2025年物理新高考备考2025年（版）物理《三维设计》一轮总复习（提升版）第1讲　重力　弹力　摩擦力

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示意图的能力，掌握整体法和隔离法选取研究对象的技

巧，利用数学知识（尤其是三角形知识）处理力的平衡

问题是突破本章核心的基础CONTENTS考点一01考点二0203考点三04考点四05跟踪训练·巩固提升01考点一重力和重心1.重力（1）产生：由于

⁠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：G＝mg，可用

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）方向：

⁠。地球的吸引弹簧测力计竖直向下2.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。（1）影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的

⁠

分布。（2）不规则薄板形物体重心的确定方法：

⁠法。注意：重心的位置不一定在物体上。质量悬挂▢判断小题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。

（

√

）××√1.【重力】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。2.【重心】小明在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上

滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的低端，

就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动说法正确的是

（

）A.双圆锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上B.在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动C.双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从

侧面观察的话锥体重心其实是下移的D.当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处；当双锥体在轨

道最高处时，它的重心在最高处解析：

锥体上滚的原理是重心运动，虽然看到的现象好像是锥

体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的，B错误，

C正确；锥体的重心在锥体的内部几何重心上，不在物体外面，重

心的具体位置在锥体的中心轴的中间，A错误；双锥体放在轨道的

低处时，放手后它会向轨道高处滚动，这是因为当双锥体在轨道的

最低处时，它的重心在最高处；当双锥体在轨道最高处时，它的重

心却在最低处，D错误。02考点二弹力1.弹力（1）定义：发生

的物体，要恢复原状，对与它接触的物

体会产生力的作用。（2）产生条件①物体间直接

⁠；②接触处发生弹性

⁠。形变接触形变（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

垂直于接触面

垂直于接触面点与曲面曲面与平面

垂直于切面

垂直于平面▢判断小题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。

（

×

）×√×1.轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较图示受外力作用时形

变的种类受外力作用时形变

量大小弹力方向轻绳

拉伸形变微小，可忽略沿着绳，指向

绳收缩的方向图示受外力作用时形

变的种类受外力作用时形变

量大小弹力方向轻杆

拉伸形变、压缩

形变、弯曲形变微小，可忽略既能沿着杆，也

可以与杆成任意

角度图示受外力作用时形变的种类受外力作用时形变

量大小弹力方向弹性绳

拉伸形变较大，不可忽略沿着绳，指向绳

收缩的方向图示受外力作用时形变的种类受外力作用时形变

量大小弹力方向轻弹簧

拉伸形变、压缩形变较大，不可忽略沿着弹簧，指向

弹簧恢复原长的

方向2.弹力大小的计算（1）应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力。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。弹力有无及方向的判断【例1】

如图所示，光滑的小球A放在车内的水平地面上，小球A紧

靠车厢左壁，车和小球一起沿水平面向右运动，则（

）A.小球一定受到3个力作用B.小球受到小车对它的弹力，该弹力产生的原因是小球的微小形变C.若小车匀速运动，则车厢左壁对小球A的弹力方向水平向右D.若小车加速运动，则车厢左壁对小球A的弹力等于小球对车厢左壁的弹力解析：若小车匀速运动，小球受到重力和车厢竖直向上的支持力，二

力平衡，若小车加速运动，则小球受到重力、车厢底面对小球竖直向

上的支持力和车厢左壁对小球的弹力三个力，故A、C错误；小球一

定受到小车底面对它的弹力，若小车向右加速时小球还受到侧壁的弹

力，小球受到的弹力产生的原因是小车的微小形变，故B错误；若小

车加速运动，则车厢左壁对小球A的弹力与小球对车厢左壁的弹力是

一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二力等大反向，故D正确。杆的弹力方向判断及大小计算【例2】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θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加

