专题(03)重力 弹力 摩擦力(解析版)

2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破

专题（03）重力弹力摩擦力（解析版）

一、重力基本相互作用

1．重力的理解

(1)产生：由于地球吸引而使物体受到的力．

(2)大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量．

(3)方向：总是竖直向下的．

(4)重心：其位置与物体的质量分布和形状有关．

(5)重心位置的确定

质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用两次悬挂来确定．

2．基本相互作用

(1)万有引力

(2)电磁相互作用

(3)强相互作用

(4)弱相互作用

【自测1】下列关于重力和重心的说法正确的是()

A．物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力

B．重力的方向总是指向地心

C．用细线将重物悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上

D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上

【答案】C

二、弹力

1．形变与弹性形变

(1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变．

(2)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变．

(3)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度．

2．弹力

(1)定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．

(2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变．

(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反．

3．胡克定律

(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．

(2)表达式：F＝kx.

说明：k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．

x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．

【自测2】(多选)下列说法正确的是()

A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的

B．拿一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于竹竿发生形变产生的

C．绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向

D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的

【答案】BCD

三、摩擦力

1．静摩擦力与滑动摩擦力

2.动摩擦因数

(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，滑动摩擦力和正压力的比值．μ＝F f

F N.

(2)决定因素：接触面的材料和粗糙程度．

【自测3】(多选)关于摩擦力，以下说法中正确的是()

A．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用

B．静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用

C．正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变

D．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上

【答案】CD

命题热点一：弹力的分析和求解

1．弹力有无的判断“三法”

(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．

(2)假设法：假设两个物体间弹力不存在，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，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．

2．弹力方向

3．弹力大小计算的三种方法

(1)根据力的平衡条件进行求解．

(2)根据牛顿第二定律进行求解．

(3)根据胡克定律进行求解(弹簧弹力)．

模型一物体与物体间的弹力

【例1】(多选)如图1所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()

图1

A．球一定受墙的弹力且水平向左

B．球可能受墙的弹力且水平向左

C．球一定受斜面的弹力且垂直于斜面向上

D．球可能受斜面的弹力且垂直于斜面向上

【答案】BC

【解析】铁球处于静止状态，当F较小时，球的受力情况如图甲所示，当F较大时，球的受力情况如图乙所示，故B、C正确．

【变式1】如图2所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在A、B上，D物体悬挂在线的下端时线恰好竖直，且D物体与斜面接触．若接触面均光滑，所有物体均静止，下列说法中正确的是()

图2

A．A对B的弹力方向水平向右

B．C对地面的压力大小等于C的重力

C．D对斜面没有压力作用

D．斜面对D的支持力垂直斜面向上

【答案】C

【解析】物体接触并产生弹性形变时就能产生弹力作用，无法直接判断有无形变时，可用假设法．若A、B 间有弹力作用，则A、B不能保持静止状态，所以A和B之间没有弹力，A错误；C对A、B产生向下的压力作用，对地面并不产生压力，B错误；如果去掉斜面，D物体仍然静止，保持原来的状态，所以D与斜面之间没有弹力作用，C正确，D错误．

模型二绳的弹力

【例2】如图3所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另

一端与小球相连．小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60°，则轻绳对小球的拉力大小为(重力加速度为g)()

图3

A．2mg B.3mg C．mg D.

3

2mg

【答案】C

【解析】对B点处的小球受力分析，如图所示，则有

F T sin 60°＝F N sin 60°

F T cos 60°＋F N cos 60°＝mg

解得F T＝F N＝mg，故C正确．

模型三弹簧的弹力

【例3】如图4所示，小球a的质量为小球b的质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态．轻弹簧A与竖直方向的夹角为60°，轻弹簧A、B的伸长量刚好相同，则下列说法正确的是()

图4