(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第2章第1講《重力　彈力　摩擦力》(含解析)

第二章相互作用

自主命題卷全國卷考情分析2021·廣東卷·T3力的合成與分解2020·山東卷·T8共點力的平衡2020·海南卷·T2摩擦力2020·全國卷Ⅲ·T17共點力的平衡2019·全國卷Ⅰ·T19共點力的平衡2019·全國卷Ⅲ·T16力的合成與分解2018·全國卷Ⅱ·T23摩擦力2021·廣東卷·T11實驗：測量彈簧的勁度系數(shù)2018·全國卷Ⅰ·T22實驗：測量彈簧的勁度系數(shù)2017·全國卷Ⅲ·T22實驗：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律試題情境生活實踐類生活中的摩擦力的應(yīng)用，索橋、千斤頂、刀、木楔的工作原理學(xué)習(xí)探究類探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系，探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律，共點力平衡條件及應(yīng)用，平衡中的臨界問題第1講重力彈力摩擦力目標(biāo)要求1.掌握重力的大小、方向及重心的概念.2.掌握彈力的有無、方向的判斷及彈力大小的計算方法，理解并掌握胡克定律.3.會判斷摩擦力的方向，會計算摩擦力的大小.內(nèi)容索引考點一重力和重心考點二彈力考點三摩擦力課時精練考點一重力和重心1.力(1)定義：力是一個物體對另一個物體的作用.(2)作用效果：使物體發(fā)生形變或改變物體的

(即產(chǎn)生加速度).(3)性質(zhì)：力具有物質(zhì)性、相互性、矢量性、獨立性等特征.夯實必備知識基礎(chǔ)梳理運動狀態(tài)2.重力(1)產(chǎn)生：由于

而使物體受到的力.注意：重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的一個分力.(2)大小：G＝mg，可用

測量.同一物體G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的.(3)方向：總是

.地球的吸引彈簧測力計豎直向下(4)重心：物體的各部分都受重力作用，可認(rèn)為重力集中作用于一點，即物體的重心.①影響重心位置的因素：物體的幾何形狀；物體的

分布.②不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：

法.注意：重心的位置不一定在物體上.質(zhì)量懸掛1.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力.(

)2.形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體的幾何中心.(

)3.重力加速度g的大小與在地球表面的位置有關(guān).(

)√××例1

下列關(guān)于重力的說法中正確的是A.物體只有靜止時才受重力作用B.重力的方向總是指向地心C.地面上的同一物體在赤道上所受重力最小D.物體掛在彈簧測力計下，彈簧測力計的示數(shù)一定等于物體的重力√物體受到重力的作用，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，A錯誤；重力的方向總是豎直向下，不一定指向地心，B錯誤；赤道上重力加速度最小，因此地面上的同一物體在赤道上所受重力最小，C正確；物體掛在彈簧測力計下處于平衡狀態(tài)時，彈簧測力計的示數(shù)才等于物體的重力，D錯誤.例2

(2022·上海市閔行區(qū)模擬)一質(zhì)量分布均勻的物塊用兩根輕繩吊起處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列合理的是√質(zhì)量分布均勻的物體的重心在其幾何中心.物塊在重力、兩根輕繩的拉力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，故三個力屬于共點力，則三個力的作用線必交于一點，D選項符合要求，故選D.例3

如圖所示，兩輛車正以相同的速度做勻速運動，根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識你可以得出的結(jié)論是A.物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點B.重力的方向總是垂直向下的C.物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布無關(guān)D.力是使物體運動的原因√物體各部分都受重力作用，但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點，這個點就是物體的重心，重力的方向是豎直向下而不是垂直向下，所以選項A正確，B錯誤；從題圖中可以看出，車(包括貨物)的形狀和質(zhì)量分布發(fā)生了變化，重心的位置就發(fā)生了變化，故選項C錯誤；力不是使物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，所以選項D錯誤.考點二彈力1.彈力(1)定義：發(fā)生

的物體，要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生的力的作用.(2)產(chǎn)生條件：①物體間直接接觸；②接觸處發(fā)生

.(3)方向：總是與施力物體形變的方向

.形變夯實必備知識基礎(chǔ)梳理形變相反2.彈力有無的判斷方法(1)條件法：根據(jù)彈力產(chǎn)生條件——物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變.(2)假設(shè)法：假設(shè)兩個物體間不存在彈力，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處

彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處

有彈力.(3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在.沒有一定面與面點與面點與曲面曲面與平面垂直于接觸面垂直于接觸面

垂直于切面

垂直于平面3.接觸面上的彈力方向判斷4.彈力大小的計算(1)應(yīng)用胡克定律F＝kx計算彈簧的彈力.注意：x表示形變量.(2)物體靜止或做勻速直線運動時，用共點力平衡來計算彈力.(3)物體不平衡時應(yīng)用牛頓第二定律計算彈力.1.只要物體發(fā)生形變就會產(chǎn)生彈力作用.(