速度为g。现使小车以加速度a（a≠0）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mg

胡克定律的理解及应用【例3】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（

）B.b弹簧的伸长量也为LC.P端向右移动的距离为2L

【例4】如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的

平盘，盘里有一物体，质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比其自然

长度伸长了L。今向下拉盘使弹簧再伸长ΔL后停止，然后松手放开。

设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松开手时盘对物体的支持力等于

（

）C.mgΔL

03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，在接触面上产生的阻碍

或

⁠

⁠的力。2.产生条件相对运动相对运动趋

势（1）接触面

⁠；（2）接触处有

⁠；（3）两物体间有

或

⁠。粗糙压力相对运动相对运动趋势3.方向：与受力物体

或

⁠的方向相反。4.大小（1）滑动摩擦力：Ff＝

，μ为动摩擦因数；（2）静摩擦力：

＜F≤

⁠。相对运动相对运动趋势μFN

0

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

弹力，若两物体间有

弹力，但两物体间

摩擦力。（均选填“一定有”或

“不一定有”）一定有不一定有▢判断小题1.滑动摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反。

（

×

）2.静摩擦力可能是动力，滑动摩擦力一定是阻力。

（

×

）3.运动的物体不可能受到静摩擦力作用。

（

×

）4.正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变。

（

√

）5.滑动摩擦力与接触面积有关，相同材料的两物体接触面积越大，滑

动摩擦力越大。

（

×

）×××√×

1.静摩擦力的有无及其方向的判断方法（1）假设法（2）运动状态法先确定物体的运动状态，再利用平衡条件或牛顿第二定律确

定静摩擦力的有无及方向。（3）牛顿第三定律法“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体是否受

到静摩擦力并判断静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确

定另一物体是否受到静摩擦力及静摩擦力的方向。2.静摩擦力大小的分析（1）物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），利用力的平衡

条件来判断静摩擦力的大小。（2）物体有加速度时，若只受静摩擦力，则Ff＝ma。若除受静

摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求

静摩擦力。摩擦力方向的判断【例5】

（多选）如图所示，物体A沿粗糙斜面加速下滑，斜面体B静止不动，在这个过程中（

）A.A所受斜面的支持力与摩擦力的合力方向斜向左上方B.A所受斜面的支持力与摩擦力的合力方向斜向右上方C.斜面体B受到地面向右的摩擦力作用D.斜面体B受到地面向左的摩擦力作用解析：取A为研究对象，由于物体A匀速下滑时所受合力为零，支持

力、摩擦力的合力与重力等大反向，即支持力与摩擦力的合力方向竖

直向上，当物体A加速下滑时，A所受合力平行斜面向下，则此时摩擦

力与支持力的合力一定斜向右上方，故A错误，B正确；取A、B整体

为研究对象，因斜面体静止，物体A有平行斜面向下的加速度，则整

体在水平方向上受到的合力不为零且方向向右，而此合力只能由地面对斜面体的摩擦力来提供，故斜面体B受到地面向右的摩擦力作用，故C正确，D错误。摩擦力大小的计算【例6】如图所示，打印机进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，滚轮与第一张纸不打滑，但第一张纸与第二张纸间发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，每张白纸的质量为m，不考虑静电力的影响，重力加速度为g，则下列说法正确的是（

）A.滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为μ1FB.第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2（F＋2mg）C.第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2（F＋mg）D.越靠近底座，白纸间的摩擦力越大解析：μ1F为滚轮与第一张白纸间的滑动摩擦力，滚轮与第一张白纸

间的摩擦力为静摩擦力，小于或等于最大静摩擦力，故A错误；第

一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f12＝μ2（F＋mg），

第二张白纸处于静止状态，第二、三张白纸间的摩擦力为静摩擦力，

大小等于第一、二张白纸间的摩擦力，即f23＝μ2（F＋mg），故B错

误；第三张白纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力为静摩擦

力，大小等于第二、三张白纸间的摩擦力，即f34＝μ2（F＋mg），故

C正确；除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，白纸间的摩擦

力均为μ2（F＋mg），大小相等，故D错误。04考点四摩擦力的突变问题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。“静→静”突变【例7】

