专题05 重力弹力摩擦力（解析版）-2024-2025学年高一上学期物理期末备考重难题型精讲精练（人教版2019）

1/2专题05重力弹力摩擦力本节要点知识点1力的共性知识点2重力知识点3弹力知识点4摩擦力对应题号专项精练1重力、弹力的理解1-4，19专项精练2胡克定律5-10专项精练3静摩擦力11-15，20专项精练4滑动摩擦力16-18，21-23，24知识点1力的共性1．概念：力是物体对物体的作用。2．性质①物质性：没有物质就没有力的存在；②相互性：施力物体一定也是受力物体；③独立性：作用力之间相互不干扰；④矢量性：力有方向。3．力的三要素：决定力的作用效果的因素是：大小、方向、作用点。4．力的效应①静力效应：受力体形变，F=kx;②动力效应：产生加速度，F=ma;5．力的分类①按性质分：重力、弹力、摩擦力；②按效果分：拉力、压力、动力、向心力等；③按研究对象分：内力、外力。知识点2重力①重力随纬度增大而增大，随高度增大而减小，随地质密度的增大而增大；②重力的大小称为重量(分实重，视重);③在地球表面附近可相当准确地把重力看作恒力。2．作用点：重心(重力的合力的作用点)。①重心只与物体的形状和质量有关；②均匀的几何体重心在几何中心上；③重心的作用线在支承面外面时，物体将发生翻转，如图甲所示；④当底面积相同时，重心低的物体不容易翻倒，说明重心低的稳度大，如图乙所示；⑤物体的重心可以在体外，如图丙所示。图甲图乙图丙知识点3弹力1．张力(拉力):和绳杆的伸长相联系；2．方向：沿绳方向或垂直接触面；3．大小：弹簧类：在弹性限度内与形变量成正比；非弹簧类的压力一般通过平衡力或牛顿定律间接求得。①弹力有无的判断：可用“解除约束法”即假设撤除相互接触的一个物体，若物体的运动②弹力方向的判断：球体的弹力方向总通过球心，与球体重心位置无关。③弹力瞬时值的判断：绳子的拉力，桌面的支撑力随外界因素变化而瞬即变化，而弹簧的瞬时值不变。知识点4摩擦力1．产生：有压力且有相对运动或相对运动趋势。2．③滑动摩擦力：。最大静摩擦力、滑动摩擦力大小决定于正压力和摩擦系数μ,μ决定于材料和表面情况(粗糙、干湿)。静摩擦力和滑动摩擦力与接触面积无关。3．方向：与相对运动或运动的趋势的方向相反。因此，静止的物体可能有摩擦力，滑动的物体可能无摩擦力，静止物体可有滑动摩擦力，滑动物体可能有静摩擦力。判断摩擦力存在的方法：①假设法：假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动；②反推法：从它的运动状态反推它必须具备的条件。一、单选题1．（24-25高一上·重庆沙坪坝·月考）下列说法中错误的是（

）A．物体所受重力的方向总是竖直向下B．物体的重心不一定在物体的几何中心上C．物体间发生相互作用时，施力物体同时也是受力物体D．产生弹力的物体可以没有形变【答案】D【详解】A．物体所受重力的方向总是竖直向下，故A正确，不满足题意要求；B．物体的重心不一定在物体的几何中心上，只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才一定在物体的几何中心上，故B正确，不满足题意要求；C．物体间发生相互作用时，施力物体同时也是受力物体，故C正确，不满足题意要求；D．产生弹力的物体一定发生了形变，故D错误，满足题意要求。故选D。2．（23-24高一上·江苏盐城·期末）下列关于力与运动的说法中，正确的是（）A．物体速度越大，加速度一定也越大B．把一个力分解为两个分力时，两个分力不可能同时大于合力C．物体对桌面的压力是由于该物体发生弹性形变而产生的D．跳水运动员在跳离踏板后上升的过程中，处于超重状态【答案】C【详解】A．加速度与速度无直接关系，物体速度越大，加速度不一定也越大，选项A错误；B．把一个力分解为两个分力时，两个分力可能同时大于合力，例如等大反向的两个分力的合力为零，选项B错误；C．物体对桌面的压力是由于该物体发生弹性形变而产生的，选项C正确；D．跳水运动员在跳离踏板后上升的过程中，加速度向下，处于失重状态，选项D错误。故选C。3．（23-24高一上·广西玉林·期末）下面对教材中的插图理解正确的是（）A．甲图中重力的施力物体是斜面B．甲图中重力的分力就是压力C．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面粗糙程度D．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面微小形变【答案】D【详解】A．甲图中重力的施力物体是地球，故A错误；B．