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第05 讲 三大性质力
目录
01
考情解码·命题预警2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 重力.....................................................................................................................................4
知识点1 重力的概念、大小和方向...................................................................................................4
知识点2 重心..............................................................................................................................................4
考向1 重力和重心的理解........................................................................................................................5
【解题技巧】 v-t 图像问题的分析
考向2 重心的移动....................................................................................................................................6
考点二 弹力.....................................................................................................................................7
知识点1 弹力的产生、大小和方向..........................................................................................................7
知识点2 胡克定律........................................................................................................................8
考向1 弹力有无以及方向的分析..............................................................................................................9
【思维建模】弹力有无的判断方法
考向2 胡克定律的应用............................................................................................................................10
考点三 摩擦力...............................................................................................................................12
知识点1 静摩擦力......................................................................................................................12
知识点2 滑动摩擦力..................................................................................................................12
考向1 静摩擦力有无以及方向的分析....................................................................................................13
考向2 计算静摩擦力................................................................................................................................14
考向3 滑动摩擦力方向的分析................................................................................................................14
【易错提醒】摩擦力有可能是动力也有可能是阻力
考向4 计算滑动摩擦力............................................................................................................................16
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................17
1
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考点要求
考察形式
2024 年
2023 年
2022 年
重力和弹力
选择题
非选择题
浙江卷T9，3 分
摩擦力
选择题
非选择题
广西卷T2，4 分
考情分析：
1．高考对这部分内容的考查，大多以选择题的形式出现，通常情况下难度一般,往往会以实际生活中的例
子或者设定一定的具体问题模型作为试题背景考查知识。
2．从命题思路上看，试题情景为
生活实践类：空心球或者环的重心位置问题，洒水重心变化问题，叠块重心变化问题，有关推物体的摩擦
力分析情景等；
学习探究类：确定物体重心位置的实验探究，静摩擦力和滑动摩擦力有无以及大小和方向的探究分析。
复习目标：
目
一：
标
理解重力及重心的概念，会用二力平衡知
确定重心
识
。
目
二：
标
知道形
