高中物理人教版必修第一册3.1 重力与弹力 同步练习

高中物理人教版必修1第三章第2节弹力同步练习一、选择题1.下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是（）形空的製A.极限法B.放大法C.控制变量法D•等效替代法【答案】B【解析】【解答】解：图甲中将桌面在力F作用下发生的形变通过反射光线在屏上光斑移动显示出來，釆用放大法.图乙中，用手压琉璃瓶，琉璃瓶发生微小的变形，体积减小，由于管子很细，管中水位上升明显，即通过细管将瓶子的形变显示出来，釆用的也是放大法.故选：B.【分析】甲利用：入射光线不变时，当入射角改变a时，反射角改变2a,采用放大法.乙用手压琉璃瓶,通过细管将瓶子的形变显示出来，采用的也是放大法.2.书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是（）A.书的形变B.桌面的形变C.书和桌面的形变D.书受到的吸引力【答案】A【解析】【解答】解：书本对桌面的弹力是由于书本发生微小的形变，要恢复原状，而对桌面产生的.故选：A.【分析】书放在书桌上，桌面会受到书对它的弹力作用是由于书发生微小形变而产生的，方向垂直桌面指 向桌面. 1.玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是（）A.桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变C.汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力D.汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变【答案】C【解析】【解答】桥受到向下的弹力是因为汽车发生了弹性形变，故A、B不合题意；汽车受到向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变，故C符合题意，D不合题意。答案为C【分析】弹性形变是指物体发生形变之后撤去外力能完全恢复原來形状的形变.物体发生形变才能产生弹力.弹力存在的条件是：接触且相互挤压.2.如图，球A放在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，正确的（A.球A仅受一个弹力作用，弹力方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用，一个水平向左,一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用，一个水平向右,一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用，一个水平向右,-个垂直斜面向上，一个竖直向下【答案】C【解析】【解答】解：由于小球对挡板和斜血接触挤压，挡板和斜面都产生弹性形变，它们对小球产生弹力，而且弹力的方向垂直于接触面，所以挡板对小球的弹力方向水平向右，斜面对小球的弹力方向垂直于斜面向上.故选C【分析】小球处于静止状态，对挡板和斜面接触挤压，挡板和斜面都产生弹性形变，它们对小球产生弹力,弹力的方向垂直于接触血.3.在下图中，a、b表面均光滑，天花板和地面均水平，a、b间一定有弹力的是（） b【答案】B【解析】【解答】弹力产生条件是接触且相互挤压发生形变，A、C、D三图虽然a、b接触但是没有挤压,所以没有弹力产生；而B选项屮球受到的重力和绳子的拉力不在一条直线上，因此a、b两球Z间必然要有第三个力作用才可能平衡。故选项B符合题意。答案为B【分析】弹力产生的条件有两个：一是两个物体要直接接触，二是要产生弹性形变。如要产生弹性形变，两物体要发生相互挤压.根据弹力产生的条件，结合平衡条件分析物体是否有弹力产生。1.—根轻质弹簧一端固定，用大小为F］的力压弹簧的另一端，平衡时长度为d改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为阮弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（）A.【答案】C【解析】【解答】由胡克定律得F=kx,式中x为形变量，设弹簧原长为I。,则有F讦k（I。一I】）,F2=k（I2—Io）,联立方程组可以解得k=£斧，故C符合题意。答案为C【分析】根据物体所受弹力F】、F2两个的作用时弹簧的伸长的长度，分别由胡克定律列出方程联立求解即可.二、多项选择题2.有关弹力，下列说法正确的是（）A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，是由于木块发生微小形变而产生的B.拿一根细竹竿拨动水中木头，木头受到竹竿的弹力，是由于木头发生形变而产生的C.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的【答案】C,D【解析】【解答】木块受到的弹力，施力物体是桌面，是市于桌面发生向下的微小形变而产生的，故A不合题意；木头受到的弹力，施力物体是竹竿，是竹竿由于发生形变而产生的，故B不合题意；绳对物体的 拉力与绳子的收缩方向相同，即沿着绳而指向绳收缩的方向，故C符合题意；电灯受到的拉力，施力物体是电线，是因为电线发生微小的形变，而对电灯产生了拉力，故D符合题意。答案为CD【分析】弹力是由于物体发生弹性形变要恢复原状而对接触的物体产生的作用力，弹力的施力物体是发生弹性形变的物体.