新高考物理一轮复习重难点练习专题03 重力 弹力 摩擦力（2份打包，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理一轮复习重难点练习专题03 重力 弹力 摩擦力（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考物理一轮复习重难点练习专题03重力弹力摩擦力原卷版doc、新高考物理一轮复习重难点练习专题03重力弹力摩擦力解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
掌握重力的大小、方向及重心的概念.
掌握弹力的有无、方向的判断及弹力大小的计算方法，理解并掌握胡克定律.
会判断摩擦力的方向，会计算摩擦力的大小．
考点一 重力和重心
1．力
(1)定义：力是一个物体对另一个物体的作用．
(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)．
(3)性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征．
2．重力
(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．
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，可用弹簧测力计测量．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：总是竖直向下．
(4)重心：物体的各部分都受重力作用，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；物体的质量分布．
②不规则薄板形物体重心的确定方法：悬挂法．
注意：重心的位置不一定在物体上．
【典例1】（2022·黑龙江·大庆中学高三开学考试）关于重心及重力，下列说法正确的是（ ）
A．据G=mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大
B．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力
C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下
D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变
【答案】A
【解析】A．当两物体所处的地理位置不同时，重力加速度g值不同，故而质量较大的物体的重力不一定较大，故A正确；
B．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，是因为物体在水中受到竖直向上浮力的作用，从而减小了弹簧的型变量，使得弹簧测力计示数减小，但物体的重力并没有发生改变，故B错误；
C．重力的方向总是竖直向下，故C错误；
D．物体重心的位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心位置可能改变，故D错误。
故选A。
考点二 弹力
1．弹力
(1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用．
(2)产生条件：
①物体间直接接触；
②接触处发生形变．
(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
(1)条件法：根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变．
(2)假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处没有弹力；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．
3．接触面上的弹力方向判断
4.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，用共点力平衡来计算弹力．
(3)物体不平衡时应用牛顿第二定律计算弹力．

轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较
【典例2】（2020·内蒙古·高三训练）在图中，A、B两物体之间一定有弹力作用的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】A．该图中细线竖直，则A球只受重力和细线的拉力，不受B的支持力，选项A错误；
B．该图中物体A受向下的重力，细线斜向上的拉力以及B对A的弹力，选项B正确；
C．该图中AB虽然接触，但是无形变，则两球之间无弹力，选项C错误；
D．该图中两细线竖直，则两球只受重力和细线的拉力作用，两球之间无弹力，选项D错误。
故选B。
【典例3】（2020·全国·高三课时练习）如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为 SKIPIF 1 < 0 的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（ ）
A．大小为2N，方向平行于斜面向上B．大小为2N，方向垂直于斜面向上
C．大小为2N，方向竖直向上D．大小为1N，方向沿杆的切线方向
【答案】C
【解析】要注意活动杆的弹力一定沿着杆，而固定杆的弹力可以沿任意方向。对小球受力分析，小球受到重力G和弹性杆对小球的弹力F，由于小球处于静止状态，弹力与重力平衡，故弹性杆对小球的弹力方向应竖直向上，大小为
F＝G＝2N
故ABD错误，C正确。
故选C。
【典例4】（2022·贵州·高三阶段练习）如图所示，劲度系数为k、原长为x0的轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端悬挂一物块。静止后弹簧的长度为x（弹簧未超过弹性限度），此时弹簧弹力的大小（ ）
A．FkxB．Fkx0C．Fk(xx0)D．Fk(xx0)
【答案】C
【解析】由胡可定律可得，弹簧弹力的大小为
SKIPIF 1 < 0
故选C。
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，在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力．
2．产生条件
(1)接触面粗糙．
(2)接触处有压力．
(3)两物体间有相对运动或相对运动的趋势．
