2024年高考物理一轮复习（新人教版） 第2章 第1讲　重力　弹力　摩擦力.docx

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1、考情分析摩擦力的分析与计算2020北京卷T112018全国卷T23力的合成与分解2022辽宁卷T42022广东卷T12021广东卷T32021重庆卷T12019全国卷T16共点力的平衡2022浙江6月选考T102022河北卷T72021湖南卷T52020全国卷T172020山东卷T82019全国卷T19实验：探究弹簧弹力与形变量的关系2022湖南卷T112021广东卷T112018全国卷T22实验：探究两个互成角度的力的合成规律2022浙江6月选考T17(2)试题情境生活实践类生活中的摩擦力的应用，索桥、千斤顶、刀、木楔的工作原理学习探究类探究弹簧弹力与形变量的关系，探究两个互成角度的力的合成

2、规律，共点力平衡条件及应用，平衡中的临界问题第1讲重力弹力摩擦力目标要求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考点一重力和重心1力(1)定义：力是一个物体对另一个物体的作用(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)(3)性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征2重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力(2)大小：Gmg，可用弹簧测力计测量同一物体G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的(

3、3)方向：竖直向下(4)重心：物体的各部分都受到重力的作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的质量分布不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法注意：重心的位置不一定在物体上1重力就是地球对物体的吸引力()2形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心()3重力加速度g的大小与在地球表面的位置有关()例1下列关于重力的说法中正确的是()A物体只有静止时才受重力作用B重力的方向总是指向地心C地面上的同一物体在赤道上所受重力最小D物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力答案C解析物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖

4、直向下，不一定指向地心，B错误；物体的重力随纬度增大而增大，因此地面上的同一物体在赤道上所受重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，D错误例2(2022浙江1月选考4)如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是()A水桶自身重力的大小B水管每秒出水量的大小C水流对桶冲击力的大小D水桶与水整体的重心高低答案D解析水管口持续有水流出，而过一段时间桶会翻转一次，主要原因是流入的水导致水桶与水整体的重心往上移动，桶中的水到一定量之后水桶不能保持平衡，发生翻转，故

5、选D.考点二弹力1弹力(1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生的力的作用(2)产生条件：物体间直接接触；接触处发生形变(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反2弹力有无的判断方法条件法根据弹力产生的两个条件(接触和形变)直接判断假设法在一些微小形变难以直接判断的情况下，可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合状态法根据研究对象的运动状态进行受力分析，判断是否需要弹力，物体才能保持现在的运动状态3.接触面上的弹力方向判断面与面点与平面点与曲面曲面与平面垂直于接触面垂直于接触面垂直于切面垂直于平面4.弹力大小的计算(1)应用胡克定律Fkx计算弹簧的

6、弹力注意：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1只要物体发生形变就会产生弹力作用()2轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向()3轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向()轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较轻绳轻杆弹性绳轻弹簧图示受外力作用时形变的种类拉伸形变拉伸形变、压缩形变、弯曲形变拉伸形变拉伸形变、压缩形变受外力作用时形变量大小微小，可忽略微小，可忽略较大，不可忽略较大，不可忽略弹力方向沿着绳，指向绳收缩的方向既能沿着杆，也可以与杆成任意角度沿着绳，指向绳收缩的方向沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向

7、考向1弹力的有无及方向判断例3下列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()答案C解析选项A中小球只受重力和杆的弹力的作用，且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；选项B中，因为右边的绳竖直向上，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；球与球接触处的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，且指向受力物体，故C正确；球与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即选项D中大半圆对小球的支持力FN2的方向应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心，故

8、D错误例4如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成角的轻质细绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静止，一起在水平面上运动，下列说法正确的是()A细绳一定对小球有拉力B轻弹簧一定对小球有弹力C细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力D细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力答案D解析当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此时细绳的拉力FT0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确 考向2杆的弹力方向判断及大小计算例5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，在斜杆下端固定有

9、质量为m的小球，重力加速度为g.现使小车以加速度a(a0)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竖直向上B杆对小球的弹力一定沿杆斜向上C杆对小球的弹力大小为mgD杆对小球的弹力大小为答案D解析对小球受力分析如图，由图可知，当a大小不同时，杆上的弹力与竖直方向的夹角也不同，方向不一定沿杆，但一定是斜向上，且Fmg，选项A、B、C错误；由几何关系可知，F，选项D正确 考向3胡克定律的理解及应用例6两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，当a弹簧的伸长量为L时

