文档内容
考点 05 重力、弹力和摩擦力
（核心考点精讲精练）
1. 5年真题考点分布
2023•全国甲卷•T19
2023•山东卷•T2
重力、弹力和摩擦力
2023•浙江卷1月•T4
2020·北京卷·T11
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查：以选择性的形式出现较多，掌握重力、弹力和摩擦力的概念，尤其是
弹力有无，摩擦力的方向是考查重点。
【备考策略】
1.掌握重力的大小、方向及重心的概念.
2.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.
3.会判断摩擦力的方向，会计算摩擦力的大小．
【命题预测】
受力分析是重点，三个力的概念及其应用考向 1 重力和重心
1.对重力的理解
（1）大小：G＝mg，g与物体在地球上的位置有关，与环境和运动状态无关。
（2）方向：总是竖直向下。
注意：在赤道和地球两极，重力方向指向地心；在其他位置，重力方向不指向地心。
2.对重心的理解
（1）重心不是重力的真实作用点，而是重力的等效作用点，重力作用在整个物体上。
（2）重心不是物体上最重的一点，它可以不在物体上，也不一定在物体的几何中心。
（3）重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关。
（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，
水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（ ）
A．水桶自身重力的大小
B．水管每秒出水量的大小
C．水流对桶撞击力的大小
D．水桶与水整体的重心高低
（2023·浙江·模拟预测）关于教材中以下插图的说法正确的是（ ）A．图甲中，载重汽车的中心随着装货多少和装载位置而改变
B．图乙中，重物与小车之间没有摩擦力
C．图丙中，弹簧的劲度系数越大，悬挂相同钩码时弹簧的伸长量也越大
D．图丁中，小朋友沿滑梯下滑过程中，受到重力、支持力、摩擦力和下滑力的作用
考向 2 弹力
1.弹力有无的判断
2.弹力方向的判断
（1）常见模型中弹力的方向3．计算弹力大小的三种方法
公式法 利用胡克定律F＝kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等弹力的计算
平衡法 利用二力平衡的条件计算。例如：平衡的物体所受绳的弹力或杆的弹力
牛顿第二 利用牛顿第二定律求解。先利用牛顿第二定律确定ma的大小和方向，再确定mg的大小和方
定律法 向，利用三角形定则和勾股定理确定弹力的大小和方向。例如：加速运动的物体所受杆的弹力
【特别提醒】
1、轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较
轻绳 轻杆 弹性绳 轻弹簧
图示
受外力作用时形 拉伸形变、压缩 拉伸形变、压缩
拉伸形变 拉伸形变
变的种类 形变、弯曲形变 形变
受外力作用时形
微小，可忽略 微小，可忽略 较大，不可忽略 较大，不可忽略
变量大小
既能沿着杆，也 沿着弹簧，指向
沿着绳，指向 沿着绳，指向绳
弹力方向 可以与杆成任意 弹簧恢复原长的
绳收缩的方向 收缩的方向
角度 方向
2、“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题
1．活结：当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，绳上的力是相等的，即滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，
如图甲所示，滑轮B两侧绳的拉力相等。
2．死结：若结点不是滑轮，而是固定点时，称为“死结”结点，则两侧绳上的弹力不一定相等，如图乙，
结点B两侧绳的拉力不相等。
3．动杆：若轻杆用光滑的转轴或铰链连接，当杆平衡时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则杆会转
动。如图乙所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向。
4．定杆：若轻杆被固定，不发生转动，则杆受到的弹力方向不一定沿杆的方向，如图甲所示。（2023·山东·统考高考真题）餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬
挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升
高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性
限度内，每根弹簧的劲度系数为（ ）
A．10N/m B．100N/m C．200N/m D．300N/m
（2023·陕西·统考二模）在港珠澳大桥建设中，将数根直径为22米、高为40.5米的空心钢筒打入海底围成
人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录。一根钢筒的重力为G，由起重机用8根对称分布的、长为22米的钢
索将其吊起，处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．钢筒受到8个力的作用
B．每根钢索受到的拉力大小为
