专题03重力弹力和摩擦力高一物理上学期期中考点大串讲（人教版2019）

专题06重力、弹力和摩擦力2023-2024学年上学期期中考点大串讲目录010203方法模型归纳巩固提升知识清单第一部分

知识清单知识清单第二部分

方法模型归纳知识点重力和重心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：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心，其位置与物体的质量分布和形状有关。特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心．(2)并不是只有重心处才受到重力的作用．5.悬挂法测薄板的重心.一、重力【例1】

重力和重心的理解C一、重力有关重力和重心的说法正确的是（）

A．形状规则的物体其重心一定在其几何中心B.重心一定在物体上C．重力的大小与物体的运动状态无关D．可以用悬挂法测一切物体的重心【例2】

重力和重心的理解一、重力一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图所示．现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是(

)

A．系统的重心慢慢下降B．系统的重心先上升后下降C．系统的重心先下降后上升D．有可能绳的方向不竖直C知识点1弹力和胡克定律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力的作用，这种力叫作弹力。(2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。(3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。二、弹力知识点1弹力和胡克定律2．胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。(2)表达式：F＝kx。①k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。②x是形变量，不是弹簧形变以后的长度。二、弹力知识点2弹力有无的判断1．条件法：根据弹力产生的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断。2．假设法：假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。3．状态法：根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。二、弹力知识点3弹力方向的判断二、弹力知识点4弹力大小的计算1.弹簧类弹力：（1）由胡克定律知弹力F＝kx，其中x为弹簧的形变量，而不是伸长或压缩后弹簧的总长度；（2）弹簧串联时，各弹簧的弹力大小相等，弹簧的形变量一般不同；

串联后弹簧的劲度系数类似电阻并联公式：（3）弹簧并联时，各弹簧的形变量相等，弹力一般不同。

并联后弹簧的劲度系数类似电阻串联公式：2.非弹簧类弹力：根据运动状态和其他受力情况，列式来综合确定．二、弹力如图所示，顶角为θ的光滑圆锥体固定在水平面上，一个均质圆环水平套在圆锥体上．下列判断正确的是（

）A．圆锥体对圆环的弹力方向垂直于圆锥的侧面B．圆锥体对圆环的弹力大小与圆锥体顶角θ大小无关C．圆环的张力方向指向圆环的圆心D．圆环的张力方向沿圆环的切线方向【例1】

弹力有无及方向的判断BD二、弹力【答案】BD【详解】AB．因为圆环受重力和圆锥体对圆环的弹力而处于平衡状态，则圆锥体对圆环的弹力等于圆环的重力，方向与重力的方向相反，即圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上，圆锥体对圆环的弹力大小与圆锥体顶角θ大小无关．故A错误、B正确；CD．均质圆环套在圆锥体上，圆环有被撑开的趋势，所以圆环的张力不能为零，而且圆环的张力方向沿圆环的切线方向，故C错误、D正确。故选BD。【例2】

弹力大小的计算二、弹力如下图所示，弹簧的劲度系数为k，物体的质量为m。平衡时物体在A位置。现在用力F将物体向下拉长x到B位置，此时，弹簧的弹力大小为（）B.mg+kxD.以上说法都不正确B知识点1静摩擦力与滑动摩擦力三、摩擦力知识点2静摩擦力有无及方向判断1.假设法：2.状态法：三、摩擦力知识点2静摩擦力有无及方向判断3.相互作用法：“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再确定相互作用的另一物体受到的静摩擦力的方向。4.带动法：①“主动带动被动”②“同向快带慢，反向互相阻”，多用于传送带和板块模型中，摩擦力方向的判断。注意：摩擦力的方向总是与物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，但与物体的运动方向可能相反，也可能相同，还有可能不在同一直线上。三、摩擦力知识点3摩擦力的大小三、摩擦力知识点4摩擦力的的突变问题1.“静→静”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力的合力发生变化时，如果仍保持相对静止，则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。2.“静→动”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力变化时，如果发生相对滑动，则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。3.“动→静”突变：物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当相对滑动突然停止时，滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。4.“动→动”突变：物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的正压力发生变化时，滑动摩擦力的大小随之而变；或两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的方向也会随之而变。三、摩擦力【例1】

静摩擦力有无及方向判断B三、摩擦力解析力是物体间的相互作用，因此弹力总是成对出现的，选项A正确；两物体间有弹力，不一定存在摩擦力，还要看接触面是否粗糙以及有无相对运动或者相对运动趋势，选项B错误；弹力是产生摩擦力的条件之一，两物体间有摩擦力，它们接触面之间一定存在弹力，选项C正确；滑动摩擦力的大小和它们之间的弹力大小成正比，而静摩擦力大小与弹力大小无关，选项D错误．AC【例1】

