高考物理系統(tǒng)性復(fù)習(xí) (要點(diǎn)歸納+夯實(shí)基礎(chǔ)練) 第一節(jié) 重力與彈力、摩擦力（附解析）

第一節(jié)重力與彈力、摩擦力【要點(diǎn)歸納】一、力和力的圖示1．力的概念：力是物體對(duì)物體的作用，力不能脫離物體而單獨(dú)存在。力不但有大小，而且還有方向。它是由大小和方向共同決定的。2．力的性質(zhì)：物質(zhì)性、相互性、矢量性、瞬時(shí)性、獨(dú)立性。(1)物質(zhì)性：力是不能擺脫物體而獨(dú)立存在的。(2)相互性：任何兩個(gè)物體之間的作用總是相互的，施力物體同時(shí)也一定是受力物體。(3)矢量性：力是矢量，力既有大小，又有方向。(4)瞬時(shí)性：力既可以瞬間產(chǎn)生，也可以瞬間消失。(5)獨(dú)立性：一個(gè)力的作用并不影響另一個(gè)力的作用。3．力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。4．力的圖示：在物理學(xué)中，通常用一根帶箭頭的線段來表示力，選取標(biāo)度，在受力物體的作用點(diǎn)上沿著力的方向畫一條線段，線段的長度表示力的大小，在線段的末端內(nèi)畫一個(gè)箭頭表示力的方向，線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)。

5．力的單位：國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號(hào)是N．二、重力和重心1．重力：由于地球的吸引而使物體受到的力。2．重力的特點(diǎn)：(1)施力物體：地球(2)方向：總是豎直向下的(3)大?。篏＝mg。m是物體的質(zhì)量，單位用kg，g重力加速度(g值隨地球緯度的增加而增大，隨距地面高度的增大而減小)。通常情況下，g取9．8N/kg()，為了運(yùn)算方便，有時(shí)g也取10N/kg。3．重心：一個(gè)物體的各部分都要受到重力的作用。從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心。物體重心的位置跟物體的形狀和物體內(nèi)質(zhì)量的分布都有關(guān)系，跟物體的放置情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。三、形變1．形變的概念：物體在力的作用下形狀或者體積發(fā)生改變，這種變化叫做形變。形變有兩個(gè)方面：2．特點(diǎn)：形狀的改變指受力時(shí)物體的外觀發(fā)生變化，如橡皮條拉緊時(shí)，由短變長。體積的改變指受力時(shí)物體的體積發(fā)生變化，如用力壓排球。任何物體都能發(fā)生形變，不能發(fā)生形變的物體是不存在的，只不過有的形變比較明顯，可以直接看見，有的形變極其微小。四、彈力1．彈力的概念：發(fā)生形變的物體，要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。2．彈力有無的判斷方法(1)假設(shè)法：可以假設(shè)將與物體接觸的物體撤去．看物體還能否保持原來的狀態(tài)，若能則無彈力，若不能，則存在彈力。(2)狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡等)來判斷物體間的彈力。(3)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換．如將側(cè)壁、斜面用海綿來替換、將硬桿用輕彈簧來替換。3．彈力方向的判斷(1)接觸方式面與面點(diǎn)與面點(diǎn)與點(diǎn)點(diǎn)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切面垂直于平面(2)輕繩、輕桿、輕彈簧繩的彈力一定沿繩桿的彈力不一定沿桿彈簧分拉伸、壓縮五、胡克定律1．彈性形變：物體在發(fā)生形變后，如果撤去作用力能夠恢復(fù)原狀，這種形變叫做彈性形變。2．彈性限度：如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的狀態(tài)，這個(gè)限度叫彈性限度。3．胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力大小跟彈簧的形變量成正比，即F＝kx。其中x是彈簧的伸長量或壓縮量即彈簧的形變量；k稱為彈簧的勁度系數(shù)，簡稱勁度，單位是N/m．注意：x是，是彈簧伸長(或縮短)的長度，而不是彈簧的長度。六、靜摩擦力1．靜摩擦力的概念：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢，但兩者又保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體受到的另一個(gè)物體對(duì)它的阻礙這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的力。2．靜摩擦力的產(chǎn)生的條件：(1)接觸面是粗糙的．