第05講 三大性質(zhì)力（講義）（原卷版）-2025物理一輪復習（含2024年高考真題+新模擬題）

11/11第05講三大性質(zhì)力目錄01、考情透視，目標導航TOC\o"1-3"\h\u02、知識導圖，思維引航 203、考點突破，考法探究 4考點一重力彈力 4知識點1重力和重心 4知識點2彈力 4考向1重力與重心 5考向2彈力的有無及方向判斷 6考向3彈力的大小計算 7考點二摩擦力 10知識點1.兩種摩擦力的比較 10知識點2．關于摩擦力的四個易錯點 11考向1靜摩擦力的有無及方向判斷 11考向2靜摩擦力大小的計算 13考向3滑動摩擦力大小的計算 14考點三摩擦力的四類突變 16知識點1“靜—靜”突變 16知識點2“靜—動”突變 16知識點3“動—靜”突變 16知識點4“動—動”突變 16考向1“靜—靜”突變 17考向2“靜—動”突變 17考向3“動—靜”突變 18考向4“動—動”突變 1904、真題練習，命題洞見 20考情分析2024·遼寧·高考物理試題2023·重慶·高考物理試題2023·山東·高考物理試題2023·江蘇·高考物理試題2021·重慶·高考物理試題2021·廣東·高考物理試題試題情境生活實踐類生活中的重力、彈力、摩擦力的應用，牽引、欹器、犁、送餐車等工作原理學習探究類斜面以及各類接觸面復習目標目標一：掌握重力的大小、方向及重心的概念。目標二：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。目標三：會判斷摩擦力的方向，會計算摩擦力的大小。主題導入：在情境遷移中厘清“物理觀念”【情境創(chuàng)設】如圖所示，健身拉力器是一種很簡單且容易獲得的健身器材。拉力器能夠鍛煉的部位有很多：可以練肩部，練手臂，練胸，練腿，練背等?！究焖倥袛唷?1)健身愛好者站在地面上所受重力的方向不一定指向地心。()(2)地面對健身愛好者的支持力是由于健身愛好者的腳發(fā)生了形變。()(3)彈簧拉伸時，健身愛好者的手與彈簧間一定有彈力。()(4)健身拉力器中的彈簧，其形變量越大，勁度系數(shù)越大。()(5)健身拉力器中的彈簧，其勁度系數(shù)是由彈簧自身性質(zhì)決定的。()(6)F＝kx中“x”表示彈簧形變后的長度。()考點一重力彈力知識點1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。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?。篏＝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：。(4)重心：物體的各部分都受到重力的作用，可認為重力集中作用于一點，這一點叫作物體的重心。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。知識點2彈力1．彈力(1)定義：發(fā)生的物體，要恢復原狀，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。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)假設法：假設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。3．接觸面上的彈力方向判斷面與面點與平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4.彈力大小的計算(1)應用胡克定律F＝kx計算彈簧的彈力。注意：x表示。(2)物體靜止或做勻速直線運動時，用共點力平衡條件來計算彈力。(3)物體不處于平衡狀態(tài)時可應用牛頓第二定律計算彈力。考向1重力與重心1.(2024·衡水高三聯(lián)考)如圖所示，殲-20戰(zhàn)機是中國研制出的第五代隱身重型殲擊機。它具有隱身性、高機動性以及先進的航電系統(tǒng)。關于殲-20戰(zhàn)機的重力，下列說法正確的是()A．戰(zhàn)機受到的重力指向地心B．戰(zhàn)機受重力作用，但它對地球沒有引力C．戰(zhàn)機受到的重力的施力物體是地球D．戰(zhàn)機勻速飛行時，它不受重力作用1．重心是重力的等效作用點，其位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關，但不一定在物體上。2．對于形狀不規(guī)則或質(zhì)量不均勻分布的薄板，重心可用懸掛法確定。3．重力的方向總是豎直向下，不一定指向地心，也不一定垂直向下。4．重力的大小1．重心是重力的等效作用點，其位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關，但不一定在物體上。