的概念及
生
力的条件，知道
力、支持力和
的拉力都是
力，会分析
力的方向
产
弹
弹
弹
变
压
绳
。
目
三：
标
掌握
力有无的判断方法，会分析物体
的
力，理解胡克定律，会利用胡克定律解决有关
弹
弹
题
间
问
。
目
四
标
：知道静摩擦力和滑
摩擦力的概念，能
分析求解摩擦力的大小和方向
动
够
。
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考点一 重力
知识点1 力以及重力的概念、大小和方向
1.力
（1）定义：一个物体对另一个物体的作用。
（2）力的三要素：大小、方向和作用点。
（3）单位：牛顿，简称牛，符号：N。
（4）力使矢量，既有大小，又有方向，在受力分析图中用带箭头的有向线段来表示力。
2.重力
（1）定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
（2）方向：竖直向下。
（3）大小:G= mg，g 是自由落体加速度。
得分速记
重力大小和方向的深入理解
1.重力加速度g 与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g 最小，在两极处，g 最大(同一高度)；海拔越
高，g 越小，海拔越低，g 越大。
2.重力的方向竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地
心。
知识点2 重心
重心
（1）重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于
一点，这一点叫作物体的重心。
（2）决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布。
得分速记
重心的深入理解
1.重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用。
2.重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关，质量分布均匀、形状规则的物体的重心
在其几何中心。
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考向1 重力和重心的理解
例1 （24-25 高一上·福建福州·期中）下列关于重力与重心的说法正确的是（ ）
A．重力就是地球对物体的吸引力，方向总是竖直向下
B．运动的物体不受重力作用
C．同一物体在地球上不同位置受到的重力都相同
D．重心是重力的等效作用点，重心可能不在物体上
【变式训练1】中国结是一种中国特有的手工编织工艺品。一质量为m 的中国结用细绳悬挂于O 点，处于
静止状态，如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．细绳OA 不一定竖直
B．细绳OA 对中国结的拉力大小为
C．中国结的重心一定在细绳OA 所在的直线上
D．中国结所受重力的施力物体是地球，重力的方向总是指向地心
【变式训练2】下列关于重力和重心的说法正确的是（ ）
A．形状规则的物体的重心在几何中心上
B．物体的重心不一定在物体上
C．地球表面所有物体受到的重力方向都相同
D．只有物体的重心才受到重力的作用
【变式训练3】（23-24 高三上·福建厦门·阶段练习）我国2020 珠峰高程测量登山队从珠峰大本营出发，途
经海拔高度分别为5800m 中间营地、8300m 三号营地，于北京时间5 月27 日上午11 时整，成功登顶珠蜂
（如图所示），开始雪深、重力测量等测量作业，下列说法正确的是（ ）
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A．“11 时整”是时间间隔
B．中间营地与三号营地之间的位移是2500m
C．进行测量作业时可以将登山队员看成质点D．同一物体在珠峰峰顶受到的重力比厦门地区小
考向2 分析重心的位置以及移动
例2 （24-25 高一上·福建龙岩·期末）在仰韶文化时期，生活中常用到的工具中有一款“虚则欹、中则正、
满则覆”的汲水瓶，它是古人们对重心知识的巧妙应用。下列有关重力与重心的说法正确的是（ ）
A．汲水瓶和水整体的重心位置一定会随瓶盛水的增加而变高
B．随着汲水瓶盛水量的增加汲水瓶所受重力变小
C．如果把汲水瓶由河南搬到海南，汲水瓶所受重力不会发生改变
D．汲水瓶未装水且静止时所受重力的方向与两条绳子所在的方向交于同一点
【变式训练1】（23-24 高一上·福建莆田·课后作业）在城市楼房的建筑工地上经常见到塔吊，工人师傅在
安装塔吊时，常在塔吊臂的未装滑轮端安装一个大的铁箱，并在铁箱内装入很重的沙子（如图所示），其
主要目的是（ ）
A．为了左右对称，美观
B．增加塔吊重量，防止被风吹得左右摇摆
C．防止沙子不够用，做临时补充
D．使塔吊起吊建材时重心落在竖直固定架上，工作起来更加平衡、安全
【变式训练2】（22-23 高一上·福建三明·阶段练习）我国少数民族地区使用的一种舂米装置如图所示。高
处流水注入水槽，一段时间后木槽会绕转轴转动把槽内的水倒空，随即复位。此时，木槽另一端的装置会
撞击下面的谷米等，如此反复。下列说法正确的是（ ）
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A．水倒空后装置重心右移至转轴右侧
B．注水过程装置重心右移直至转轴右侧
C．注水速度越慢，重心转移的速度越快
D．该装置往复运动一次的时间与重心的位置无关
考点二 弹力
知识点1 弹力的产生、大小和方向
1.弹力
（1）形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化。弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力
能够恢复原状的形变。
（2）弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
（3）常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向跟接触面垂直；绳子的拉力也是弹力，方向沿着绳子而
指向绳子收缩的方向。
（4）弹力的大小和弹性形变的大小有关，弹性形变越大，弹力越大。
2.几种常见弹力的方向
（1）面与面：垂直于公共接触面。
（2）点与面：过点垂直于面。
（3）点与点：垂直于切面。
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（4）轻绳：沿绳指向绳收缩的方向。
（5）杆的弹力可能沿杆方向，也可能不沿杆方向。
得分速记
弹力的产生必须同时具备两个条件
(1)两物体直接接触。
(2)两物体接触处发生弹性形变。