甲图中物块重力的分力大小等于物块对斜面的压力，但和压力比较，施力物体和受力物体不同，性质不同，则这两个力不同，故B错误；CD．图乙中所示的实验是用来观察桌面微小形变，其利用了光线照射后将形变“放大”，采用了放大的思想，故C错误，D正确。故选D。4．（23-24高一上·河南·期末）下列说法中正确的是（）A．图甲中，放在桌面上的杯子受到的弹力是由于杯子发生微小形变而产生的B．图乙中，用“悬挂法”确定了薄板的重心，所以一切物体的重心一定在物体上C．图丙中，书受到的支持力与书对桌面的压力大小相等，方向相反，是一对相互作用力D．图丁中，跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性，以便跳得更远【答案】C【详解】A．图甲中，放在桌面上杯子受到的弹力是由于桌面发生微小形变而产生的。故A错误；B．物体的重心不一定在物体上﹐例如圆环的重心不在环上。故B错误；C．书受到的支持力与书对桌面的压力大小相等、方向相反，是一对相互作用力。故C正确；D．惯性的大小只与物体的质量有关，跳远运动员助跑不是在增加自己的惯性。故D错误。故选C。5．（23-24高一上·上海黄浦·期中）关于弹力，下列说法正确的是（）A．只要物体相互接触，就一定有弹力产生B．桌子对物体的支持力是因为物体的形变而产生的C．微小的力不能使坚硬的物体发生形变，所以不会产生弹力D．轻杆对物体的弹力的作用线，不一定沿杆【答案】D【详解】A．弹力产生的原因是两个物体相互接触且发生弹性形变，故A错误；B．桌子对物体的支持力是因为施力物体桌子的形变而产生的，故B错误；C．微小的力也能使坚硬的物体发生形变，所以会产生弹力，故C错误；D．轻杆对物体的弹力的作用线，可沿杆，也可不沿杆，可根据受力情况判断，故D正确。故选D。6．（23-24高一上·四川攀枝花·期末）如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧。当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，弹簧的长度为30cm；当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，弹簧的长度为15cm。弹簧均处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为（）A．66.7N/m B．200N/mC．300N/m D．400N/m【答案】B【详解】令弹簧原长为，当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，根据胡克定律有当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，根据胡克定律有结合题中数据解得k=200N/m故选B。7．（23-24高一上·广东江门·期末）如图所示，一根弹簧挂上20N的重物，重物静止时指针P正对刻度尺的3cm位置；更换30N重物后，重物静止时指针P正对刻度尺的4cm位置，弹簧没有超出弹性限度，则（）A．挂上50N重物，重物静止时指针P正对刻度尺的5cm位置B．弹簧的劲度系数为10N/mC．未悬挂重物时，指针P正对刻度尺的1cm位置D．未悬挂重物时，指针P正对刻度尺的0cm位置【答案】C【详解】BCD.设未悬挂重物时，指针正对刻度尺的位置，根据胡克定律有其中联立解得故BD错误，C正确；A.根据胡克定律有解得故挂上50N重物，重物静止时指针正对刻度尺的6cm位置，故A错误。故选C。8．（23-24高一上·浙江丽水·期末）如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为3m的物块A，物块A静止后弹簧长度为l1；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止后弹簧长度为l2，如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度范围内，则（）A．弹簧的劲度系数为 B．弹簧的劲度系数为C．弹簧的原长为4l1-3l2 D．弹簧的原长为3l1-2l2【答案】C【详解】AB．设弹簧的劲度系数为k，根据题意，当A静止时，在物块A上端再放一个质量为m的物块B，弹簧的压缩量增加了则有解得故AB错误；CD．设弹簧的原长为l，则根据题意有，联立解得故C正确，D错误。故选C。9．