2．對于形狀不規(guī)則或質(zhì)量不均勻分布的薄板，重心可用懸掛法確定。3．重力的方向總是豎直向下，不一定指向地心，也不一定垂直向下。4．重力的大小G＝mg，而g的大小與所處的地球位置有關。2.如圖所示，固定斜面上有一小球，由一豎直輕彈簧P與一平行于斜面的輕彈簧Q連接著，小球處于靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是()A．若小球光滑，輕彈簧P一定有彈力B．若小球光滑，小球可能受到4個力C．若斜面和小球都不光滑，輕彈簧Q不可能處于壓縮狀態(tài)D．若斜面和小球都不光滑，小球與斜面之間一定有彈力判斷彈力有無的三種方法條件法根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷，多用來判斷形變較明顯的情況假設法對形變不明顯的情況，可假設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，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。判斷彈力有無的三種方法條件法根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷，多用來判斷形變較明顯的情況假設法對形變不明顯的情況，可假設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，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。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是否存在彈力。3．兩個勁度系數(shù)分別為和的輕質(zhì)彈簧a、b串接在一起，a彈簧的一端固定在墻上，如圖所示，開始時彈簧均處于原長狀態(tài)，現(xiàn)用水平力作用在b彈簧的P端向右拉動彈簧，當a彈簧的伸長量為L時（）A．b彈簧的伸長量為B．b彈簧的伸長量也為LC．P端向右移動的距離為D．P端向右移動的距離為4．如圖所示的裝置中，三個相同的輕彈簧在未受力狀態(tài)下的原長相等，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細線的質(zhì)量均不計，一切摩擦忽略不計。平衡時各彈簧的長度分別為、、，彈簧在彈性限度內(nèi)，其大小關系是（）A． B． C． D．5．如圖所示，水平直桿OP右端固定于豎直墻上的O點，長為L=2m的輕繩一端固定于直桿P點，另一端固定于墻上O點正下方的Q點，OP長為d=1.2m，重為8N的鉤碼用質(zhì)量不計的光滑掛鉤掛在輕繩上且處于靜止狀態(tài)，則輕繩的彈力大小為（）A．10N B．8N C．6N D．5N6．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，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球?，F(xiàn)使小車以加速度a向右做勻加速運動，下列說法正確的是（）A．桿對小球的彈力豎直向上 B．桿對小球的彈力沿桿向上C．桿對小球的彈力大小可能為 D．桿對小球的彈力大小為彈簧彈力的計算彈簧彈力的計算1．彈簧的彈力可由胡克定律F＝kx計算，也可由物體的平衡條件計算。2．彈簧串接在一起時，各彈簧的彈力大小相等，彈簧的形變量一般不同。輕繩和輕桿彈力的計算3．物體處于平衡狀態(tài)時，固定物體的輕繩或輕桿的彈力可由物體的平衡條件借助于力的合成與分解知識求解。4．輕繩中的彈力方向一定沿繩指向繩收縮的方向，而輕桿中的彈力方向不一定沿桿。非平衡體所受彈力的計算5．非平衡體所受彈力的大小和方向與物體加速度的大小和方向有關。6．應用牛頓第二定律時，沿加速度的方向和垂直于加速度的方向列方程?？键c二摩擦力知識點1.兩種摩擦力的比較名稱項目靜摩擦力滑動摩擦力定義兩相互接觸的物體之間只有相對運動的，而沒有相對運動，兩物體間的摩擦力兩個相互接觸的物體，當它們時，在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動的力產(chǎn)生條件①接觸面②接觸處有壓力③兩物體間有①接觸面②接觸處有壓力③兩物體間有大小0＜F≤FmaxFf＝μF壓，μ的大小由接觸面的和粗糙程度共同決定方向與受力物體相對運動趨勢的方向與受力物體相對運動的方向作用效果總是阻礙物體間的總是阻礙物體間的知識點2．關于摩擦力的四個易錯點(1)摩擦力的方向總是與物體間相對運動(或相對運動趨勢)的方向相反，但不一定與物體的運動方向相反。(2)摩擦力總是阻礙物體間的相對運動(或相對運動趨勢)，但不一定阻礙物體的運動。