3．方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反．
4．大小
(1)滑动摩擦力：Ff＝μFN，μ为动摩擦因数；
(2)静摩擦力：0L，则在小物块从B运动到A的过程中（ ）
A．小物块受到的滑动摩擦力保持不变
B．小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小
C．小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大
D．小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大
【答案】C
【解析】对小物块受力分析
因为L0>L，设弹性轻绳开始原长到A点的伸长量为x0，则在A点物块对地面的压力
SKIPIF 1 < 0
设在B点绳子与竖直方向的夹角为θ，则物块在B点弹性轻绳中的张力
SKIPIF 1 < 0
则物块在B对地面的压力为
SKIPIF 1 < 0
则从B点到A点物块对地面正压力的变化量为
SKIPIF 1 < 0
小物块从B运动到A的过程中，绳与竖直方向的夹角θ减小， SKIPIF 1 < 0 增大，物块对地面正压力的变化量 SKIPIF 1 < 0 增大，由 SKIPIF 1 < 0 可知，小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大。
故选C。
二、填空题
11．（2020·湖南岳阳·高三开学考试）一个重为 SKIPIF 1 < 0 的箱子，放在水平面上，受 SKIPIF 1 < 0 的水平推力，箱子未动，这时箱子受到的。摩擦力________（选填“大于”、“等于”或“小于”） SKIPIF 1 < 0 。当水平推力增大到 SKIPIF 1 < 0 时，箱子恰好做匀速直线运动。当水平推力增大到 SKIPIF 1 < 0 时，箱子受到的摩擦力为________N。
【答案】 等于 SKIPIF 1 < 0
【解析】[1] 箱子放在水平面上，受 SKIPIF 1 < 0 的水平推力，箱子未动，根据平衡条件，摩擦力和水平推力平衡，大小等于 SKIPIF 1 < 0 ；
[2] 当水平推力增大到 SKIPIF 1 < 0 时，箱子恰好做匀速直线运动，根据平衡条件，滑动摩擦力等于 SKIPIF 1 < 0 。当水平推力增大到 SKIPIF 1 < 0 时，受到的滑动摩擦力不变，大小等于 SKIPIF 1 < 0 。
12．（2021·福建宁德·高三模拟）一根轻质弹簧，当它上端固定、下端悬挂重为 SKIPIF 1 < 0 的物体时，长度为 SKIPIF 1 < 0 ；当它下端固定在水平地面上，上端压一重为 SKIPIF 1 < 0 的物体时，其长度为 SKIPIF 1 < 0 ，则轻质弹簧的原长是__________；劲度系数是__________。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【解析】[1][2]设弹簧原长为L0，劲度系数为k，由题意根据胡克定律可得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
联立解得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
三、解答题
13．（2020·湖南岳阳·高三开学考试）如图所示，一物体静止在斜面上，请你画出物体所受重力G及物体对斜面压力F的示意图。
【答案】
【解析】根据长方体对角线的交点确定出重心，然后过物体重心画带箭头的线段，方向竖直向下，即重力示意图。在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用画垂直于斜面、带箭头的线段即压力示意图。
14．（2022·江苏连云港·高三模拟）竖直悬挂的弹簧原长为15.0cm，加挂200g的钩码后静止时弹簧的总长度为20.0cm，弹簧未超过弹性限度，g取10m/s2，求：。
（1）弹簧的劲度系数；
（2）取下100g钩码后，静止时弹簧的总长度为多少？
【答案】（1）40N/m；（2）17.5cm
【解析】（1）根据胡克定律
F=kx
mg=k（L1-L0）
解得
k=40N/m
（2）取下砝码后
m′g=k（L2-L0）
L2=17.5cm
15．（2021·云南·罗平县第五中学高三训练）如图所示，一根质量不计弹簧自由长度为20cm，一端固定于质量 SKIPIF 1 < 0 的物体上，在另一端施加一水平拉力F。若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至22cm时，物体恰好匀速运动。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取 SKIPIF 1 < 0 ，弹簧在弹性限度内）
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）若将弹簧拉长至21cm时，稳定后物体受到的摩擦力大小为多少？
（3）若将弹簧拉长至23cm时，物体受到的摩擦力大小为多少？
（4）若运动过程中突然撤去拉力，此时物体受到的摩擦力大小为多少？
【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2）2N；（3）4N；（4）4N
【解析】(1)物体匀速运动时，根据平衡条件有
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
(2)弹力
SKIPIF 1 < 0
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
SKIPIF 1 < 0
故此时物体静止，所受摩擦力大小
f1=F1=2N
(3)弹力
SKIPIF 1 < 0
物体运动，此时所受到的摩擦力大小为
SKIPIF 1 < 0
(4)撤去拉力时，物体运动过程中受到的是滑动摩擦力，大小为
SKIPIF 1 < 0
面与面
点与面
点与曲面
曲面与平面
垂直于接触面
垂直于接触面
垂直于切面
垂直于平面
轻绳
轻杆
弹性绳
轻弹簧
图示
受外力作用时形变的种类
拉伸形变
拉伸形变、压缩形变、弯曲形变
拉伸形变
拉伸形变、压缩形变
受外力作用时形变量大小
微小，可忽略
微小，可忽略
较大，不可忽略
较大，不可忽略
弹力方向
沿着绳，指向绳收缩的方向
既能沿着杆，也可以跟杆成任意角度
沿着绳，指向绳收缩的方向
沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向