C．钢筒的重心可能在钢筒上
D．若将钢筒加速吊起，则钢筒处于失重状态考向 3 摩擦力
1．“三法”判断静摩擦力的有无及方向
假设法
状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，通过受力分析确定静摩擦力的方向
先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到
转换对象法
的静摩擦力方向
2．计算摩擦力大小的“四点”注意
(1)首先分析物体的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力．
(2)滑动摩擦力的大小可以用公式F＝μF 计算，而静摩擦力没有公式可用，只能利用平衡条件或牛顿第二
f N
定律列方程计算．这是因为静摩擦力是被动力，其大小随状态的变化而变化，介于0～F 之间．
fmax
(3)“F＝μF ”中F 并不总是等于物体的重力．
f N N
(4)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关．
3．计算摩擦力大小的思维流程
（2020·北京·统考高考真题）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感
器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的 图像如图
乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．实验中必须让木板保持匀速运动B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
（2023秋·四川绵阳·高三三台中学校考开学考试）在研究物体的摩擦力的影响因素的过程中，先猜想摩擦
力可能与物体的接触面积、运动速度、压力、粗糙程度等因素有关。然后进行实验探究。
（1）甲、乙两图是研究摩擦力的两种方案，A为矩形木块（多个相同），B为木板（或玻璃板），C为测
力计，实验中采用 方案便于操作；
②如下表是实验数据记录的情况：
木板 玻璃板 玻璃板（1个木块） 木板（1个木块）
1个木块 2个木块 1个木块 速度大 速度小 木块平放 木块侧放
测 力
0.5N 1.0N 0.3N 0.3N 0.3N 0.5N 0.5N
计
（2）由上述的实验数据试回答：
①本实验采用的研究方法( )
A．理想模型法 B．等效法 C．控制变量法 D．逻辑推理法
②通过实验关于对摩擦力的认识( )
A．物体所受的摩擦力的大小与物体的运动快慢程度有关
B．动摩擦因数由物体的材料、接触面的粗糙程度决定，与接触面积无关
C．摩擦力的方向总与物体的运动方向在同一直线上，它对物体总是做负功
D．静止的物体不能受到滑动摩擦力的作用
考向 4 摩擦力的突变问题
当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力
之间的相互转化。常见的摩擦力突变模型如下：
分类 诠释
“静—静”突变 当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体仍保
持静止，而所受静摩擦力发生“突变”，则“突变”点
是静摩擦力为零时
物体放在粗糙水平面上，作用在物体上的水平力F从零
“静—动”突变
逐渐增大，当物体开始滑动时，物体受水平面的摩擦力
由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力“动—静”突变
滑块以v 冲上斜面做减速运动，当到达某位置时速度减
0
为零而后静止在斜面上，滑动摩擦力“突变”为静摩擦
力
“动—动”突变
某物体相对于另一物体滑动的过程中，若相对运动方向
变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”，“突变”点为
两物体相对速度为零时
（2023·全国·模拟预测）如图所示，倾角为θ=37°的斜面P放在光滑水平面上，质量为m=2kg的物块Q置
于斜面上，用水平力F推斜面，使P、Q保持相对静止，共同向左做a=10m/s2的匀加速直线运动，求：
（1）斜面对物块的支持力N和摩擦力f的大小和方向；
（2）斜面和物块间的动摩擦因数μ至少是多大?
（多选）（2023·甘肃张掖·高台县第一中学校考模拟预测）一辆货车运输规格相同的长木板，木板装载成
两层平放在车厢里，如图所示。已知木板间的动摩擦因数为μ，木板与车厢间的动摩擦因数为2μ，假设最
大静摩擦力等于滑动摩擦力，货车为了躲避横穿公路的行人紧急刹车，刹车时的加速度大小为 a，每块木
板的质量均为m，重力加速度为g，上层木板最前端离驾驶室距离为d，则下列判断正确的是（ ）
A．当a>μg时，上层木板会与下层木板发生相对滑动
B．当a=1.5μg时，下层木板受到车厢对它的摩擦力为3μmg
C．若a>2μg，下层木板一定会相对车厢发生滑动
D．若a=2μg，要使货车在紧急刹车时上层木板不撞上驾驶室，货车在水平路面上匀速行驶的速度应不超
过2
【基础过关】1．（2023·海南海口·海南华侨中学校考一模）2022年11月第22届世界杯在卡塔尔举行，阿根廷队爆冷
1:2输给沙特队。图为某球员准备罚任意球时，一脚用力踩在足球上面，让足球保持静止，下列说法正确
的是（ ）
A．静止的足球受到的合力竖直向下
B．如果足球气打得足一点，足球可能不发生形变