根据这个知识分析判断.1.如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连，当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象（如图乙）。则下列判断止确的,7、/1n/IV/-1051015rm/A.弹簧产牛的弹力和弹簧的长度成正比量成正比C.该弹簧的劲度系数是200N/mB.在弹性范围内，弹簧长度的增加量与对应的弹力增加D.该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变【答案】B,C,D【解析】【解答】根据胡克定律可知：F=k（l-lo）=kx,即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A不合题意，B符合题意；在弹力与弹簧形变量图象上，图象的斜率表示劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是200N/m,故C合题意；由于图象斜率不变，因此由实验可知该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变，故D符合题意。答案为BCD［分析】本题是利用传感器进行弹力与弹簧形变暈Z间关系的实验，使实验更加准确，解答本题的关键是根据胡克定律正确分析乙图，得到弹力与形变量之间关系。三、实验题 9•某同学利用如图（a）装置做〃探究弹簧弹力大小与其长度的关系〃的实验。（1）他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长Xo=cm,劲度系数k二N/mo07（2）他乂利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，该弹簧的氏度【答案】（1）4；50（2）10【解析】【解答】（1）弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8cm,伸长量为4cm；根据胡克定律F=kAx,有:k=士N/m=50N/m；（2）由图（c）得到弹簧的弹力为3N,根据图（b）得到弹簧的长度为10cmo【分析】（1）弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律F=kAx求劲度系数；（2）直接从弹簧秤得到弹力。 四、填空题10•为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线的原因是,B弹簧的劲度系数为N/mo若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧(填“A〃或"B〃)。【答案】超过弹簧的弹性限度；100；A【解析】【解答】向上弯曲的原因是超出了弹性限度，注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出kB=100N/m,由于A的劲度系数小，因此其精度高。【分析】胡克定律运用必须在弹性限度内，根据胡克定律结合数学知识即可求出劲度系数。五、计算题.某课外活动小组对一劲度系数未知的弹簧进行研究，实验发现：在弹性限度内，若在此弹簧下端挂一重20N的物体，静止时弹簧长度为14cm,若在弹簧上端压一重10N的物体，静止时弹簧长度为8cm,试求该弹簧的劲度系数k和弹簧的原长x0o【答案】解：弹簧的原长为X。，在此弹簧下端挂一重20N的物体，静止时弹簧长度为14cm,根据胡克定律公式F=kx,有：20=k(0.14-Xq)在弹簧上端压一重10N的物体，静止吋弹簧长度为8cm,据胡克定律公式F=kx,有：10=k(Xo-0.08)联立解得：k=500N/m,Xo=O.lm=10cm【解析】【分析】根据胡克定律公式F=kAx列两式联立即可求解。六、解答题 12.如图所示，原长分别为L］和1_2、劲度系数分别为ki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mi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）这吋两个弹簧的总长度为多大?（2）若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到上面物体m2的压力。【答案】（1）解：劲度系数为灯轻质弹簧受到的向下拉力（m1+m2）g,设它的伸长量为xi,根据胡克定律冇：（mi+rri2）g二kpq解得：X1=啤墮劲度系数为k2轻质弹簧受到的向下拉力m2g，设它的仲长量为X2,根据胡克定律有:m2g=k2X2解得：x2=^7这时两个弹簧的总长度为：L=L1+L2+x1+x2=L1+L2+（呻込学（2）解：用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总反度等于两弹簧的原反Z和时，下而的弹簧应被压缩X,上面的弹簧被拉伸X以mi为对象，根据平衡关系有(ki+k2)x=mig以m2为对象，设平板对m2的支持力为Fn,根据平衡关系有匚II叱粒叱上测谬+左3|处逅FN=k2X+m2g=k2x+m2g=而兀+E沪丄一灯二・故这时平板受到下面物体E的压力F"上叱旳时山血【解析】【分析】（1）对两个弹簧分别运用胡克定律列式求解伸长量，然后求和；（2）隔离A、B,分别对两物体进行受力分析，根据平衡关系可求得形变量及压力大小。