（多选）如图所示，一重力为50N的木块原来静止在水平

桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作

用，其中F1＝20N，F2＝8N，已知木块与桌面间的动摩擦因数为

0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（

）A.木块受到的摩擦力的大小为15N，方向水平向左B.木块受到的摩擦力的大小为12N，方向水平向左C.若将F1撤去，木块受到的摩擦力的大小为8N，方向水平向右D.若将F2撤去，木块受到的摩擦力的大小为20N，方向水平向左

“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。【例8】如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向

上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过

程中。关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确

的是（

）解析：设F与水平方向的夹角为θ，箱子处于静止状态时，根据平衡条

件得，箱子所受的静摩擦力为f＝Fcosθ，F增大，f增大；当拉力达到

一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦

力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；箱子运动时，

所受的支持力N＝G－Fsinθ，F增大，N减小，此时箱子受到的是滑动

摩擦力，大小为f＝μN，N减小，则f减小，故B正确，A、C、D错误。“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。【例9】如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝

0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平

向左的恒力F＝1N的作用，g取10m/s2，取向右为正方向，该物体受

到的摩擦力Ff随时间t变化的图像是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦

力）（

）

解析：物体从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动，受

到的滑动摩擦力大小为Ff1＝μmg＝0.2×1×10N＝2N，方向水平向

左，为负值；当物体的速度减到零时，因物体所受的最大静摩擦力为

Ffm＝μmg＝2N，F＜Ffm，所以此后物体不能被拉动而处于静止状

态，此后受到静摩擦力作用，其大小为Ff2＝F＝1N，方向水平向右，

为正值，综上所述，选A。“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。【例10】

（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＜tanθ，则下列选项中能

客观地反映小木块的受力和运动情况的是（

）

解析：在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块的速

度开始时小于传送带的速度，小木块受到的摩擦力沿斜面向下，随着

小木块速度的增大，当小木块的速度等于传送带的速度时，因为μ＜

tanθ，小木块不可能与传送带保持相对静止，一定会继续加速，超过

传送带的速度，此时小木块所受的摩擦力沿斜面向上，而在此过程

中，小木块对斜面的压力不变，摩擦力的大小也不改变，A错误，B

正确；摩擦力沿斜面向下时，由牛顿第二定律得mgsinθ＋μmgcosθ＝

ma1，摩擦力沿斜面向上时，由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝

ma2，则a1＞a2，C错误，D正确。05跟踪训练·巩固提升1.（2024·山东日照统考）在力学中，物体间的相互作用抽象为力的

概念。下列有关力的说法正确的是（

）A.物体的运动状态发生变化，所受合力的大小一定变化B.重心可以看作是物体所受重力的作用点C.桌面上的书本受到向上的支持力，是因为书本发生了形变D.爬杆表演时，杂技演员沿竖直杆匀速上爬，其受到的摩擦力方向竖