即摩擦力可以作為阻力使物體減速，也可以作為動力使物體加速。(3)受靜摩擦力作用的物體不一定相對地面靜止，但一定與靜摩擦力的施力物體保持相對靜止。(4)靜摩擦力的大小與正壓力無關，僅與外力有關，最大靜摩擦力的大小與正壓力有關且成正比。考向1靜摩擦力的有無及方向判斷1．如圖所示為智能機器人協(xié)助派件員分揀快遞的場景，派件員將包裹放在機器人的水平托盤上后，機器人通過掃碼讀取目的地信息，并生成最優(yōu)路線，將不同目的地的包裹送至不同的位置，從而實現(xiàn)包裹的分揀功能。關于機器人和包裹，下列說法正確的是（）A．機器人加速前進則包裹對水平托盤的摩擦力方向向后B．包裹受到向上的支持力是包裹發(fā)生形變產(chǎn)生的C．包裹對機器人的壓力和機器人對包裹的支持力是一對平衡力D．包裹隨著機器人一起做勻速直線運動時，包裹受到向前的摩擦力2．大型商場或者大型超市為了方便顧客上下樓，都會安裝自動扶梯．小王同學經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，不同商場或超市中的自動扶梯是不一樣的，可以分為兩大類，一種有臺階，另一種無臺階，兩種自動扶梯分別如圖所示．此外，小王同學還發(fā)現(xiàn)，為了節(jié)約能源，在沒有顧客乘行時，這兩種自動扶梯都以較小的速度勻速運行，當有顧客乘行時自動扶梯經(jīng)過先加速再勻速兩個階段運行．則電梯在運送顧客上樓的整個過程中A．圖甲所示的無臺階自動扶梯中，乘客始終受摩擦力作用B．圖乙所示的有臺階自動扶梯中，乘客始終受摩擦了作用C．圖甲所示的無臺階自動扶梯中，乘客對扶梯的作用力始終豎直向下D．圖乙所示的有臺階自動扶梯中，乘客對扶梯的作用力始終豎直向下摩擦力的有無及方向的三種判斷方法摩擦力的有無及方向的三種判斷方法假設法狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的有無及方向轉換法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向考向2靜摩擦力大小的計算3．兩只完全相同的螞蟻在輪胎內(nèi)外表面爬，當兩只螞蟻爬到圖示位置時保持靜止，角大于角。已知輪胎材料相同，輪胎與螞蟻之間動摩擦因數(shù)為，螞蟻質(zhì)量，重力加速度取，下列說法正確的是（）A．處螞蟻受到的支持力比處螞蟻大B．處螞蟻受到的摩擦力比處螞蟻大C．處的螞蟻受到的摩擦力大小為D．處的螞蟻受到的摩擦力大小為靜摩擦力大小的計算方法(1)物體處于靜止狀態(tài)，利用力的平衡條件求解靜摩擦力的大小。(2)物體有加速度時，若只受摩擦力，則Ff靜摩擦力大小的計算方法(1)物體處于靜止狀態(tài)，利用力的平衡條件求解靜摩擦力的大小。(2)物體有加速度時，若只受摩擦力，則Ff＝ma，如勻速轉動的圓盤上與圓盤相對靜止的物塊靠靜摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度。若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，需先求合力再求摩擦力。4.(2024·西安高三聯(lián)考)當今物流業(yè)相當發(fā)達，貨車貨運功不可沒。如圖所示，司機為方便卸貨，在距水平地面的高度為的車廂底部與地面之間用長度為的木板搭建了一個斜面。若貨物恰好能沿木板勻速下滑，則貨物與木板間的動摩擦因數(shù)為（）A． B． C． D．5.在建筑裝修中，工人用一質(zhì)量為m、與墻面動摩擦因數(shù)為的磨石打磨豎直粗糙墻面，在與豎直面成角的推力F作用下，磨石以速度v向上勻速運動，如圖所示。下列說法正確的是（）A．磨石受到的摩擦力大小為 B．若撤掉F，磨石會立刻向下運動C．若撤掉F，磨石受到的摩擦力大小變?yōu)? D．若僅略微減小角，則磨石將做減速運動滑動摩擦力大小的計算方法公式法若μ已知，則Ff滑動摩擦力大小的計算方法公式法若μ已知，則Ff＝μF壓，F(xiàn)壓是兩物體間的正壓力狀態(tài)法若μ未知，可結合物體的運動狀態(tài)和其他受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律列方程求解摩擦力的突變問題，其實質(zhì)就是靜摩擦力和滑動摩擦力大小或方向的變化分析問題，解題時應注意以下三點。(1)分析臨界狀態(tài)，物體由相對靜止變?yōu)橄鄬\動，或者由相對運動變?yōu)橄鄬o止，或者受力情況發(fā)生突變，往往是摩擦力突變問題的臨界狀態(tài)。(2)確定各階段摩擦力的性質(zhì)和受力情況，做好各階段摩擦力的分析。(3)研究傳送帶問題時，物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運動性質(zhì)的分界點。