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专题06 力的概念及常见的三种力
题型一 重力......................................................................................................................................................3
题型二 弹力......................................................................................................................................................5
题型三 摩擦力..................................................................................................................................................8
课时精练..........................................................................................................................................................12
【基础回顾】
一、力 重力
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.
二、弹力
1.弹力
(1)定义:发生弹性
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接触处发生弹性
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
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
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.
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:0<F≤Fmax.
5.弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩
擦力.
题型一 重力
1.对重力的理解
(1)重力不是万有引力,而是万有引力的一个分力。
(2)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。
(3)方向:总是竖直向下。
(4)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。
【例题精讲】
1.(2025 秋•宜春期末)如图为小朋友常玩的一种叫“平衡鸟”的玩具,把鸟嘴放在手指
或其他支点上,静止时,它的身体都能保持水平,像鸟儿飞翔一样,则“平衡鸟”的重心
在( )
A.鸟尾上
B.鸟嘴上
C.鸟的一个翅膀上
D.鸟的腹部
2.(2025 秋•绍兴期末)如图,机器人正展现中国功夫“720 度空中回旋踢”,关于该机
器人,下列说法正确的是( )
A.在地球上不同位置受到的重力大小相等
B.空中回旋踢时重心可能在其身体外
C.空中回旋踢时重心位置始终保持不变
D.跳起的过程中,它对地面压力小于地面对它的支持力
3.(2025 秋•连云港期末)如图所示,欹器(qīqì)是中国古代一种具有特殊力学结构的
盛水器。其特性为“虚则欹,中则正,满则覆”,即空置时倾斜,注水至半则直立,注满
即倾。决定欹器翻转的主要因素是( )
A.欹器自身重力的大小
B.欹器中水重力的大小
C.水流对欹器撞击力的大小
D.欹器与水整体重心的高低
4.(2025 秋•海门区校级月考)下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A.重力的方向指向地心
B.把一个物体从乳山移到上海,重力大小不变
C.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
D.用线竖直悬挂的物体静止时,线所在的直线一定通过重心
5.(2026•江苏模拟)一质量均匀分布的金属丝,弯成如图所示半圆形,则其重心位置可
能在图中的( )
A.M 点
B.N 点
C.P 点
D.Q 点
(多选)6.(2025 秋•广州期中)一个易拉罐由于磕碰,底部边缘有处凹陷。在空易拉罐
中注入少量的水后,将易拉罐凹陷处与桌面接触放置在水平桌面上,结果易拉罐“倾而不
倒,如图所示。下列说法正确的是( )
A.注水后,易拉罐的重心位置升高了
B.易拉罐重力的作用线垂直于水平面向下
C.桌面对易拉罐的弹力一定垂直于桌面
D.若将空易拉罐剪去上半部,则其重心位置降低了
(多选)7.(2025 秋•重庆期中)如图所示为某实心球所受重力的图示,下列说法正确的
是( )
A.实心球受到的重力就是地球对实心球的引力
B.实心球的重力大小为20N、方向竖直向下,其方向与实心球运动的状态无关
C.物体的重心一定在物体上,图中的O 点是实心球的重心,即所受重力的实际作用点
D.质地均匀且形状规则的物体,重心一定在其几何中心上
题型二 弹力
1.判断弹力有无的三种方法
条件法
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断,多用来判断形变较
明显的情况
假设法
对形变不明显的情况,可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,则此处不存在弹力;若运动状
态改变,则此处一定存在弹力。
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是