)2.輕繩產(chǎn)生的彈力方向一定沿著繩并指向繩收縮的方向.(

)3.輕桿產(chǎn)生的彈力方向一定沿著桿的方向.(

)√××

輕繩輕桿彈性繩輕彈簧圖示

受外力作用時形變的種類拉伸形變拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變拉伸形變拉伸形變、壓縮形變輕繩、輕桿、彈性繩和輕彈簧的比較提升關(guān)鍵能力方法技巧受外力作用時形變量大小微小，可忽略微小，可忽略較大，不可忽略較大，不可忽略彈力方向沿著繩，指向繩收縮的方向既能沿著桿，也可以跟桿成任意角度沿著繩，指向繩收縮的方向沿著彈簧，指向彈簧恢復(fù)原長的方向例4

下列圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài).圖中畫出了小球A所受彈力的情況，其中正確的是考向1彈力的有無及方向判斷√選項A中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡可得小球受到的彈力方向應(yīng)豎直向上，故A錯誤；選項B中，因為右邊的繩豎直向上，如果左邊的繩有拉力，則豎直向上的那根繩就會發(fā)生傾斜，所以左邊的繩沒有拉力，故B錯誤；球與面接觸處的彈力方向，過接觸點垂直于接觸面(即在接觸點與球心的連線上)，即選項D中大半圓對小球的支持力FN2應(yīng)是沿著過小球與圓弧接觸點的半徑，且指向圓心，故D錯誤；球與球接觸處的彈力方向，垂直于過接觸點的公切面(即在兩球心的連線上)，且指向受力物體，故C正確.例5

如圖所示，小車內(nèi)沿豎直方向的一根輕質(zhì)彈簧和一條與豎直方向成α角的細(xì)繩拴接一小球.當(dāng)小車與小球相對靜止，一起在水平面上運動時，下列說法正確的是A.細(xì)繩一定對小球有拉力B.輕彈簧一定對小球有彈力C.細(xì)繩不一定對小球有拉力，但是輕彈簧對小球一定有彈力D.細(xì)繩不一定對小球有拉力，輕彈簧對小球也不一定有彈力√當(dāng)小車勻速運動時，彈簧彈力大小等于小球重力大小，細(xì)繩的拉力FT＝0；當(dāng)小車和小球向右做勻加速直線運動時繩的拉力不可能為零，彈簧彈力有可能為零，故D正確.例6

如圖所示為位于水平面上的小車，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，重力加速度為g.現(xiàn)使小車以加速度a向右做勻加速直線運動，下列說法正確的是A.桿對小球的彈力一定豎直向上B.桿對小球的彈力一定沿桿向上C.桿對小球的彈力大小為mg考向2桿的彈力方向及大小計算√對小球受力分析如圖，由圖可知，當(dāng)a大小不同時，桿上的彈力與豎直方向夾角也不同，方向不一定沿桿，但一定是斜向上，且F>mg，故選項A、B、C錯誤；例7

(多選)如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長度L和彈力F的關(guān)系圖線，根據(jù)圖線可以確定A.彈簧的原長為10cmB.彈簧的勁度系數(shù)為200N/mC.彈簧伸長15cm時彈力大小為10ND.彈簧伸長15cm時彈力大小為30N考向3胡克定律的理解及應(yīng)用√√√當(dāng)彈力為零時，彈簧處于原長，則原長為10cm，故A正確；當(dāng)彈簧的長度為5cm時，彈力為10N，此時彈簧壓縮量x＝10cm－5cm＝5cm＝0.05m，根據(jù)胡克定律F＝kx得，k＝

＝200N/m，故B正確；當(dāng)彈簧伸長量x′＝15cm＝0.15m時，根據(jù)胡克定律得，F(xiàn)＝kx′＝200×0.15N＝30N，故C錯誤，D正確.考點三摩擦力1.定義：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，在接觸面上會產(chǎn)生阻礙