知识点2 胡克定律
1.弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫
作弹性限度。
2.内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F 的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比，即F＝
kx。
(1)适用范围：弹簧的形变必须在弹性限度内。
(2)x 的意义：x 是弹簧的形变量，即弹簧的伸长量(l－l0)或压缩量(l0－l)。
(3)k 为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F 的
大小和形变量x 无关。
3.劲度系数：式中k 叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度
的物理量。
4.F－x 图像是一条过原点的倾斜直线(如图1 所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k，即
。推论
式ΔF＝kΔx：弹簧弹力的变化量ΔF 与形变量的变化量Δx 成正比。
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图1
考向1 弹力有无以及方向的分析
例1（24-25 高一上·福建福州·期中）下列对图中弹力有无的判断，正确的是（ ）
A．图1 小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力
B．图2 滑块靠着粗糙的竖直墙面下落时，墙面对滑块有弹力
C．图3 小球被
、
两轻绳悬挂而静止，其中
绳是竖直的，则
、
绳对小球都有拉力
D．图4 小球静止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，倾斜面对小球没有弹力
思维建模 弹力有无的判断方法
1.条件法:根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的
情况。
2.假设法:
（1）假设两物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若状态不变，则不存在弹力；若状态改
变，则存在弹力。
（2）假设两物体间存在弹力，看物体的受力情况是否与物体的运动状态相符合，若不符合，则无弹力。
摩擦力大小的计算思路
【变式训练1】（24-25 高一上·福建泉州·期中）下列各图中，小球均处于静止状态，且不受摩擦力，则小
球受两个弹力的是（ ）
A．
B．
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C．
D．
【变式训练2】（23-24 高一上·福建福州·期中）图1 中的A、B、C 和D 球均为光滑球，E 球是一足球，一
学生将足球踢向斜台的示意图如图2 所示，下列说法正确的是（ ）
A．A 球和斜面之间可能有弹力作用
B．B 球和与C 球间没有弹力作用
C．倾斜的细绳对D 球没有拉力作用
D．E 球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向
【变式训练3】（24-25 高三上·福建厦门·开学考试）下列对图中弹力有无的判断，正确的是（ ）
A．小球随车厢（底部光滑）一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力
B．小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，则绳对小球有弹力
C．小球被a、b 两轻绳悬挂而静止，其中a 绳处于竖直方向，则b 绳对小球有拉力
D．小球静止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，倾斜面对球有弹力
考向2 胡克定律的应用
例1（24-25 高一上·福建泉州·期末）如图，一根轻弹簧受到4.0N 的水平拉力，由原来的8.00cm 伸长为
10.00cm，弹簧在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（ ）
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A．40m/N
B．40N/m
C．200m/N
D．200N/m
【变式训练1】（23-24 高一上·福建福州·期中）已知某弹簧原长为16cm，可拉伸或压缩，其弹力F 与伸长
量
的关系图线如图所示，关于该弹簧的说法正确的是（ ）
A．弹力与弹簧的长度不成正比
B．该弹簧劲度系数为1.25N/m
C．当弹簧长度为12cm 时，弹力为5.0N
D．当弹簧受到的拉力为0 时，劲度系数为0
【变式训练2】（23-24 高一上·福建漳州·期末）两根劲度系数分别为k 和2k 的轻质弹簧a、b 串接在一起，
a 弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右
缓慢拉动弹簧，使a 弹簧的伸长量为L，未超出弹性限度，则此时（ ）
A．b 弹簧的伸长量也为L
B．b 弹簧的伸长量为
C．水平力大小为2kL
D．水平力大小为3kL
【变式训练3】（20-21 高三上·福建龙岩·阶段练习）某次研究弹簧所受弹力F 与弹簧长度L 关系实验时，
得到如图（a）所示的FL 图象，由图象可知：弹簧原长
cm，求得弹簧的劲度系数
N/m。
考点三 摩擦力
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知识点1 静摩擦力
1.定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时，这时的摩擦力叫作静摩擦力.
2.方向：总是沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反。
3.最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体即将开始运动时的拉力.
4.静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F。
知识点2 滑动摩擦力
1. 定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动
的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2.方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反.