知識點1“靜—靜”突變物體在摩擦力和其他力的共同作用下處于靜止狀態(tài)，當作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時，物體雖然仍保持相對靜止，但相對運動趨勢的方向發(fā)生了變化，則物體所受的靜摩擦力發(fā)生突變。知識點2“靜—動”突變物體在靜摩擦力和其他力作用下處于靜止狀態(tài)，當其他力變化時，如果物體不能保持相對靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力，突變點常常為靜摩擦力達到最大值時。知識點3“動—靜”突變在滑動摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止相對滑行時，物體將不再受滑動摩擦力作用，滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力。知識點4“動—動”突變物體在滑動摩擦力作用下運動直到達到共同速度后，如果在靜摩擦力作用下不能保持相對靜止，則物體將受滑動摩擦力作用，且其方向發(fā)生反向?？枷?“靜—靜”突變1．如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5N時，物體A與小車均處于靜止狀態(tài)．若小車以1m/s2的加速度向右運動，則（）A．物體A相對小車向右運動B．物體A受到的摩擦力減小C．物體A受到的摩擦力大小不變D．物體A受到的彈簧的拉力增大考向2“靜—動”突變2．為研究木板與物塊之間的摩擦力，某同學在粗糙的長木板上放置一物塊，物塊通過細線連接固定在試驗臺上的力傳感器，如圖力（a）。水平向左拉木板，傳感器記錄的F—t圖像如圖（b）。下列實驗自長木板說法中不正確的是（

）A．物塊受到的摩擦力方向始終水平向左B．1.0~1.3s時間內(nèi)，物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力C．根據(jù)圖（b）中數(shù)據(jù)可以得到木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)D．2.4~3.0s時間內(nèi)，木板可能做變速直線運動考向3“動—靜”突變3．如圖所示，一傾角為θ=37°的斜面固定在地面上，質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行，設斜面足夠長，已知該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。取初速度v0的方向為正方向，則該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖像是（）A． B．C． D．考向4“動—動”突變4．如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，以速度v0逆時針勻速轉動。在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＜tanθ，規(guī)定沿傳送帶向下為正方向，則圖中能較客觀地反映小木塊對傳送帶的摩擦力f隨時間t變化關系的是（

）A．B．C．D．摩擦力突變問題注意事項1．靜摩擦力是被動力，其大小、方向取決于物體間的相對運動的趨勢，而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦力的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界狀態(tài)是靜摩擦力達到最大值。摩擦力突變問題注意事項1．靜摩擦力是被動力，其大小、方向取決于物體間的相對運動的趨勢，而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦力的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界狀態(tài)是靜摩擦力達到最大值。2．滑動摩擦力的突變問題：滑動摩擦力的大小與接觸面的動摩擦因數(shù)和接觸面受到的正壓力均成正比，發(fā)生相對運動的物體，如果接觸面的動摩擦因數(shù)發(fā)生變化或接觸面受到的正壓力發(fā)生變化，則滑動摩擦力就會發(fā)生變化。3．研究傳送帶問題時，物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運動性質(zhì)發(fā)生變化的分界點。1．（2024·遼寧·高考真題）利用硯臺將墨條研磨成墨汁時講