a＝1 m/s2时，物块A相对小车仍静止，故A正确；根据牛顿第二定律得：小车以加速度a＝1 m/s2沿水平地面向右加速运动时，弹力水平向右，大小仍为5 N，摩擦力水平向右大小仍为5 N, 故B错误，C正确；物体A相对于小车静止，弹力不变，故D错误．故选AC． 学科网（北京）股份有限公司 $