或

的力.2.產(chǎn)生條件(1)接觸面

.(2)接觸處有

.(3)兩物體間有

或

.相對運動夯實必備知識基礎(chǔ)梳理相對運動趨勢粗糙壓力相對運動相對運動的趨勢3.方向：與受力物體

或

的方向相反.4.大小(1)滑動摩擦力：Ff＝

，μ為動摩擦因數(shù)；(2)靜摩擦力：

<F≤

.5.彈力與摩擦力的關(guān)系若兩物體間有摩擦力，則兩物體間

彈力，若兩物體間有彈力，但兩物體間

摩擦力.(均選填“一定有”或“不一定有”)相對運動相對運動趨勢μFN0Fmax一定有不一定有1.滑動摩擦力的方向與物體的運動方向一定相反.(

)2.靜摩擦力可能是動力，滑動摩擦力一定是阻力.(

)3.運動的物體不可能受到靜摩擦力作用.(

)4.受靜摩擦力作用的物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài).(

)5.正壓力越大，摩擦力可能越大，也可能不變.(

)6.滑動摩擦力與接觸面積有關(guān)，相同材料的兩物體接觸面積越大，滑動摩擦力越大.(

)×√××××1.計算摩擦力大小的“四點”注意(1)首先分析物體的狀態(tài)，分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力.(2)滑動摩擦力的大小可以用公式Ff＝μFN計算，而靜摩擦力沒有公式可用，只能利用平衡條件或牛頓第二定律列方程計算.這是因為靜摩擦力是被動力，其大小隨狀態(tài)而變，介于0～Ffmax之間.(3)“Ff＝μFN”中FN并不總是等于物體的重力.(4)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小、接觸面積的大小無關(guān).提升關(guān)鍵能力方法技巧2.計算摩擦力大小的思維流程例8

(多選)中國書法歷史悠久，是中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化之一.在楷書筆畫中，長橫的寫法要領(lǐng)如下：起筆時一頓，然后向右行筆，收筆時略向右按，再向左上回帶.某同學(xué)在水平桌面上平鋪一張白紙，為防打滑，他在白紙的左側(cè)靠近邊緣處用鎮(zhèn)紙壓住，如圖所示.則在向右行筆的過程中A.鎮(zhèn)紙受到向左的摩擦力B.毛筆受到向左的摩擦力C.白紙只受到向右的摩擦力D.桌面受到向右的摩擦力√考向1摩擦力方向的判斷√白紙和鎮(zhèn)紙始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，對鎮(zhèn)紙受力分析知，鎮(zhèn)紙不受摩擦力，否則水平方向受力不平衡，鎮(zhèn)紙的作用是增大白紙與桌面之間的彈力與最大靜摩擦力，故A錯誤；在書寫的過程中毛筆相對紙面向右運動，受到向左的摩擦力，故B正確；白紙與鎮(zhèn)紙之間沒有摩擦力，白紙始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則白紙在水平方向受到毛筆對白紙向右的摩擦力以及桌面對白紙向左的摩擦力，故C錯誤；根據(jù)牛頓第三定律，白紙對桌面的摩擦力向右，故D正確.例9

一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力，即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中F1＝10N，F(xiàn)2＝2N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為A.10N，方向向左

B.6N，方向向右C.2N，方向向右

D.0√考向2摩擦力大小的計算當(dāng)木塊受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時，由平衡條件可知木塊所受的摩擦力的大小為8N，可知最大靜摩擦力Ffmax≥8N.當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)2＝2N<Ffmax，木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知木塊所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在木塊上的F2等大反向，故選C.例10

(2021·湖北省1月選考模擬·6)如圖所示，矩形平板ABCD的AD邊固定在水平面上，平板與水平面夾角為θ，AC與AB的夾角也為θ.質(zhì)量為m的物塊在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向勻速運動.物塊與平板間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ，重力加速度大小為g，則拉力大小為√對物塊受力分析，如圖甲、乙所示，重力沿斜面向下的分力為mgsin

θ，支持力FN＝mgcos

θ，滑動摩擦力Ff＝μFN＝mgsin

θ，則拉力F＝課時精練1.關(guān)于重力及重心，下列說法中正確的是A.一個物體放在水中稱量時彈簧測力計的示數(shù)小于物體在空氣中稱量時

彈簧測力計的示數(shù)，因此物體在水中受到的重力小于在空氣中受到的

重力B.據(jù)G＝mg可知，兩個物體相比較，質(zhì)量較大的物體的重力一定較大C.物體放在水平面上時，重力方向垂直于水平面向下，當(dāng)物體靜止于斜