（22-23高一上·四川成都·期末）一根轻质弹性绳（产生的弹力与其伸长量满足胡克定律）的一端固定在水平天花板上，其自然伸直的长度为72cm，若将一钩码挂在弹性绳的下端点，平衡时弹性绳的总长度为80cm；若将弹性绳的两端固定在天花板上的同一点，用同样的钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）（）A．74cm B．76cm C．80cm D．88cm【答案】B【详解】将轻质弹性绳看为两个一半长度的弹性绳串联，半个轻质绳的原长设为x0，劲度系数设为k，则第一次悬挂重物时，有第二次悬挂重物时，有解得故此时长度为故选B。10．（22-23高一上·广东广州·期末）弹力在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用。如生活中的缓冲装置就是利用弹簧的弹力作用来实现的。某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中，为原长相等、对应劲度系数的不同轻质弹簧。当垫片缓慢向右移动时（  ）A．弹簧产生的弹力较大 B．弹簧产生的弹力较大C．弹簧产生的压缩量较大 D．弹簧产生的压缩量较大【答案】D【详解】AB．当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联，弹力大小相等，故AB错误；CD．当垫片向右移动时，垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联，弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不相等，劲度系数小的弹簧，形变量大，所以k2弹簧产生的压缩量较大，故C错误，D正确；故选D。【点睛】两弹簧串联，弹力相等。再根据胡克定律进行分析。11．（23-24高一上·湖南株洲·期末）下列关于摩擦力的说法，正确的是（）A．物体与物体接触可能没有摩擦力B．摩擦力只会阻碍物体运动C．物体相对支持面的速度越大，滑动摩擦力就越大D．动摩擦因数越大，滑动摩擦力就越大【答案】A【详解】A．物体与物体接触，如果没有弹力或者相对运动趋势，则物体间没有摩擦力，故A正确；B．摩擦力的方向总是与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反，但摩擦力方向可能与运动方向相同，所以摩擦力也可以促进物体运动，故B错误；C．根据可知滑动摩擦力与物块相对支持面的速度无关，故C错误；D．根据动摩擦因数越大，如果弹力小，滑动摩擦力不一定越大，故D错误。故选A。12．（23-24高一下·云南大理·期末）《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要的方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一个智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直。下列说法正确的是（）A．小球受到的摩擦力大小与重力相等B．机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上C．小球没有掉下去，是由于受到的摩擦力大于自身重力D．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力将变大【答案】A【详解】AC．对小球受力分析，由于小球处于静止状态，所以小球受力平衡，小球受到竖直向下的重力以及机械手臂对小球的摩擦力，两个力大小相等，方向相反，故A正确，C错误；B．由之前的分析可知小球受到的机械手臂给小球的摩擦力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，机械手臂对小球摩擦力与小球对机械手臂的摩擦力大小相等，方向相反，即机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故B项错误；D．若增大铁架对小球的压力，小球仍然静止不动，小球受到的摩擦力为静摩擦力，其大小与小球所受重力大小相等，所以若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力将不变，故D项错误。故选A。13．（23-24高一上·上海·期末）如图所示，质量为m的木块在质量为M的长板上滑行，长木板与水平地面间动摩擦因数为，木块与板间动摩擦因数为，已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到的地面摩擦力大小为（）A． B． C． D．【答案】A【详解】长木板与木块之间发生了相对滑动，产生了滑动摩擦力，设其为，则对长木板受力分析，可知在水平方向长木板受到木块对其向右的滑动摩擦力，还受到地面对其向左的静摩擦力，由共点力平衡条件知故选A。14．（23-24高一上·浙江嘉兴·期末）试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，每张纸质量为m，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张纸”。图中搓纸轮沿逆时针方向转动，带动纸张向右运动，则（