(2)兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢．(3)兩物體在接觸面上有正壓力(彈力)．3．靜摩擦力的方向：總跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反．4．最大靜摩擦力：最大靜摩擦力(Fm)是指物體接觸面間靜摩擦力的最大值，所以靜摩擦力的取值范圍是0≤F≤Fm．七、滑動(dòng)摩擦力1．滑動(dòng)摩擦力的定義：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另一個(gè)物體滑動(dòng)時(shí)，要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力。2．滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生的條件：(1)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件：兩個(gè)物體互相接觸；兩接觸的物體必須相互擠壓，發(fā)生形變，有彈力；兩物體間要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)；兩接觸面間不光滑．(2)滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的原因是相互接觸的物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力．(3)滑動(dòng)摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但不阻礙物體的運(yùn)動(dòng)．它可以是阻力，也可以是動(dòng)力．3．滑動(dòng)摩擦力的方向：總跟接觸面相切，并跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．4．滑動(dòng)摩擦力的大小滑動(dòng)摩擦力的大小可用F＝μFN來表示，式中F、FN、μ分別表示滑動(dòng)摩擦力、正壓力、動(dòng)摩擦因數(shù)。μ叫動(dòng)摩擦因數(shù)，它的數(shù)值跟兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。FN是接觸面的正壓力，它與物體的重力G是兩種不同性質(zhì)的力，F(xiàn)N的大小、方向與G的大小、方向均不一定相同?；瑒?dòng)摩擦力F的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度、接觸面積的大小沒有關(guān)系．【夯實(shí)基礎(chǔ)練】1．(2022?華南師范大學(xué)附屬中學(xué)一模)夏季的下午，在華南師大中心湖島上，可以經(jīng)常見到紅嘴藍(lán)鵲家族站在斜水管上排隊(duì)洗澡的生動(dòng)畫面。如圖所示，一只紅嘴藍(lán)鵲站在斜水管上保持不動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是()A．它對(duì)水管的作用力和水管對(duì)它的彈力是一對(duì)平衡力B．它對(duì)水管的作用力垂直于水管向下C．當(dāng)它把水管抓得更緊時(shí)，水管對(duì)它的摩擦力將增大D．它受到彈力是因?yàn)樗顾墚a(chǎn)生彈性形變【解析】A．由于水管傾斜，則它對(duì)水管的作用力應(yīng)是壓力和摩擦力，它對(duì)水管的作用力水管對(duì)它的彈力不在一條直線上，A錯(cuò)誤；B．對(duì)紅嘴藍(lán)鵲受力分析可知，它受到豎直向下的重力以及水管對(duì)它的作用力，這兩個(gè)力大小相等、方向相反，則它對(duì)水管的作用力應(yīng)豎直向下，B錯(cuò)誤；C．紅嘴藍(lán)鵲與水管沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則它受到的摩擦為靜摩擦，則當(dāng)它把水管抓得更緊時(shí)，水管對(duì)它的摩擦力不變，C錯(cuò)誤；D．它受到彈力是因?yàn)樗顾墚a(chǎn)生彈性形變，D正確。故選D?！敬鸢浮緿2．(2022?四川省內(nèi)江市高三(上)一模)下列說法中正確的是()A．在斜面體上與斜面體相對(duì)靜止的木塊，其受到重力靜摩擦力彈力的合力一定為零B．靜置于斜面體上的木塊,其受到斜面的支持力是由于斜面發(fā)生形變而產(chǎn)生的C．做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體,其速度大小一定隨時(shí)間均勻變化D．物體的加速度的大小不斷變小，其速度的大小也一定不斷變小【解析】A．在斜面體上與斜面體相對(duì)靜止的木塊，若斜面體相對(duì)地面是靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的，其受到重力靜摩擦力彈力的合力一定是零，若斜面體相對(duì)地面是做變速運(yùn)動(dòng)的，則物塊受到重力靜摩擦力彈力的合力一定不是零，A錯(cuò)誤；B．