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第讲　重力、弹力、摩擦力
(对应人教版必修第一册相关内容及问题)
　第三章第1节阅读“重力”这一部分内容，为什么不说“地球对物体的吸引力就是重力”？重力指向地心吗？
提示：重力是地球对物体吸引力的一个分力，二者不总是相等。重力的方向竖直向下，并不一定指向地心。
　第三章第1节图3.1 1和图3.1 2，说明什么问题？
提示：说明了质量分布均匀的形状规则的物体的重心在它的几何中心上，而质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。
　第三章第1节图3.1 7及“弹力”部分最后两段文字，归纳弹力产生的原因及弹力的方向。
提示：弹力产生的原因是施力物体发生了形变，要恢复原状；弹力的方向与施力物体形变方向相反。
　第三章第2节阅读“滑动摩擦力”这一部分内容，滑动摩擦力公式可以写成Ff＝μmg吗？
提示：不能，滑动摩擦力的公式为Ff＝μF压，压力F压的大小不一定等于物体的重力mg。
　第三章第2节阅读“静摩擦力”这一部分内容，只有静止的物体才受静摩擦力吗？静摩擦力的大小有何特点？
提示：不是，运动的物体也可能受到静摩擦力；大小可以变化，0考点一　重力
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2．大小：物体受到的重力G与物体的质量m的关系是G＝mg，其中g是自由落体加速度。
3．方向：总是竖直向下。
4．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。
关于重力和重心的理解需注意的几个方面
(1)重力不是万有引力，而是万有引力在竖直方向的一个分力。
(2)同一物体的重力G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。
在地球表面，从赤道向两极，g越来越大；同一经纬度，从低海拔向高海拔，g越来越小。
(3)重心是物体所受重力的等效作用点。重心的位置不一定在物体上。可以用悬线法确定不规则薄板形物体重心的位置。
例1下列关于重力的说法中正确的是(　　)
A．物体只有静止时才受重力作用
B．重力的方向总是指向地心
C．地面上的同一物体在赤道上所受重力最小
D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
[答案]　C
[解析]　物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；赤道上重力加速度最小，因此地面上的同一物体在赤道上所受重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，D错误。
考点二　弹力
1．形变
物体在力的作用下形状或体积的变化叫作形变。
2．弹性
(1)弹性形变：物体发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。
(2)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。
3．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作用力。
(2)产生的条件：①物体间直接接触；②接触处发生弹性形变。
(3)方向：总是与物体弹性形变的方向相反。
4．胡克定律
(1)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。
(2)表达式：F＝kx。k叫作弹簧的劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是牛顿每米，用符号N/m表示。x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。只知弹簧弹力大小时，弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态，两种情况都要考虑。
1．相互接触的物体间一定有弹力。(　　) 2．轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。(　　) 答案：1.×　2.×
1．弹力有无的判断“四法”
(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。此方法多用来判断形变较明显的情况。
(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的运动状态，若运动状态不变，则此处可能不存在弹力；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的平衡条件判断弹力是否存在。
(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形状的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。
2．弹力方向的确定
3．弹力大小的计算方法
(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算。注意：x表示弹簧伸长(或缩短)的长度，形变量没有超出弹性限度。
(2)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用共点力的平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。
例2 如图所示，一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是(　　)
A．书对桌面的压力就是书受到的重力
B．书对桌面的压力是由于桌面发生形变产生的
C．书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力
D．书对桌面的压力是书发生形变的原因
[答案]　C
[解析]　书对桌面的压力是弹力，与书受到的重力是两种不同性质的力，A错误；书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的，是桌面发生形变的原因，B、D错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力，C正确。
例3 画出下图中物体A受力的示意图(各接触面均光滑)。
[答案]
例4 (2025·宁夏中卫市高三上期中)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小随长度变化的关系图像(轻质弹簧始终未超过弹性限度)，下列说法不正确的是(　　)
A．弹簧的原长为6 cm
B．弹簧的劲度系数为100 N/m
C．弹簧两端各加4 N拉力时，弹簧的长度为14 cm
D．弹簧的长度为0.16 m时弹力的大小为10 N
[答案]　C
[解析]　根据题图可知，当弹簧的长度为6 cm时，弹簧的弹力为零，即弹簧的原长为l0＝6 cm，故A正确；根据题图可知，弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝100 N/m，故B正确；弹簧两端各加4 N拉力时，弹簧的弹力为F1＝4 N，则弹簧的伸长量Δx＝＝0.04 m＝4 cm，弹簧的长度为l1＝l0＋Δx＝10 cm，故C错误；弹簧的长度为l2＝0.16 m时，弹力的大小为F2＝k(l2－l0)＝10 N，故D正确。本题选说法不正确的，故选C。
考点三　摩擦力
1．滑动摩擦力和静摩擦力的对比
名称 项目 滑动摩擦力 静摩擦力
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 相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力，叫作静摩擦力