）A．搓纸轮受到纸张的摩擦力水平向右B．第2张纸对第3张纸的摩擦力和第3张对第4张的摩擦力相等C．若比较纸张之间摩擦力大小，则最后一张受到上一张的摩擦力最大D．第5张纸与第6张纸之间摩擦力大小为【答案】B【详解】A．搓纸轮相对纸张向右运动，搓纸轮受到纸张的摩擦力水平向左，故A错误；B．第3张纸静止，水平方向受力平衡，第2张纸对第3张纸的摩擦力和第3张对第4张的摩擦力为一对平衡力，大小相等，故B正确；CD．当第1张答题卡向右运动时，第1张答题卡对第2张答题卡的压力为，则第1、2答题卡间滑动摩擦力大小为此时下面的答题卡均处于静止状态，对第2~5张答题卡整体进行受力分析，由平衡条件可得第6张答题卡对第5张答题卡的静摩擦力与第1张答题卡对第2张答题卡的滑动摩擦力平衡，大小为，比较纸张之间摩擦力大小，纸张间的静摩擦力相等，故CD错误。故选B。15．（21-22高一下·四川成都·期末）如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在时刻后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线。下列说法正确的是（）A．当用的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为5.3NB．当用的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为5.1NC．若用的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为5.3ND．时间内木块所受摩擦力大小为5.1N【答案】A【详解】AB．由题图可知，该木块的最大静摩擦力是5.5N，当水平拉力为5.3N时，其小于最大静摩擦力，所以静止的木块仍然静止，根据二力平衡可知，木块所受到的静摩擦力大小为5.3N，故A正确，B错误；C．由于5.8N大于木块的最大静摩擦力，所以此时木块被拉动，此时木块受到滑动摩擦力，由题意可知，滑动摩擦力的大小为5.1N，即若用的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为5.1N，故C项错误；D．由题图可知在时间内，木块静止，其受到的静摩擦力与水平外力大小相等，由题图可知，该时间内木块所受摩擦力大小在从0均匀增加5.5N，故D项错误。故选A。16．（23-24高一上·浙江·期末）下列有关滑动摩擦力的说法中正确的是（

）A．相互接触并有相对运动的物体之间必有摩擦力B．两物体之间有滑动摩擦力，则其间必有弹力C．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反D．滑动摩擦力一定是阻力【答案】B【详解】A．若相互接触并有相对运动的物体之间未发生弹性形变，物体间没有摩擦力，故A错误；B．弹力是产生摩擦力的前提条件，故两物体之间有滑动摩擦力，则其间必有弹力，故B正确；C．滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，故C错误；D．滑动摩擦力不一定是阻力，可以是动力，例如静止放置在水平传送带上的物块，物块受到滑动摩擦力与物块运动方向相同，故D错误。故选B。17．（23-24高一上·江苏·期末）如图所示，一本书重约8N，书本正面朝上。一张A4纸夹在书本间，将书本分为等质量的两部分，且能够覆盖几乎整个书页。若将A4纸抽出，至少需用约2N的拉力。不计A4纸的质量，则A4纸和书之间的摩擦因数最接近（）A．0．25 B．0.35 C．0.45 D．0.50【答案】A【详解】由题意可知，将A4纸抽出时，A4纸受到上下纸面的滑动摩擦力，且两摩擦力大小相等，则有因A4纸夹在书本中间，因此A4纸受到的压力大小为整本书重的一半，即为若将A4纸抽出，至少需用约2N的拉力F，则有联立可得A4纸和书之间的摩擦因数故选A。18．（23-24高一上·江苏连云港·期末）如图所示，质量为的小物块，在水平恒力的作用下紧贴在竖直墙壁上保持静止状态。自时刻起随时间均匀减小，直至时刻减为零，重力加速度为，关于小物块所受摩擦力大小随时间变化的图像，下列选项可能正确的是（