由彈力的定義可知，靜置于斜面體上的木塊，其受到斜面的支持力是由于斜面發(fā)生形變而產(chǎn)生的，B正確；C．速度即有大小又有方向，所以做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度大小一定隨時(shí)間均勻變化，可一般的勻變速運(yùn)動(dòng)，其速度大小不一定隨時(shí)間均勻變化，例如平拋或斜拋運(yùn)動(dòng)，加速度是重力加速度，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，可其速度大小不隨時(shí)間均勻變化，C錯(cuò)誤；D．物體的加速度的大小不斷變小，若加速度方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，其速度的大小一定不斷增大，D錯(cuò)誤。故選B?！敬鸢浮緽3．(2022?華南師范大學(xué)附屬中學(xué)一模)如圖所示，小明用水平方向的力推一木箱。小明發(fā)現(xiàn)：用力推時(shí)，木箱才能運(yùn)動(dòng)；撤去推力，木箱便停下來。以下說法正確的是()A．木箱的運(yùn)動(dòng)需要力來維持B．木箱由靜止到運(yùn)動(dòng)時(shí)，人推木箱的力大于木箱對(duì)人的力C．撤去推力，木箱停下來是木箱具有慣性的表現(xiàn)D．撤去推力，木箱停下來是由于受到摩擦力的作用【解析】A．木箱由于慣性運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，A錯(cuò)誤；B．人推木箱的力與木箱對(duì)人的力是一對(duì)作用力與反作用力，它們總是大小相等、方向相反，B錯(cuò)誤；CD．撤去推力時(shí)，木箱停下來是由于木箱受到了摩擦力的作用，不是因?yàn)閼T性，C錯(cuò)誤、D正確。故選D?！敬鸢浮緿4．(2022?重慶市第七次質(zhì)檢)藝術(shù)課上，老師將學(xué)生們的剪紙作品進(jìn)行展出時(shí)，用磁鐵將剪紙作品吸在豎直的磁性黑板上，下列關(guān)于各物體的受力情況正確的是()A．磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力與剪紙對(duì)磁鐵的摩擦力是一對(duì)平衡力B．磁鐵對(duì)剪紙的壓力是由于剪紙發(fā)生形變引起的C．黑板對(duì)剪紙的作用力與磁鐵對(duì)剪紙的作用力大小相等D．磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力與黑板對(duì)剪紙的摩擦力大小不相等【解析】A．磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力與剪紙對(duì)磁鐵的摩擦力是一對(duì)相互作用力，故A錯(cuò)誤；B．由彈力產(chǎn)生的條件可知：磁鐵對(duì)剪紙的壓力是由于磁鐵發(fā)生形變引起的，故B錯(cuò)誤；CD．由圖可知，三塊磁鐵對(duì)剪紙的壓力與黑板對(duì)剪紙的支持力相等，三塊磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力和黑板對(duì)剪紙的摩擦力相等，可得磁鐵對(duì)剪紙的摩擦力與黑板對(duì)剪紙的摩擦力大小不相等，由力的合成知：黑板對(duì)剪紙的作用力與磁鐵對(duì)剪紙的作用力大小不相等，故D正確，C錯(cuò)誤。故選D。【答案】D5．(2022?陜西省西安市第一中學(xué)高三(上)期中)(多選)A、B兩木塊重分別為90N和30N，用細(xì)線繞過滑輪連結(jié)在一起并疊放在水平桌面上，A與B、B與桌面C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.3，當(dāng)對(duì)滑輪施一水平力F=30N時(shí)，則()A．A對(duì)B的摩擦力為15NB．A對(duì)B的摩擦力為9NC．B對(duì)C的摩擦力為30ND．細(xì)線的張力為15N【解析】根據(jù)題意可知每條繩子上的拉力為15N，要使AB發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則繩子上的拉力必須，而如今繩子提供的拉力為15N，故A受到B給的靜摩擦力大小為15N，即A對(duì)B的摩擦力大小為15N，AD正確B錯(cuò)誤；將AB看做一個(gè)整體，整體要相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)，則，而如今F=30N，所以整體相對(duì)C靜止，受到C給的靜摩擦力，大小為30N，故B對(duì)C的摩擦力大小為30N，C正確；【答案】ACD6．(2022·上海市浦東新區(qū)一模)如圖所示，武術(shù)運(yùn)動(dòng)員表演“悟空望路”時(shí)在長桿上端保持靜止，則桿子對(duì)他的作用力方向?yàn)?)A．