产生条件 ①接触面粗糙； ②接触处有压力； ③两物体间有相对滑动 ①接触面粗糙； ②接触处有压力； ③两物体间有相对运动趋势
大小、方向 大小：Ff＝μF压 方向：沿着接触面，与受力物体相对运动的方向相反 大小：0作用效果 总是阻碍物体间的相对运动 总是阻碍物体间的相对运动趋势
2.滑动摩擦力大小的计算公式Ff＝μF压中μ为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
说明：最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力Ff。
1．运动的物体也可以受静摩擦力。(　　) 2．接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。(　　) 3．两物体接触处的弹力增大时，接触面间的摩擦力大小可能不变。(　　) 答案：1.√　2.√　3.√
1．静摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法
(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的有无及方向。
(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。
2．求解摩擦力的技巧
例5 如图甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同
B．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反
C．图甲、乙中物体P均不受摩擦力
D．图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同
[答案]　D
[解析]　在题图甲中，P做匀速直线运动，在水平方向所受合力为零，所以P不受摩擦力；在题图乙中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受与力F方向相同的摩擦力。D正确。
例6 (多选)一重为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N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30 N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．木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N
B．木箱所受的滑动摩擦力为30 N
C．木箱与地板间的动摩擦因数为0.35
D．木箱与地板间的动摩擦因数为0.3
[答案]　ABD
[解析]　由题意知，木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N，滑动摩擦力为30 N，由Ff＝μFN，FN＝mg，联立得μ＝＝＝0.3，故A、B、D正确，C错误。
例7 在水平地面固定倾角为θ的斜面体，质量为m的物体在平行于底边、大小为F
的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为(　　)
A．F B．F＋mg
C．F＋mgsinθ D.
[答案]　D
[解析]　对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、水平力F以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的两个分力，根据平衡条件可知，在沿斜面方向上，重力的分力mgsinθ与水平力F以及摩擦力的合力为零，则摩擦力大小等于水平力与重力沿斜面向下的分力的合力，由几何关系可知，该物体受到的摩擦力大小为，故D正确。
求解摩擦力时的四点注意 (1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式Ff＝μF压计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。 (2)公式Ff＝μF压中，F压为两接触面间的压力，与物体的重力没有必然关系，不一定等于物体的重力。 (3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面面积的大小也无关。 (4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。
6(共41张PPT)
第二章　相互作用
第1讲　重力、弹力、摩擦力
目录
1
2
3
教材阅读指导
考点一　重力
考点二　弹力
考点三 摩擦力
4
教材阅读指导
(对应人教版必修第一册相关内容及问题)
　第三章第1节阅读“重力”这一部分内容，为什么不说“地球对物体的吸引力就是重力”？重力指向地心吗？
提示：重力是地球对物体吸引力的一个分力，二者不总是相等。重力的方向竖直向下，并不一定指向地心。
第三章第1节图3.1 1和图3.1 2，说明什么问题？
提示：说明了质量分布均匀的形状规则的物体的重心在它的几何中心上，而质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。
第三章第1节图3.1 7及“弹力”部分最后两段文字，归纳弹力产生的原因及弹力的方向。
提示：弹力产生的原因是施力物体发生了形变，要恢复原状；弹力的方向与施力物体形变方向相反。
第三章第2节阅读“滑动摩擦力”这一部分内容，滑动摩擦力公式可以写成Ff＝μmg吗？
提示：不能，滑动摩擦力的公式为Ff＝μF压，压力F压的大小不一定等于物体的重力mg。
第三章第2节阅读“静摩擦力”这一部分内容，只有静止的物体才受静摩擦力吗？静摩擦力的大小有何特点？
提示：不是，运动的物体也可能受到静摩擦力；大小可以变化，0考点一　重力
1．产生：由于_____的吸引而使物体受到的力。
2．大小：物体受到的重力G与物体的质量m的关系是G＝_____，其中g是自由落体加速度。
3．方向：总是____________ 。
4．重心：其位置与物体的_____分布和_____有关。
地球
mg
竖直向下
质量
形状
关于重力和重心的理解需注意的几个方面
(1)重力不是万有引力，而是万有引力在竖直方向的一个分力。
(2)同一物体的重力G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。
在地球表面，从赤道向两极，g越来越大；同一经纬度，从低海拔向高海拔，g越来越小。
(3)重心是物体所受重力的等效作用点。重心的位置不一定在物体上。可以用悬线法确定不规则薄板形物体重心的位置。
例1 下列关于重力的说法中正确的是(　　)
A．物体只有静止时才受重力作用
B．重力的方向总是指向地心
C．地面上的同一物体在赤道上所受重力最小
D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
解析　物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；赤道上重力加速度最小，因此地面上的同一物体在赤道上所受重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，D错误。
考点二　弹力
1．形变
物体在力的作用下_____或_____的变化叫作形变。
2．弹性
(1)弹性形变：物体发生形变后，如果撤去作用力能够__________，这种形变叫作弹性形变。
(2)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_____，这个限度叫作弹性限度。
形状
体积
恢复原状
形状
3．弹力
(1)定义：发生______的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力。
(2)产生的条件：①物体间直接______；②接触处发生____________。