）A． B．C． D．【答案】B【详解】开始时小物块静止，摩擦力等于重力，随着恒力的逐渐减小，小物体的最大静摩擦也减小，当小于重力时突变为滑动摩擦，而且滑动摩擦小于最大静摩擦，根据可知与恒力成正比逐渐减小到零。故选B。二、多选题19．（24-25高一上·湖北荆州·月考）下列关于重力的说法中正确的是（

）A．静止在水平面上物体的重力就是物体对垂直水平面的压力B．重力的方向不总是指向地心C．地面上的同一物体在赤道上所受重力最小D．物体竖直挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数等于物体的重力大小【答案】BC【详解】A．物体的重力作用在物体上，物体对垂直水平面的压力作用在水平面上，且重力和压力性质不同，所以重力不是压力，故A错误；B．重力的方向总是竖直向下，但不总是指向地心，故B正确；C．在地球表面，纬度越高重力加速度越大，即赤道处的重力加速度最小，所以地面上的同一物体在赤道上所受重力最小，故C正确；D．物体竖直挂在弹簧测力计下，只有物体处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力大小，故D错误。故选BC。20．（23-24高一上·贵州安顺·期末）某同学用力传感器探究物块受的摩擦力，如图甲所示。固定的力传感器通过不可伸长的水平细线与物块相连，传感器能记录细线拉力大小F。物块放在水平长木板上，现用水平向左的力F0抽动长木板，得到F—t图像如图乙所示。结合图示相关信息，以下说法正确的是（）A．物块所受摩擦力方向与长木板运动方向相反B．物块和木板之间静摩擦力的大小存在一个最大值C．由题中信息可以测出物块与木板间的动摩擦因数D．细线对物块拉力与物体所受摩擦力大小时刻相等【答案】BD【详解】A．物块所受摩擦力方向向左，与长木板运动方向相同，选项A错误；B．物块和木板之间静摩擦力的大小存在一个最大值，选项B正确；C．由题中信息可以测出物块与木板间的滑动摩擦力，但是由于物块的质量未知，则不能求解动摩擦因数，选项C错误；D．物块处于静止状态，则细线对物块拉力与物体所受摩擦力大小时刻相等，选项D正确。故选BD。21．（23-24高一上·浙江·期末）在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语，它们都蕴含着丰富的物理知识，以下对它们的理解正确的是（

）A．“泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅、黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小B．“一只巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其他物体上才能产生力的作用，才能拍响C．“鸡蛋碰石头，自不量为”——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力D．“人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各分力大小的代数和【答案】ABD【详解】A．减小接触面的粗糙程度，可以减小摩擦，泥鳅黄鳝的表面都光滑且润滑，摩擦力小，故A正确；B．力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其它物体上才能产生力的作用，才能拍响，故B正确；C．根据牛顿第三定律可知，鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力等于鸡蛋撞击石头的力，故C错误；D．如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和，故D正确。故选ABD。22．（23-24高一下·山西太原·期末）有关滑动摩擦力的下列说法中，正确的是（）A．有压力一定有滑动摩擦力B．有滑动摩擦力一定有压力C．滑动摩擦力的方向总是与接触面上的压力的方向垂直D．只有运动物体才受滑动摩擦力【答案】BC【详解】AB．依据滑动摩擦力产生的条件，则有摩擦力一定有压力，而有压力不一定有滑动摩擦力，因还要涉及接触面是否光滑和是否有相对运动。故A错误；