3.大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关。
(2)公式：Ff＝ μF 压。
(3)动摩擦因数μ：它的值跟接触面的材料和粗糙程度有关。Ff在接触面内且与相对运动方向相反，FN与接
触面垂直。
得分速记
1.摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)。
(2)物体间的接触面不光滑。
(3)两物体间存在相对运动或相对运动趋势。
2.摩擦力的方向
(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
考向1 静摩擦力有无以及方向的分析
例1 （23-24 高一上·福建·课后作业）如图所示，一个物块沿着倾斜的传送带匀速直线下滑，则物块受到
的摩擦力说法正确的是（ ）
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A．物块一定受到沿斜面向上的摩擦力
B．物块一定受到沿斜面向下的摩擦力
C．物块可能不受摩擦力的作用
D．物块受到的摩擦力可能沿斜面向上也可能向下
【变式训练1】（23-24 高一上·福建·课后作业）如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P 在支撑点
M、N 处受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．M 处受到的支持力垂直MN 向上
B．N 处受到的支持力竖直向上
C．M 处可能受到沿MN 方向的静摩擦力
D．N 处可能受到沿MN 方向的静摩擦力
【变式训练2】（24-25 高一上·福建福州·期中）(多选)如图所示，用手握住竖直的瓶子，瓶子静止在手中，
下面说法中正确的是（ ）
A．手对瓶子的压力恰好等于瓶子的重力
B．手对瓶子的摩擦力方向竖直向上
C．手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大
D．手对瓶子的摩擦力大小一定等于瓶子的重力大小
考向2 计算静摩擦力
例1（22-23 高一上·福建福州·期末）如图重为10N 的物块在垂直于墙壁的水平推力F=50N 作用下处于静
止状态，物块与墙壁间的动摩擦因数为μ=0.3，则物块受摩擦力的大小为（ ）
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A．10N
B．50N
C．15N
D．3.0N
【变式训练1】（多选）木块A、B 分别重
和
，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹
在A、B 之间的轻弹簧被压缩了
，弹簧的劲度系数为
，系统置于水面上静止不动．现用
的水平向右的拉力作用在B 上，作用后它们仍静止不动，则作用后下列说法正确的是（ ）
A．木块A 所受摩擦力大小是
B．木块A 所受摩擦力方向向右
C．木块B 所受摩擦力大小是
D．木块B 所受摩擦力大小是
【变式训练2】（24-25 高一上·福建厦门·期中）如图，水平面上有一质量为2kg 的物体，受到
和
的水平力作用而保持静止，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为
，物体所受的最大静摩
擦等于滑动摩擦力，重力加速度g 取
，求：
(1)此时物体所受到的摩擦力大小和方向；
(2)若将
散去后，物体受的摩擦力大小和方向？
(3)若将
撤去后，物体在运动的过程中受的摩擦力大小和方向？
考向3 滑动摩擦力方向的分析
例1（24-25 高一上·福建三明·阶段练习）如图所示，某同学在桌子边缘用一杯水压着一张纸，现欲向右把
纸拉走，而让水杯留在桌上，实验时发现纸拉得越快，水杯越稳定，几乎处于静止状态。则拉得越快（
）
A．水杯惯性越大
B．纸对水杯的摩擦力向右
C．水杯对纸的摩擦力越大
D．水杯几乎静止故受到的是静摩擦力
【变式训练1】（23-24 高一上·福建漳州·阶段练习）关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法
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错误的是（ ）
A．受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动
B．摩擦力不一定是阻力
C．滑动摩擦力不一定阻碍物体间的相对运动
D．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同
易错提醒 摩擦力有可能是动力也有可能是阻力
摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或者相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动。当摩擦力的方向与物体
的运动方向相同时，它是物体运动的动力；当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，它是物体运动的阻
力。
【变式训练2】（24-25 高一上·福建龙岩·期末）(多选)2024 年12 月4 日，我国“春节”申遗成功。春节贴
“福”字是民间由来已久的风俗，某同学正写“福”字，他在水平桌面上平铺一张红纸，并用“镇纸”压
住红纸边缘以防止打滑，整个书写过程中红纸和“镇纸”始终保持静止，则该同学在书写过程中（ ）
A．提笔静止时，手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比
B．向右行笔时，毛笔对红纸的摩擦力方向向右
C．向右行笔时，桌面对红纸的摩擦力方向向右
D．书写过程中，镇纸始终不受摩擦力作用
【变式训练3】（24-25 高三上·福建福州·期中）（多选）春节贴“福”字是民间由来已久的风俗，新春佳
节临近，某同学正写“福”字，他在水平桌面上平铺一张红纸，并在红纸左侧靠近边缘处用镇纸压住以防
止打滑，整个书写过程中红纸始终保持静止，则该同学在书写过程中（ ）
A．向下顿笔时，毛笔对红纸的压力大小等于红纸对毛笔的支持力
B．提笔静止时，手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比
C．向左行笔时，红纸对桌面的静摩擦力方向向左
D．向右行笔时，红纸对“镇纸”的静摩擦力方向向右
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考向4 计算滑动摩擦力
例1（22-23 高一下·福建福州·开学考试）某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平光滑
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。水平向左拉长木板，传感器记录的
图像如图乙所示。取重力加速度大小
，下列说法
正确的是（ ）
A．当长木板相对物块滑动后，必须向左做匀速直线运动
B．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
C．物块受到的滑动摩擦力大小约为10N
D．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2
思维建模 摩擦力的计算方法
(1)首先要判定是静摩擦力还是滑动摩擦力.