否存在弹力。
2.弹力方向的判断
(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。
(2)常见的几种弹力方向的判断
(3)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
【例题精讲】
1.(2025 秋•沈河区校级期末)我国新开辟的北极航道上采取了一种破冰方式:坚固的破
冰船滑上冰层借助自身重力破冰。在船头相对冰层向上滑动时,船头对冰层的作用力方向,
可能是( )
A.a
B.b
C.c
D.d
2.(2026•浙江一模)质量均匀的钢管,一端支在粗糙的水平地面上,另一端被竖直绳悬
挂着(如图所示),下列钢管受力示意图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025 秋•昌都市期末)下列对图中弹力的判断说法正确的是( )
A.图甲中,小球随车厢一起向右匀速直线运动,车厢左壁对小球有弹力
B.图乙中,小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上,斜面对小球有弹力,该弹力是由小
球形变引起
C.图丙中,小球被a、b 两轻绳悬挂着处于静止,其中a 绳竖直,对小球有弹力,该弹力
由a 绳形变引起;b 绳对小球无弹力
D.图丁中,两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,则两球间有弹力
4.(2025 秋•济南期末)如图所示,竖直悬挂一原长l0=20cm 的轻弹簧。保证弹簧始终在
弹性限度内,给弹簧下端施加竖直向下的拉力F1=15N,稳定后弹簧长度l1=24cm;给弹
簧下端施加竖直向上的推力F2=30N,稳定后弹簧长度l2为( )
A.10cm
B.12cm
C.16cm
D.18cm
5.(2025 秋•安康期末)如图所示,一根轻弹簧下端系着小球,小明用手托住小球,使弹
簧处于压缩状态,然后将小球由静止释放,小球下落到最低点的过程中,弹簧始终在弹性
限度内,下列说法正确的是( )
A.小球到最低点时速度为零,加速度为零
B.小球的加速度先增大后减小
C.小球的速度先增大后减小,当弹簧恢复原长时,速度达到最大
D.小球的速度先增大后减小,当小球加速度为零时,速度达到最大
(多选)6.(2025 秋•兰州期末)如图所示,为一个轻质弹簧的长度和弹力大小的关系,请
根据图像判断,下列正确的结论是( )
A.弹簧的劲度系数为100N/m
B.弹簧的劲度系数为200N/m
C.弹簧的原长为6cm
D.弹簧伸长0.02m 时,弹力的大小为4N
(多选)7.(2025 秋•东胜区校级期末)下列情境中关于球所受弹力的描述,正确的是(
)
A.甲图中,反弹出去的篮球在空中运动时,受到沿运动方向的弹力作用
B.乙图中,竖直细线悬挂的小球静止在光滑斜面上时,斜面对小球的弹力为0
C.丙图中,静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力
D.丁图中,静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力
题型三 摩擦力
1.滑动摩擦力方向的确定
滑动摩擦力的方向总与物体相对运动方向相反,“相对”是指“相对接触的物体”,与
相对地面的运动方向可能相反,也可能相同。
2.静摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法
(2)状态法
先判断物体的状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F 合=ma)确定合力,然后通
过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。
(3)牛顿第三定律法
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
到的静摩擦力方向。
【例题精讲】
1.(2026•永修县校级开学)“冬至大如年,人间小团圆”,冬至是二十四节气中一个重要
的节气,为迎接冬至的到来,学校举行了“妙手写春联,巧手迎福至”活动。如图所示,
某同学在红纸上写“福”字,红纸平铺在水平桌面上,并用“镇纸”压住红纸防止打滑,
整个书写过程中红纸始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.写字时,静止的红纸不受摩擦力
B.写字时,静止的“镇纸”与红纸之间没有摩擦力
C.向右行笔时,毛笔对红纸的摩擦力方向向左
D.写字时,“镇纸”越重,桌面与红纸之间摩擦力越大
2.(2025 秋•包河区校级期末)图1 所示为某超市的倾斜式自动人行道,将顾客随自动人行
道上行的情境简化为图2 所示的示意图。若运动过程中顾客与自动人行道始终保持相对静
止,下列说法正确的是( )
A.自动人行道减速向上运行的过程中,顾客一定受重力、支持力和静摩擦力
B.自动人行道减速向上运行的过程中,顾客受摩擦力方向一定沿人行道向上
C.自动人行道匀速向上运行的过程中,顾客受到的支持力比匀速时小
D.自动人行道加速向上运行的过程中,顾客受到的摩擦力比匀速时大
3.(2025 秋•天津校级月考)如图所示,a、b 两个物体叠放在一起,a 靠在竖直墙壁上,
在方向竖直向上的力F 作用下,a、b 静止不动,则下列说法正确的是( )
A.a 对b 有沿接触面向下的静摩擦力
B.a 对b 的作用力竖直向上
C.a 与墙壁之间可能存在摩擦力
D.a、b 之间不一定存在摩擦力
4.(2025 秋•市中区校级月考)物体A 的质量为1kg,置于水平地面上,物体与地面间的
动摩擦因数为μ=0.2。从t=0 开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平
向左的恒力F=1N 的作用,则下图中能反映物体受到的摩擦力f 随时间变化的图像是(取
向右为正方向,g=10m/s2)( )
A.