C．静止的足球可能受4个力的作用
D．脚对足球的压力是由足球发生弹性形变引起的
2．（2023·陕西·校联考模拟预测）两只完全相同的蚂蚁在轮胎内外表面爬，当两只蚂蚁爬到图示位置时保
持静止，角 大于角 。已知轮胎材料相同，轮胎与蚂蚁之间动摩擦因数为 ，蚂蚁质量 ，重力加速度
取 ，下列说法正确的是（ ）
A． 处蚂蚁受到的支持力比 处蚂蚁大
B． 处蚂蚁受到的摩擦力比 处蚂蚁大
C． 处的蚂蚁受到的摩擦力大小为
D． 处的蚂蚁受到的摩擦力大小为
3．（2023·广东·模拟预测）救援机器人的手臂前端装有铁夹。在某次救援活动中，救援机器人用铁夹抓着
一个重力为G的水泥制品，使之保持静止状态，铁夹与水泥制品及水泥制品间的接触面竖直，如图所示。
若水泥制品受铁夹的最小压力为N时，才能使水泥制品不滑出铁夹，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（
）
A．铁夹对水泥制品的压力是因为水泥制品发生了形变
B．铁夹对水泥制品的摩擦力和水泥制品对铁夹的摩擦力是一组平衡力C．铁夹与水泥制品间动摩擦因数
D．铁夹与水泥制品间动摩擦因数
4．（2023·重庆·模拟预测）如图，水平桌面上放置一个质量为m的杯子，用两个水平拉力拉一根穿过杯子
把手的橡皮筋，杯子处于静止状态。杯子与桌面间的动摩擦因数为μ，不计橡皮筋与把手间的摩擦，重力
加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．杯子受到桌面的摩擦力一定为μmg
B．杯子受到桌面的摩擦力大于其中一个拉力
C．增大拉力，杯子受到桌面的摩擦力一定不变
D．增大两个水平拉力的夹角，则拉动杯子需要的力更大
5．（2023·浙江金华·统考三模）“倒立”可以利用地球引力对人体进行牵引和拉伸，可以帮助青少年保持
良好体形，有助于增高，促进大脑发育，提高记忆力。照片展示的是义乌某中学一位学生在宿舍中练习
“靠墙倒立”的情景，宿舍的地面水平粗糙，墙面光滑竖直。针对照片下列同学的分析判断中正确的是（
）
A．地面对人的作用力与人对地面的压力是一对相互作用力
B．墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对平衡力
C．人对地面的压力是因为地面发生形变产生的
D．人体的重心位置可能在身体的外部
6．（多选）（2023·全国·高三专题练习）两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确
的是（ ）
A．一定有弹力，但不一定有摩擦力
B．如果有弹力，不一定有摩擦力
C．如果有摩擦力，则一定有弹力
D．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比7．（多选）（2023春·湖南长沙·高三长郡中学校考期末）如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，
两球可视为质点，用三根完全相同的轻弹簧固连着，在水平拉力 F下均处于静止状态，k 弹簧位于竖直方
1
向，则有关说法正确的是（ ）
A．B球必受四个力作用
B．k、k 弹簧长度一样长
2 3
C．k 弹簧没有发生形变
3
D．k 弹簧最长
2
【能力提升】
8．（2023·山东·模拟预测）一本质量为M的书平放在水平桌面上，将一张A4纸夹在书页间，如图所示。
A4纸与书页间的动摩擦因数为μ ，书与桌面间的动摩擦因数为μ ，μ = 3μ 。现有一水平向右的力作用于
1 2 1 2
A4纸上，若要使书一同运动，A4纸上面书页的质量m应满足（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A4纸的质
量忽略不计）（ ）
A． B． C． D．
9．（2023春·重庆沙坪坝·高二重庆一中校考期中）如图，某同学用一根劲度系数为k的轻质弹簧测量物块
与水平面间的动摩擦因数。将弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端与物块连接，物块置于水平面上，弹簧
与地面平行。改变物块在水平面上的位置，发现物块只能在 A、B两点间保持静止，测得A、B两点到竖直
挡板的距离分别为d 、d ，物块的质量为m，当地重力加速度为g，则物块与水平面间的动摩擦因数为（
1 2
）
A． B． C． D．
10．（2023秋·天津滨海新·高三天津市滨海新区塘沽第一中学校考期末）靠墙静蹲是一种流行的健身运动，
除了靠墙的静蹲，背靠瑞士球的静蹲也很流行。如图，一女士借助瑞士球做靠墙静蹲运动，女士后背部保
持挺直且倚靠在瑞士球上，瑞士球则倚靠在竖直墙面上，此时女士和瑞士球都处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．瑞士球总共受到3个力作用
B．女士的脚不受地面的摩擦力作用
C．墙受到的弹力是球对墙的压力和女士对墙的压力之和
D．女士对瑞士球的弹力是由于女士的背部发生形变产生的
11．（2023·广东茂名·茂名市第一中学校考三模）2023年春节，为增加节日的喜庆气氛，某街道两旁用如
图所示的装置挂上了大红灯笼。 、 为轻绳，OA与竖直墙壁的夹角为53°，OB为轻弹簧，弹簧的劲
度系数为1000N/m，弹簧处于水平方向上，已知灯笼质量为 ， ，重力加速度大小 g取