静摩擦力的大小和最大静摩擦力三、摩擦力解析[山西太原2018高一上期末](多选)重为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动．木箱从原地移动以后，用30N的水平推力就可以使木箱继续做匀速运动，由此可知()A．木箱与地板间的最大静摩擦力为30NC．若用30N的水平推力推静止的木箱，木箱所受的摩擦力是30ND．若用20N的水平推力推滑动的木箱，木箱所受的摩擦力是20N木箱未被推动前，静摩擦力随推力的增大而增大，当木箱刚被推动时，木箱与地板间的静摩擦力达到最大，恰好等于此时的推力，由题可知木箱与地板间的最大静摩擦力fm＝35N，故A错误；木箱移动后，受滑动摩擦力，大小为30N，μ＝＝0.3，故B正确；若用30N的水平推力推静止的木箱，30N小于最大静摩擦力，故木箱受到的静摩擦力为30N，故C正确；若用20N的水平推力推滑动的木箱，木箱依然受到滑动摩擦力，木箱受到的摩擦力为30N，故D错误．BC【例2】

摩擦力大小三、摩擦力【例3】

三、摩擦力解析静摩擦力的产生条件是相互挤压，接触面粗糙且有相对运动趋势，只有同时满足才能产生静摩擦力，故A错误；静摩擦力不一定是阻力，比如正在随传送带一起斜向上运动的物体，所受到的静摩擦力是动力，此时物体是运动的，故B、C错误；在压力一定的条件下，最大静摩擦力通常不变，但静摩擦力却随引起运动趋势的外力变化而变化，故D正确．D解析甲图款前轮运动时有相对地面向后运动的趋势，则所受摩擦力向前，后轮有相对地面向前运动的趋势，则后轮所受摩擦力向后，选项A正确，B错误；乙图款前轮和后轮都有相对地面向前运动的趋势，所受摩擦力都是向后的，选项C、D错误．A甲乙【例4】

三、摩擦力解析以A为研究对象，根据平衡条件得知，B对A没有摩擦力，由力的作用是相互的可知，A对B的摩擦力也为零，故A、B错误；以A、B组成的整体为研究对象，根据平衡条件得知，C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，故C正确；以A、B、C三个物块组成的整体为研究对象，根据平衡条件得，地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，故D正确．CD【例5】

三、摩擦力学习目标学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据.0102探究弹簧弹力与形变量之间的关系.03能根据F－x图像求出弹簧的劲度系数.四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系一.实验器材弹簧、

、钩码、铁架台、铅笔、坐标纸.刻度尺四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系二.实验原理1.弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与所挂钩码的重力大小

，即F＝

.相等mg2.弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l0与挂上钩码后弹簧的长度l可以用刻度尺测出，弹簧的伸长量x＝

.l－l03.图像法处理实验数据：作出弹簧弹力F与形变量x的关系图像，根据图像可以分析弹簧弹力和形变量的关系.四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系三.实验步骤1.将弹簧的上端固定在铁架台的横杆上，用刻度尺测出弹簧

时的长度l0，即

.2.如图所示，在弹簧下端悬挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1.自然下垂原长3.改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5…和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5….4.计算出每次弹簧的形变量x(x＝

)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.l－l0次数1234567F/N0

l/cm

x/cm0

l0l1m1mnln四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系四.数据处理1.建立直角坐标系，以弹簧的弹力F为纵轴、以弹簧形变量x为横轴，根据测量数据在坐标纸上描点，作出F－x图像，如图所示.2.以弹簧的伸长量为自变量，写出图像所代表的函数.首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数.3.得出弹簧弹力和形变量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义.结论：弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即

F＝kx四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系五.注意事项1.尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响.2.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，避免超出弹簧的弹性限度.3.测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及形变量x三者之间的不同，明确三者之间的关系.为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自然下垂状态，而不是平放在水平面上处于自然伸长状态.4.记录数据时要注意弹力及形变量的对应关系及单位.5.描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线.四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系实验拓展次数1234567F/N0

l/cm

x/cm0

F=kX=k(l-l0)=kl-kl0

F=kl-kl0

弹簧的弹力F和它的长度l是一次函数关系四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系【例1】（2022·全国·高三课时练习）甲、乙两同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度线与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1mm）上位置的放大图，在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同的钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。（1）由图2知刻度尺的读数l1=___________cm，若已知每个钩码质量是50g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2=___________N（当地重力加速度g取10m/s2）。