10、()Ab弹簧的伸长量为LBb弹簧的伸长量也为LCP端向右移动的距离为2LDP端向右移动的距离为(1)L答案D解析由题意知，两根轻弹簧串接在一起，则两弹簧弹力大小相等，根据胡克定律Fkx得，x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为，故A、B错误；P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为LL(1)L，故C错误，D正确考点三摩擦力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

11、：FfFN，为动摩擦因数；(2)静摩擦力：02答案CD解析第1张白纸相对于滚轮的运动趋势与滚轮的运动方向相反，则受到滚轮的静摩擦力方向与滚轮的运动方向相同，即受到滚轮的摩擦力向右，A错误；对除第1张白纸外的所有白纸进行研究，处于静止状态，水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的运动方向相同，则根据平衡条件知，最后1张白纸受到纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，B错误；根据题意，因上一张白纸相对下一张白纸向右滑动或有向右滑动的趋势，则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力一定向左，那么下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右，C正确；正常情况下单张纸打印必须满足滚轮与白纸之间

12、的滑动摩擦力大于纸与纸之间的滑动摩擦力，则12，D正确 考向2摩擦力大小的计算例9(2023江苏省昆山中学模拟)一本书约重6 N，有424页，书本正面朝上现将一张A4纸夹在106107页间，A4纸几乎能够覆盖整个书页，如图所示若要将A4纸抽出，至少需用约1 N的拉力不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书页之间的动摩擦因数最接近()A0.33 B0.45C0.56 D0.67答案A解析需用约1 N的拉力克服最大静摩擦力，A4纸受正反两面的两个摩擦力，不计书皮及A4纸的质量，有1 N2n12106 (N)，解得0.33，故选A.例10如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，

13、从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为0.4，物块P重为40 N，物块Q重为20 N，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，求：(1)物块Q所受到的滑动摩擦力的大小和方向；(2)物块P所受桌面的滑动摩擦力的大小和方向；(3)拉动物块P所需的力F的大小答案(1)8 N水平向右(2)24 N水平向左(3)40 N解析(1)物块Q所受到的滑动摩擦力的大小Ff1FNQGQ0.420 N8 N方向水平向右(2)物块P所受桌面的滑动摩擦力的大小Ff2FNP(GPGQ)0.4(4020) N24 N方向水平向左(3)设跨过定滑轮

14、的轻绳拉力大小为FT，对物块Q，由平衡条件得FTFf18 N对物块P受力分析，P水平方向受到向右的拉力F、向左的轻绳拉力FT、Q对P向左的摩擦力Ff1及桌面对P向左的摩擦力Ff2，根据平衡条件，有FFf1Ff2FT8 N24 N8 N40 N.课时精练1关于重力的大小和方向，以下说法中正确的选项是()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物体的重力作用在重心上，把重心挖去物体就不会受到重力作用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于地球的吸引而

15、产生的，是万有引力的一个分力，而万有引力与运动状态无关，与其他力无关，故A正确；重力的方向总是竖直向下的，在不同的位置方向不一定相同，故B错误；一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心，所以重心是等效出来的，与其他部分没有区别，故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，赤道最小，所以在地球的不同地方，物体的重力有可能变化，故D错误2(多选)下列各实例中力的方向描述正确的是()A图甲中，半圆面对杆有弹力FN1，地面对杆有弹力FN2B图乙中，篮球与地面作用时，地

16、面对篮球有弹力FNC图丙中，物体A与传送带一起匀速向右运动，传送带对A有摩擦力FfD图丁中，物体A匀速下滑时，固定斜面对A有摩擦力Ff答案BD3(2023湖北省黄冈联考)下列说法中不正确的是()A人走路时，会受到静摩擦力作用B武警战士双手握住竖直固定的竹竿匀速上攀时，所受摩擦力的方向是向下的C将酒瓶竖直用手握住停留在空中，当增大手的握力时，酒瓶受到的摩擦力不变D在结冰的水平路面上撒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了答案B解析人走路时相对地面有向后运动的趋势，故人会受到静摩擦力作用，A正确，不符合题意；握住竖直的竹竿匀速上攀时，由平衡条件可知，双手受到的摩擦力与重

17、力等大反向，方向竖直向上，B错误，符合题意；手握住酒瓶，增大手的握力，会增大手与酒瓶间的最大静摩擦力，但酒瓶受到的摩擦力不变，始终与重力等大反向，C正确，不符合题意；在结冰的水平路面上撒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了，D正确，不符合题意4.磁吸式手机架是一种通过磁力固定住手机的支架，它可以随意粘贴固定在任何地方，调整角度也非常灵活，图为静止在水平面上的磁吸式手机架和手机关于此情景下列说法正确的是()A若手机质量为m，当地重力加速度为g，手机平面与水平面夹角为，则手机架对手机的支持力大小为mgcos B若仅将该手机改为竖屏放置(不改变吸盘角度且手机不接触水平面