，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态
B．弹簧和轻绳OA对O点的作用力大小为30N
C．弹簧的形变量为8cm
D．轻绳OA上的弹力大小为50N
12．（2023春·辽宁鞍山·高二校联考期末）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
13．（2023·浙江金华·模拟预测）筷子是中华饮食文化的标志之一、如图所示，用筷子夹质量为m的小球
处于静止，筷子均在竖直平面内，且筷子甲与竖直方向的夹角为 ，乙始终竖直。忽略小球与筷子之间的
摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．筷子对小球的合力大于重力
B．筷子甲对小球的弹力是因为小球发生了形变
C．减小 ，乙和甲对小球的弹力都增大
D．增加 （不超过 ），甲对小球的弹力先减小后增大
14．
（2023·湖南·校联考模拟预测）如图所示，一半球形的碗放在水平桌面上，O点为其球心，一昆虫从碗低
沿碗的内表面缓慢向上爬，昆虫缓慢向上爬的过程中（ ）
A．昆虫对碗的压力逐渐增大
B．昆虫对碗的摩擦力逐渐减小
C．昆虫与碗间的摩擦力是滑动摩擦力
D．昆虫不可能爬出该碗
15．（2023·江苏盐城·阜宁县东沟中学校考三模）做惯性演示实验时，小刚将一张白纸平放在水平桌面上，
在白纸的上面水平放置一个黑板擦，用力把白纸快速抽出，黑板擦几乎不动，但细心的小刚发现，黑板擦
在桌上水平前进了一小段距离，对于这种现象，下列说法中正确的是（ ）
A．将白纸快速抽出，黑板擦受到与运动方向相反的摩擦力
B．将白纸快速抽出，白纸给黑板擦的摩擦力对黑板擦做了正功
C．如果以较小速度抽出白纸，黑板擦往前运动的加速度将会变小D．如果以较小速度抽出白纸，黑板擦所受的摩擦力的冲量将会变小
16．（2023·山东·高三专题练习）一本质量为m的书平放在水平桌面上，将一张A4纸夹在书页间，如图所
示。已知书与桌面间的动摩擦因数为μ，A4纸与书页间的动摩擦因数为4μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
A4纸的质量忽略不计。现有一水平向右的力F作用于A4纸上，若要使书与A4纸一起运动，则A4纸上面
书页的质量应至少大于（ ）
A． B． C． D．
17．（多选）（2023·全国·高三专题练习）中国的杂技艺术种类繁多、底蕴深厚。如图所示，男、女演员
均处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．男演员对女演员的作用力竖直向上
B．女演员对男演员的作用力斜向左下方
C．男演员对地面有向右的摩擦力作用
D．男演员对地面的作用力等于两人的总重力
18．（多选）（2023·云南保山·统考三模）无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面，如图甲所示为科创
小组某同学手握手机（手不接触充电宝），利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始
在竖直方向上的一次变速运动过程（手机与充电宝始终相对静止），记录的加速度a随时间t变化的图像
如图乙所示（规定向上为正方向），t 时刻充电宝速度为零，且最终处于静止状态。已知无线充电宝质量
2
为 0.2kg，手机与充电宝之间的动摩擦因数 μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g 取
10m/s2，在该过程中下列说法正确的是（ ）A．充电宝受到的静摩擦力的最大值为1.0N
B．t 时刻充电宝受的摩擦力大小为0.4N
3
C．充电宝在t 与t 时刻所受的摩擦力方向相反
2 3
D．充电宝与手机之间的吸引力大小至少为10N
19．（多选）（2023·安徽·模拟预测）如图甲，一个物块放在水平面上，在两个恒力 作用下做匀速
直线运动。 时刻，其中某个力发生变化，大小随时间的变化关系如图乙所示，在 时间内
（ ）
A．若变化的是 ，物块运动的加速度可能均匀减小
B．若变化的是 ，地面对物块的摩擦力可能先不变后均匀减小
C．若变化的是 ，物块可能做匀加速直线运动
D．若变化的是 ，地面对物块的摩擦力可能均匀减小
20．（多选）（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）如图所示，质量为1kg的物块放置于矩形
木箱中，弹簧测力计水平，一端固定在木箱上，另一端钩住物块，当物块和木箱均静止在水平面上时，弹
簧测力计示数为1.0N，下列说法正确的是（ ）
A．若木箱以 水平向左做匀加速运动，弹簧测力计的示数可能仍为1.0N
B．若木箱以 水平向右做匀加速运动，弹簧测力计的示数可能仍为1.0N
C．若木箱以 竖直向上做匀加速运动，弹簧测力计的示数一定仍为1.0N
D．若木箱以 竖直向上做匀减速运动，弹簧测力计的示数一定仍为1.0N
【真题感知】
21．（多选）（2023·全国·统考高考真题）用水平拉力使质量分别为 、 的甲、乙两物体在水平桌面
上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为 和 。甲、乙两物体运动后，所受拉
力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（ ）A． B． C． D．