（2）甲同学以弹簧的长度l为横坐标，以钩码受到的重力G为纵坐标建立了G-l图像，如图3所示，则由图知弹簧的原长为___________cm，该弹簧的劲度系数为___________N/m。（3）乙同学先将弹簧平放在桌面上，测出了弹簧的原长l0，并以弹簧的伸长量x=l-l0为横坐标，以钩码受到的重力G为纵坐标作出了G-x图像，如图4所示，则图线不过原点的原因是___________。四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系【答案】11.50

1.00

11.00

100

弹簧自身存在重力【详解】（1）因刻度尺的最小分度为1mm，读数时应估读到最小分度的，所以刻度尺的读数为11.50cm；挂2个钩码时，弹簧弹力等于此时钩码受到的重力，即；（2）当弹簧下端不挂钩码时，弹簧的长度即弹簧的原长，由题图3知弹簧的原长为11.00cm；图像的斜率表示弹簧的劲度系数，即；（3）由于弹簧自身存在重力，故不挂钩码时弹簧处于伸长状态。四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系乙四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系【答案】14.80

73.4

避免弹簧自身所受重力对实验的影响【详解】（1）由图可知，刻度尺的分度值为1mm，需要估读到0.1mm，因此弹簧的长度为14.80cm。（2）根据胡克定律,解得（3）优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响。四、实验：探究弹簧弹力与形变量的关系第三部分

巩固提升巩固提升1.在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的情况就是一个实例。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是(

)A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．运动员受到的支持力，是运动员的脚发生形变而产生的C．此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D．此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力D巩固提升A小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触，假设斜面对小球有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力，故A正确。巩固提升选D若球与小车一起做水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用；若球与小车一起水平向左做匀加速运动，则球在a处受到的支持力可能为零，选项D正确。巩固提升A．细绳一定对小球有拉力的作用B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力D巩固提升5.体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球，如图所示，在篮球与地面作用时，地面给篮球的弹力的方向为(

)A．竖直向上

B．斜向右上方

C．斜向左上方 D．竖直向下A巩固提升6.如图所示，一劲度系数为k，原长为L0的轻弹簧，下端固定在水平面上，先用向下的力F压缩弹簧至稳定，然后改用向上的力F拉弹簧，再次至稳定，则弹簧上端上升的高度为(

)B7.（2020年北京高考真题）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F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A．实验中必须让木板保持匀速运动B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数C巩固提升解析物体相对于水平面向右运动，水平面对物体的滑动摩擦力方向向左．物体对水平面的压力大小FN＝G＝mg＝200N，则水平面对物体的摩擦力的大小f＝μFN＝0.1×200N＝20N，故D正确.D巩固提升解析9．[河北承德联校2018高一上期末]为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图所示，用一根水平轻弹簧将木块压在竖直墙上，同时给木块一个竖直向上的拉力，使木块和弹簧整体向上匀速运动．现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则木块与墙壁之间的动摩擦因数μ为()D木块恰好匀速向上运动，说明木块受力平衡，根据受力分析可知，木块一定受到向下的滑动摩擦力，根据平衡条件有f＝F2-G，又f＝μF1，解得μ＝，D正确．巩固提升解析C当物体在桌面上匀速滑动时，接触面的压力始终等于物体重力，接触面的粗糙程度不变，即动摩擦因数不变，只是接触面积在逐渐减小，而接触面积的大小不影响摩擦力的大小，因此，在此过程中摩擦力是不变的，B、D错误；对物体受力分析，可知推力始终等于摩擦力μmg，A错误，C正确．巩固提升11.（2022·全国·高一期末）如图所示是“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验装置，小东认真操作、正确读数后得到的数据记录如下表。由表可知（

）B．实验所用刻度尺的分度值是1mmD．实验时弹簧伸长量未超过弹性限度【答案】D【详解】A．每个钩码的质量,A错误；B．由于弹簧的长度记录到整数厘米的下一位，故所用刻度尺为厘米刻度尺，最小分度为1cm，B错误；C．由表可以看出，每挂一个钩码，弹簧都要伸长2cm，C错误；D．由所给实验数据可以看出，弹簧弹力与其伸长量成正比，符合胡克定律，故弹簧伸长量未超过它的弹性限度，D正确。巩固提升12.（2022·全国·高一课时练习）某同学“探究弹簧弹力与形变量的关系”。（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向（选填“水平”或“竖直”）；（2）弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长