B.
C.
D.
5.(2025 秋•沧州期末)如图甲所示,用弹簧测力计将一滑块竖直悬吊,静止时弹簧测力
计的示数为F1=9.8N,图乙中将弹簧测力计固定在左侧挡板上,弹簧测力计的右端用轻绳
与图甲中滑块相连接,然后将滑块放在置于水平面的长木板的上表面,调节轻绳与长木板
平行,现用一向右的外力F 作用长木板上;外力较小时,系统静止,缓慢地增大外力,当
外力F=2.45N 时,长木板刚好从滑块下匀速抽出,这个状态的弹簧测力计示数记为F2。
忽略长木板与水平面间的摩擦力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力。则下列
说法正确的是( )
A.滑块与长木板间的动摩擦因数为0.25
B.F=2N 时,F2=2.45N
C.F=3N 时,F2=3N
D.F<2.45N 时,滑块受滑动摩擦力的作用
(多选)6.(2025 秋•哈尔滨期末)如图a,物块和木板叠放在实验台上,物块的质量为
0.1kg,用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0 时,木
板开始受到一水平外力F 的作用,0~2s 内外力从零逐渐增大,2s~4s 内外力为恒力F0,t
=4s 时撤去外力。细绳对物块的拉力FT随时间t 变化的关系如图b 所示,木板的速度v 与
时间t 的关系如图c 所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。已知重力加速度g=
10m/s2,则( )
A.由图b 可知,最大静摩擦力稍大于滑动摩擦力
B.物块与木板之间的动摩擦因数为0.1
C.木板的质量为1kg
D.F0=0.2N
(多选)7.(2025 秋•辽宁期中)某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。
水平粗糙的实验台上固定着一个力传感器,力传感器与一质量为3.5kg 的物块用轻绳连接,
物块放置在粗糙的长木板上,长木板质量为1.5kg,物块和长木板之间的动摩擦因数与长
木板和实验台之间的动摩擦因数相同。水平向左拉长木板,传感器记录的F﹣t 图像如图
乙所示,重力加速度大小g 取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.当长木板相对物块运动后,物块受到的摩擦力方向向右
B.物块与长木板之间的动摩擦因数约为0.2
C.向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同
D.若长木板滑动后,要使长木板能沿实验台匀速运动(长木板与物块未分离),则向左
拉长木板的力约为17N
课时精练
一.选择题(共23 小题)
1.(2025 秋•沈阳期末)机器狗学名仿生四足机器人,如图所示。随着我国人工智能科技
的飞速发展,机器狗可以完成多种灵活、高难度的动作,下列关于机器狗的叙述正确的是
( )
A.机器狗翩翩起舞时可以看作质点
B.机器狗运动过程中,重心在身体内的位置保持不变
C.机器狗起跳时,地面对它的支持力大于它对地面的压力
D.机器狗用一条腿稳定站立时,地面对机器狗的支持力的作用线通过机器狗的重心
2.(2025 秋•烟台期末)下列说法正确的是( )
A.物体受到的重力就是地球对物体的吸引力
B.物体所受摩擦力的方向一定与其运动方向相反
C.受静摩擦力作用的物体一定与产生该静摩擦力的接触物体保持相对静止
D.弹力是由于受力物体发生形变,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力的作用
3.(2025 秋•罗山县期末)下列情境中关于物体所受力的描述,正确的是( )
A.甲图,反弹出去的足球在空中运动时,受到沿运动方向的弹力
B.乙图,小球随车厢(底部光滑)一起向右做匀加速直线运动,车厢左壁对小球有弹力
C.丙图,A、B 两物体一起在拉力作用下做匀速运动,A 受到水平向右的摩擦力
D.丁图,小球静止,a 绳处于竖直方向,则b 绳对小球有拉力
4.(2025 秋•晋中期末)如图所示,小明用拉力F 拉粗糙水平地面上的箱子,F 与水平方
向的夹角为α,下列说法正确的是( )
A.若在拉力的作用下箱子没有移动,则随着F 的增大,箱子受到的摩擦力变大
B.若在拉力的作用下箱子没有移动,则小明对箱子的拉力和箱子对小明的拉力是一对平
衡力
C.若在拉力的作用下箱子加速前进,则小明对箱子的拉力大于箱子对小明的拉力
D.若仅增大α 角,则小明对箱子拉力的水平分力变大
5.(2025 秋•济南期末)如图所示,一物体在粗糙的水平面上以初速度v0向左压缩弹簧,
t0时刻物体停下,此后静止不动。取水平向左为正方向,则该物体所受的摩擦力随时间变