(3)方向：总是与物体弹性形变的方向______。
形变
接触
弹性形变
相反
4．胡克定律
(1)内容：在弹性限度内，弹簧发生___________时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成_____。
(2)表达式：F＝_____。k叫作弹簧的__________，由弹簧自身的性质决定，单位是__________，用符号_____表示。x是弹簧长度的________，不是弹簧形变以后的长度。只知弹簧弹力大小时，弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于__________，两种情况都要考虑。
弹性形变
正比
kx
劲度系数
牛顿每米
N/m
变化量
压缩状态
1．相互接触的物体间一定有弹力。(　　)
2．轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。(　　)
×
×
1．弹力有无的判断“四法”
(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。此方法多用来判断形变较明显的情况。
(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的运动状态，若运动状态不变，则此处可能不存在弹力；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的平衡条件判断弹力是否存在。
(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形状的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。
2．弹力方向的确定
3．弹力大小的计算方法
(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算。注意：x表示弹簧伸长(或缩短)的长度，形变量没有超出弹性限度。
(2)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用共点力的平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。
例2 如图所示，一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是(　)
A．书对桌面的压力就是书受到的重力
B．书对桌面的压力是由于桌面发生形变产生的
C．书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力
D．书对桌面的压力是书发生形变的原因　
解析　书对桌面的压力是弹力，与书受到的重力是两种不同性质的力，A错误；书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的，是桌面发生形变的原因，B、D错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力，C正确。
例3 画出下图中物体A受力的示意图(各接触面均光滑)。
答案
例4 (2025·宁夏中卫市高三上期中)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小随长度变化的关系图像(轻质弹簧始终未超过弹性限度)，下列说法不正确的是(　　)
A．弹簧的原长为6 cm
B．弹簧的劲度系数为100 N/m
C．弹簧两端各加4 N拉力时，弹簧的长度为14 cm
D．弹簧的长度为0.16 m时弹力的大小为10 N
考点三　摩擦力
名称 项目 滑动摩擦力 静摩擦力
定义 两个相互接触的物体，当它们__________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 相互接触的两个物体之间只有__________的趋势，而没有相对运动时的摩擦力，叫作静摩擦力
相对滑动
1．滑动摩擦力和静摩擦力的对比
相对运动
产生条件 ①接触面______； ②接触处有______； ③两物体间有___________ ①接触面______；
②接触处有______；
③两物体间有________________
大小、方向 大小：Ff＝______ 方向：沿着接触面，与受力物体相对运动的方向______ 大小：___方向：沿着接触面，与受力物体相对运动趋势的方向______
作用效果 总是阻碍物体间的_________ 总是阻碍物体间的________________
粗糙
压力
相对滑动
粗糙
压力
相对运动趋势
μF压
0
Fmax
相反
相反
相对运动
相对运动趋势
2.滑动摩擦力大小的计算公式Ff＝μF压中μ为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
说明：最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力Ff。
1．运动的物体也可以受静摩擦力。(　　)
2．接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。(　　)
3．两物体接触处的弹力增大时，接触面间的摩擦力大小可能不变。(　　)
√
√
√
1．静摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法
(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的有无及方向。
(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。
2．求解摩擦力的技巧
例5 如图甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同
B．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反
C．图甲、乙中物体P均不受摩擦力
D．图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同
解析　在题图甲中，P做匀速直线运动，在水平方向所受合力为零，所以P不受摩擦力；在题图乙中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受与力F方向相同的摩擦力。D正确。
例6 (多选)一重为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N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30 N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．木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N
B．木箱所受的滑动摩擦力为30 N
C．木箱与地板间的动摩擦因数为0.35
D．木箱与地板间的动摩擦因数为0.3
求解摩擦力时的四点注意
(1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式Ff＝μF压计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。
(2)公式Ff＝μF压中，F压为两接触面间的压力，与物体的重力没有必然关系，不一定等于物体的重力。
(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面面积的大小也无关。
(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。

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