方向1 B．方向2C．方向3 D．方向4【解析】因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)，故合外力為零，則桿子對(duì)他的作用力與重力等大反向，故桿子對(duì)他的作用力方向沿豎直方向，即圖中方向3，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。【答案】C7．(2021·江蘇泰州市模擬)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(shí)彈力大小為10ND．彈簧伸長15cm時(shí)彈力大小為30N【解析】當(dāng)彈力為零時(shí)，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(shí)，彈力為10N，此時(shí)彈簧壓縮量x＝10cm－5cm＝5cm＝0.05m，根據(jù)胡克定律F＝kx得，k＝eq\f(10,0.05)N/m＝200N/m，故B正確；當(dāng)彈簧伸長量x′＝15cm＝0.15m時(shí)，根據(jù)胡克定律得，F(xiàn)＝kx′＝200×0.15N＝30N，故C錯(cuò)誤，D正確．【答案】ABD8．如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①彈簧的左端固定在墻上；②彈簧的左端受大小也為F的拉力作用；③彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)；④彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)．若認(rèn)為彈簧質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3、L4依次表示四個(gè)彈簧的伸長量，則有()A．L2＞L1 B．L4＞L3C．L1＞L3 D．L2＝L4【解析】彈簧伸長量由彈簧的彈力(F彈)大小決定．由于彈簧質(zhì)量不計(jì)，這四種情況下，F(xiàn)彈都等于彈簧右端拉力F，因而彈簧伸長量均相同，故選D項(xiàng)．【答案】D9．如圖所示為皮帶傳送裝置，甲為主動(dòng)輪，乙為從動(dòng)輪，傳運(yùn)過程中皮帶不打滑，P、Q分別為兩輪邊緣上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是()．A．P、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反B．P點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同C．P點(diǎn)的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，Q點(diǎn)的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反D．P、Q兩點(diǎn)的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同【解析】由題意可知甲輪與皮帶間、乙輪與皮帶間均相對(duì)靜止，皮帶與輪間摩擦力為靜摩擦力，假設(shè)甲輪與皮帶間無摩擦力，則甲輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶不動(dòng)，P點(diǎn)相對(duì)于皮帶向前運(yùn)動(dòng)，可知P點(diǎn)相對(duì)于皮帶有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢，則甲輪上的P點(diǎn)受到的靜摩擦力方向向后，即與甲輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；再假設(shè)皮帶與乙輪間沒有摩擦力，則當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，乙輪將會(huì)靜止不動(dòng)，這時(shí)，乙輪邊緣上的Q點(diǎn)相對(duì)于皮帶向后運(yùn)動(dòng)，可知Q點(diǎn)有相對(duì)于皮帶向后運(yùn)動(dòng)的趨勢，故乙輪上Q點(diǎn)所受摩擦力向前，即與乙輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同．【答案】B10．一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)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【解析】當(dāng)木塊受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，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Ff