直向下123456789101112解析：

力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态发生变

化，合力必定不为零，所受合力可以是恒力也可以是变力，故A错

误；重心是重力的等效作用点，可以看作是物体所受重力的作用

点，故B正确；桌面上的书本受到向上的支持力，是因为桌面发生

了形变，故C错误；爬杆表演时，杂技演员沿竖直杆匀速上爬，演

员受到重力和摩擦力，二力平衡，所以演员受到的摩擦力方向竖直

向上，故D错误。1234567891011122.（2024·浙江温州模拟）如图所示，光滑小球A左边靠着竖直墙壁

B，右边靠着桌沿处于静止状态，则关于小球A的受力下列说法正确

的是（

）A.墙对A的作用力一定过A的重心B.桌沿C对A的作用力一定过A的重心C.A的重力一定过A的重心D.A球的重心一定在球心123456789101112解析：

墙对A的作用力和桌沿C对A的作用力都过球心，重心不

一定在球心，故A、B、D错误；重心是重力的等效作用点，所以重

力一定过A的重心，故C正确。1234567891011123.（2024·天津宁河模拟）下面对于物体的受力情况描述正确的是（

）A.如图（1），光滑球静止在两夹板之间，则小球一定会受到两夹板

的弹力作用B.如图（2），用竖直细线将光滑小球吊起，搁在斜面上，则斜面对

小球一定没有弹力作用123456789101112C.如图（3），A、B两物体叠放，在水平外力F的作用下共同做匀速

直线运动，则A、B间摩擦力与外力F大小相等，方向相反D.如图（4），某人对木块施加一沿粗糙斜面向上的拉力作用，木块

保持静止不动，则斜面对木块的摩擦力方向一定沿斜面向下123456789101112解析：

如图（1），光滑球静止在两夹板之间，只有下板有弹

力，故A错误；如图（2），用竖直细线将光滑小球吊起，搁在斜面

上，细线处于竖直，根据平衡条件知，细线的拉力和小球的重力等

大反向，斜面没有弹力，故B正确；如图（3），A、B两物体叠

放，在水平外力F的作用下共同做匀速直线运动，由平衡条件可

知，A物体的重力和支持力平衡，A、B间无摩擦力，故C错误；如

图（4），某人对木块施加一沿粗糙斜面向上的拉力作用，木块保

持静止不动，由于不知道拉力与木块的重力沿斜面向下分力的大小

关系，所以无法确定静摩擦力的大小及方向，故D错误。1234567891011124.（2024·广东广州期末）如图所示，甲、乙为两根完全相同的轻质

弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，另一端悬挂一质量为m的物

块；乙弹簧一端固定在水平地面上，另一端连接一质量也为m的物

块。两物块静止时，测得甲、乙两根弹簧的长度分别为l1和l2。已知

重力加速度为g，两弹簧均在弹性限度内。则这两根弹簧的劲度系

数为（

）123456789101112

1234567891011125.（2024·湖南长沙模拟）图甲是一种榫卯连接构件。相互连接的两

部分P、Q如图乙所示。图甲中构件Q固定在水平地面上，榫、卯接

触面间的动摩擦因数均为μ，沿P的轴线OO'用大小为F的力才能将P

从Q中拉出。若各接触面间的弹力大小均为FN，滑动摩擦力与最大

静摩擦力大小相等，则FN的大小为（

）123456789101112

1234567891011126.如图所示，一倾角为45°的斜面固定于墙角，为使一光滑的铁球静

止于图示位置，需加一水平力F，且F通过球心。下列说法正确的是

（

）A.铁球一定受墙面水平向左的弹力B.铁球可能受墙面水平向左的弹力C.铁球一定受斜面通过铁球的重心的弹力D.铁球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力123456789101112解析：

F的大小合适时，铁球可以静止在无墙的斜面上，F增大

时墙面才会对铁球有弹力，选项A错误，B正确；斜面必须对铁球

有斜向上的弹力才能使铁球不下滑，该弹力方向垂直于斜面但不一

定通过铁球的重心，选项C、D错误。1234567891011127.（2024·广东潮州统考）如图所示为智能机器人协助派件员分拣快

递的场景，派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过

扫码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至

不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器人和包裹，下列

说法正确的是（

）123456789101112A.机器人加速前进则包裹对水平托盘的摩擦力方向向后B.包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的C.包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力D.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹受到向前的摩擦力解析：

机器人加速前进时，机器人相对包裹有向前运动的趋

势，故此时包裹对水平托盘的摩擦力方向向后，A正确；包裹受到

向上的支持力是托盘发生形变产生的，B错误；包裹对机器人的压

力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力，C错误；包裹随着

机器人一起做匀速直线运动时，包裹加速度为零，故包裹此时不受

摩擦力，D错误。1234567891011128.（2024·安徽芜湖一模）如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平

力F推静止于水平地面上质量为5kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与F

的关系如图乙所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（

）A.木箱所受的最大静摩擦力fm＝21NB.木箱所受的最大静摩擦力fm＝20NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21D.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2123456789101112

1234567891011129.如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的