化的图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6.(2025 秋•石家庄期末)原长为l 的轻弹簧L1,其上端固定在O 点,下端挂质量为m 的
小球A 时,弹簧L1的总长度为1.5l。现将另一相同的弹簧L2挂在小球A 的下端,L2下端
挂质量为2m 的小球B,如图所示。两小球均视为质点,且两弹簧始终都在弹性限度范围
内,则两小球静止时,B 球距O 点的距离为( )
A.3.5l
B.4.0l
C.4.3l
D.4.5l
7.(2025 秋•五华区校级期末)光滑的水平面上叠放有质量分别为m 和m
2 的两个木块,下
方木块与一劲度系数为k 的轻质弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示,已知两
木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统整体一起运动,弹簧的最大形
变量为( )
A.3 f
2k
B.2f
3k
C.2f
k
D.3 f
k
8.(2025 秋•岳阳期末)所受重力为100N 的木箱放在水平地板上,至少要用35N 的水平
推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N 的水平推力,就可以使
木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )
A.木箱与地板之间的最大静摩擦为30N
B.木箱所受的滑动摩擦力为35N
C.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3
D.如果用20N 的水平推力推这个静止的木箱,木箱不受摩擦力作用
二.多选题(共3 小题)
(多选)9.(2024 秋•云南期末)如图所示,质量为m 的儿童在滑梯游戏时从滑板上下滑,
下滑过程视为匀速直线运动,滑板与水平面的夹角为θ,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因
数为μ,重力加速度为g,则儿童下滑过程中所受的摩擦力大小为( )
A.mgsinθ
B.mgcosθ
C.μmgsinθ
D.μmgcosθ
(多选)10.(2025 秋•百色期末)木块A、B 分别重50N 和60N,它们与水平地面之间的
动摩擦因数均为0.25,弹簧被压缩2cm,劲度系数400N/m,系统处于静止状态。现用1N
的水平拉力F 作用在木块B 上,如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A.木块A 受到的摩擦力为8N
B.木块B 受到的摩擦力为9N
C.木块A 受到的摩擦力为12.5N
D.木块B 受到的摩擦力为15N
(多选)11.(2025 秋•哈尔滨校级月考)如图,a、b、c 为三个物块,M、N 为两个轻弹
簧,则可能的状态为:( )
A.可能N 处于拉伸状态,M 处于压缩状态
B.可能M 处于拉伸状态,N 处于压缩状态
C.可能N 为原长,M 被拉伸
D.可能N 被拉伸,M 为原长。
三.解答题(共3 小题)
12.(2026•尧都区校级开学)如图所示,原长分别为L1和L2,劲度系数分别为k1和k2的轻
质弹簧竖直悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为m1的物体,最下端挂着质量为m2的
另一物体,整个装置处于静止状态。
(1)求这时两弹簧的总长;
(2)若用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两弹簧的总长度等于两弹簧
的原长之和,求这时平板对物体的支持力大小。
13.(2026•重庆开学)有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧。如图所示,当笔杆竖直放置时
在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g 的砝码,弹簧压缩2mm。现用此圆珠笔水平推放在水
平桌面上的一本书,当书匀速运动时,按钮压缩量为2.5mm。试求:书与桌面间摩擦力的
大小(g 取10m/s2)。
14.(2025 秋•济南期中)一质量不计的弹簧原长为l0=8cm,一端固定另一端用F1=4N 的
力拉弹簧时,弹簧长度为l1=10cm。现将该弹簧一端固定于质量m=2kg 的物体上,另一
端施加一水平拉力F 如图所示。设弹簧始终在弹性限度内,g 取10m/s2。
(1)求弹簧的劲度系数多大?
(2)当弹簧拉长至l2=12cm 时,物体恰好开始运动,则物体与水平面间的最大静摩擦力
多大?
(3)当用水平力拉着物体匀速运动时,弹簧的长度为l3=11cm,则物体与水平面之间的
动摩擦因数多大?