18、)，则手机架的支持力变小，导致手机容易滑落C手机架对手机的作用力竖直向上D当手机架的吸盘放置不水平时，手机架和水平面间有摩擦力答案C解析手机受到四个力的作用，在垂直吸盘方向上，垂直吸盘向上的支持力与垂直吸盘向下的磁力和重力垂直吸盘向下的分力之和相等，故支持力大于mgcos ，故A错误；不论横放还是竖放，吸盘角度不变，支持力不变，故B错误；由平衡条件可知，手机架对手机的作用力竖直向上，故C正确；由整体法可知，不论吸盘的角度如何，手机架和水平面间都没有摩擦力，故D错误5如图所示的装置中，各小球的质量均相等，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力大小分别为F1、F2、F3，其大

19、小关系是()AF1F2F3 BF1F2F3CF1F3F2 DF3F1F2答案A6.(多选)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 cmB弹簧的劲度系数为200 N/mC弹簧伸长15 cm时，弹力大小为10 ND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x10 cm5 cm5 cm0.05 m，根据胡克定律Fkx得，k N/m200 N/m，故B正确；当弹簧伸长量x15 cm0.15 m时，根据胡克定律得Fkx2000.15

20、 N30 N，故C错误，D正确7.(2023上海市模拟)如图所示，水平地面上有重力均为40 N的A、B两木块，它们之间夹有被压缩了2.0 cm的轻质弹簧，已知弹簧的劲度系数k400 N/m，两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，系统处于静止状态现用F10 N的水平力推木块B，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F作用后()A木块A所受静摩擦力大小为10 NB木块B所受静摩擦力大小为2.0 NC木块B所受静摩擦力为0D弹簧的压缩量变为2.5 cm答案B解析对木块A受力分析可知，在水平方向上受到水平向左的弹力及水平向右的摩擦力，根据胡克定律可知F弹kx4002.0102 N8 N，木块A可受

21、到的最大静摩擦力为FfAmaxGA0.2540 N10 N，由于F弹3(m1m3)g，联立解得0.310.4，C正确10(多选)(2023广东省模拟)如图，研究漏斗落下的细沙形成的沙堆的形状，发现由漏斗落下的细沙会形成一个小圆锥体，开始时，沙堆会逐渐隆起，坡度变陡，随着圆锥体母线与底面夹角达到一定程度，漏斗落下的细沙将沿着圆锥体表面下滑，设此时沙面与底面夹角为，沙子间的动摩擦因数为.则下列说法正确的是()A将越来越大Btan C细沙将加速下滑D越大，圆锥体将堆得越陡答案BD解析当夹角达到一定程度，沙子将匀速下滑，有mgsin mgcos ，故tan ，越大，将越大，圆锥体将堆得越陡，故B、D正

22、确，A、C错误11一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳始终处于弹性限度内)()A86 cm B92 cm C98 cm D104 cm答案B解析设弹性绳的劲度系数为k.挂钩码后，弹性绳两端点移动前，绳的伸长量L100 cm80 cm20 cm，两段绳的弹力大小为FkL，对钩码受力分析，如图甲所示由题意可知sin ，则cos .根据共点力的平衡条件可得，钩码的重力为G2kLcos .将弹性绳的两端缓慢移至天花

23、板上的同一点时，受力如图乙所示设弹性绳伸长量为L，弹力大小为FkL，钩码的重力为G2kL，联立解得LL12 cm.弹性绳的总长度变为L0L92 cm，故B正确，A、C、D错误. 12.如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中已知手掌与书间的动摩擦因数10.3，书与书间的动摩擦因数20.2，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小若每本书的质量为0.2 kg，该同学对书的水平正压力为200 N，每本书均呈竖直状态，重力加速度大小g取10 m/s2，则下列说法正确的是()A每本书受到的摩擦力的合力大小不等B书与书之间的摩擦力大小均相等C他最多能夹住42本书D他最多能夹住60本书答案C解析每本书受到的摩擦力的合力与重力平衡，因为每本书的质量相等，则每本书受到的摩擦力的合力大小相等，A错误；越靠外侧，书与书间的摩擦力越大，B错误；以这一摞书为研究对象，每只手对其最大静摩擦力为Ff11FN60 N，这一摞书受力平衡，则2Ff1n1mg，解得n160，但书与书间的最大静摩擦力为Ff22FN40 N，除了左右两侧跟手接触的两本书，以剩下的这一部分书为研究对象，由平衡条件有2Ff2n2mg，解得n240，加上与手接触的两本书，共42本书，C正确，D错误