(2)对于静摩擦力：物体处于匀速直线运动或静止状态时，可以根据二力平衡条件求解，也可以用其他方法
求解(以后会学习).
(3)对于滑动摩擦力：根据公式法或二力平衡条件求解.
【变式训练1】（24-25 高一上·福建龙岩·期中）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，用轻绳连接力传感器与物块，物块放置在粗糙的长木板上。用水平向左的力
拉木
板，借助力传感器记录的
图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．物块所受的摩擦力就是拉力
B．实验中木板必须做匀速运动
C．物块所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为
D．只用图乙中数据不能得出物块与木板间的动摩擦因数
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【变式训练2】（24-25 高一上·福建泉州·期末）(多选)风洞实验室中可产生水平方向、大小可调的风力。
如图，一正方体物块静置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，风速从零开始逐渐增大，当风速为
3m/s 时刚好能推动此物块。已知风对物块的推力
，其中v 为风速、S 为物块迎风面积。（ ）
A．风速由1m/s 变为2m/s 时，物块受到地面的摩擦力变大
B．风速由1m/s 变为2m/s 时，物块受到地面的摩擦力不变
C．风速由4m/s 变为6m/s 时，物块受到地面的摩擦力变大
D．风速由4m/s 变为6m/s 时，物块受到地面的摩擦力不变
1．（2024·广西·高考真题）工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图，三个完全相同的货箱正沿着
表面均匀的长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3 号货箱与直木板间摩擦力的大
小分别为
、
和
，则（ ）
A．
B．
C．
D．
2．（多选）如图所示的欹（qī）器是古代一种倾斜易覆的盛水器。《荀子·有坐》曾记载“虚则欹，中则
正，满则覆”。下列分析正确的是（ ）
A．未装水时欹器的重心一定在器壁上
B．欹器的重心是其各部分所受重力的等效作用点
C．往欹器注水过程中，欹器重心先降低后升高
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D．欹器倾倒的时候，其重力方向偏离竖直方向
3.关于如图中光滑球的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．斜面对甲球有弹力的作用
B．乙球和与其接触的小球间无弹力作用
C．丙球只受到1 个弹力作用
D．倾斜的细绳对丁球有拉力作用
4．一个长度为L 的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m 的小球时，弹簧的总长度变为2L。现将
两个这样的弹簧按如图所示方式连接，A、B 两小球的质量均为m，则两小球平衡时，B 小球距悬点O 的
距离为（不考虑小球的大小，且弹簧都在弹性限度范围内）（ ）
A．4L
B．5L
C．6L
D．7L
5．如图所示，水平面上有一重50N 的物体，其受到
和
的水平力的作用而保持静止，
与
的方向相反，物体与水平面间的动摩擦因数
，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求最大静摩擦力；
（2）若只撤去
，求物体所受摩擦力的大小和方向；
（3）若只撤去
，求物体所受摩擦力的大小和方向；
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