面上時，其重力方向垂直于斜面向下D.物體的形狀改變后，其重心位置往往改變√必備基礎(chǔ)練123456789101112由于物體放在水中時，受到向上的浮力，從而減小了彈簧的拉伸形變，彈簧測力計的示數(shù)減小了，但物體的重力并不改變，選項A錯誤；當(dāng)兩物體所處的地理位置相同時，g值相同，質(zhì)量大的物體的重力必定大，但當(dāng)兩物體所處的地理位置不同時，如質(zhì)量較小的物體放在地球上，質(zhì)量較大的物體放在月球上，由于月球上g值較小，導(dǎo)致質(zhì)量大的物體的重力不一定大，選項B錯誤；重力的方向是豎直向下的，選項C錯誤；物體的重心位置由物體的形狀和質(zhì)量分布情況共同決定，物體的形狀改變后，其重心位置往往發(fā)生改變，選項D正確.1234567891011122.(多選)下列各實例中力的方向描述正確的是A.圖甲中，半圓面對桿有彈力FN1，地面對桿有彈力FN2B.圖乙中，籃球與地面作用時，地面對籃球有彈力FNC.圖丙中，物體A與傳送帶一起勻速向右運動，傳送帶對A有摩擦力FfD.圖丁中，物體A勻速下滑時，固定斜面對A有摩擦力Ff′√123456789101112√3.某運動員以如圖所示的姿勢蹲在水平地面上，則該運動員A.受到水平向前的摩擦力B.受到水平向后的摩擦力C.受到豎直向上的支持力D.所受支持力由腳底形變產(chǎn)生√123456789101112運動員以題圖所示的姿勢蹲在水平地面上，運動員在水平方向無運動的趨勢，則地面對人無摩擦力，選項A、B錯誤；運動員豎直方向受力平衡，受到地面豎直向上的支持力和豎直向下的重力，選項C正確；人所受支持力由地面的形變產(chǎn)生，選項D錯誤.1234567891011124.(2022·廣東深圳市高級中學(xué)檢測)如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端分別與豎直墻壁和物塊連接，彈簧、地面水平.A、B兩點離墻壁的距離分別為x1、x2，物塊在A、B兩點均能恰好靜止，物塊與地面間的最大靜摩擦力為F1，則彈簧的勁度系數(shù)為√123456789101112物塊在A點和B點所受彈簧彈力與靜摩擦力大小相等、方向相反，設(shè)彈簧原長為l0，由平衡條件，在A點處有k(l0－x1)＝F1，在B點處有k(x2－l0)＝F1，聯(lián)立解得k＝

，故C正確.1234567891011125.如圖所示的裝置中，各小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計，一切摩擦忽略不計，平衡時各彈簧的彈力大小分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是A.F1＝F2＝F3

B.F1＝F2＜F3

C.F1＝F3＞F2

D.F3＞F1＞F2√1234567891011126.(多選)《中國制造2025》是國家實施強國戰(zhàn)略第一個十年行動綱領(lǐng)，智能機器制造是一個重要方向，其中智能機械臂已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域.如圖所示，一智能機械臂鐵夾夾起一個金屬小球后靜止在空中，鐵夾與球接觸面保持豎直，則A.若增大鐵夾對小球的壓力，小球受到的摩擦力變大B.小球受到的摩擦力與重力大小相等C.鐵夾受到的摩擦力方向豎直向下D.若鐵夾水平勻速移動，小球受到的摩擦力變大√√123456789101112對小球受力分析可知，小球受重力、兩側(cè)鐵夾的彈力以及摩擦力作用，根據(jù)平衡條件可知，小球在豎直方向上受到的摩擦力與重力大小相等，方向相反，若增大鐵夾對小球的壓力，小球受到的摩擦力不變，A錯誤，B正確；根據(jù)牛頓第三定律可知，鐵夾受到小球的摩擦力方向豎直向下，C正確；若水平勻速移動鐵夾，由于小球受力始終平衡，故摩擦力大小不變，D錯誤.1234567891011127.如圖所示為研究物塊與木板之間摩擦力大小的實驗裝置.將一物塊和木板疊放于水平桌面上.輕質(zhì)彈簧測力計一端固定，另一端用細(xì)線與物塊水平相連.現(xiàn)在用輕繩與木板連接，用手向右水平拉輕繩，使木板在桌面上滑動.彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后，下列說法正確的是A.物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力B.木板必須在桌面上做勻速直線運動C.彈簧測力計示數(shù)一定等于物塊受到的摩擦力D.彈簧測力計示數(shù)一定等于木板受到的摩擦力√123456789101112123456789101112物塊與木板間發(fā)生相對運動，是滑動摩擦力，只要兩者間發(fā)生相對運動即可，木板不必一定在桌面上做勻速直線運動，A、B錯誤；物塊受力平衡，彈簧測力計示數(shù)等于物塊受到的摩擦力，C正確，D錯誤.8.固定水平板的兩端分別裝有光滑輕質(zhì)定滑輪A、B，物塊P放在平板上，兩段細(xì)線分別繞過定滑輪連接在物塊P點，兩細(xì)線的另一端連接在質(zhì)量為m的小球Q上，P、Q均靜止，BQ段的細(xì)線豎直，重力加速度為g，則物塊P受到平板的摩擦力A.為0 B.等于mgC.小于mg D.大于mg123456789101112√能力綜合練123456789101112BQ段的細(xì)線豎直，所以AQ段繩子沒有拉力，即BQ段的細(xì)線的拉力等于mg，根據(jù)平衡條件，物塊P受到平板的摩擦力等于mg.故選B.9.如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩豎直輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧，在此過程中下面木塊移動的距離為(重力加速度為g)123456789101112√12345678910111210.(2017·全國卷Ⅲ·17)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點上，彈性繩的原長也為80cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點，平衡時彈性繩的總長度為100cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點，則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi))A