高中物理 32 弹力练习 新人教版必修1.docx
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高中物理32弹力练习新人教版必修1
弹力
（10分钟，10分）
1．物体A受到外力作用发生弹性形变时，发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用，下列说法中正确的是（ ）
A．物体A先发生形变，后产生弹力
B．物体A先产生弹力，后发生形变
C．弹力和形变是同时产生，同时变化的
D．物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用
【答案】CD
【解析】弹力和弹性形变同时产生，所以选项C正确，AB错误；物体A对物体B产生了弹力作用是因为物体A发生了形变，所以选项D正确．
2.
如图所示，物体A静止在斜面B上．下列说法正确的是（ ）
A．斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的
B．物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的
C．斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的
D．物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的
【答案】CD
3．如图所示，一匀质木棒斜靠在竖直墙壁上保持静止，下列选项中关于木棒所受的弹力的示意图正确的是（ ）
【答案】C
【解析】木棒的下端与水平地面接触，接触面为水平地面，故弹力的方向应该与水平地面垂直，木棒的上端与墙壁接触，故弹力的方向和墙壁垂直，所以选项C正确．
4．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m，悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为（ ）
A．L0＝0.02m k＝500N/m
B．L0＝0.10m k＝500N/m
C．L0＝0.02m k＝250N/m
D．L0＝0.10m k＝250N/m
【答案】D
【解析】由F＝kx可得15N＝k（0.16－L0）
20N＝k（0.18－L0），解得L0＝0.10m，
k＝250N/m.故D正确．
（20分钟，30分）
知识点一
弹性形变和弹力
1．下列关于弹力的叙述中错误的是（ ）
A．压力、拉力、支持力都是弹力
B．压力和支持力的方向总是垂直于接触面
C．轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上
D．轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不沿杆
【答案】C
【解析】弹力包括压力、拉力、支持力，其中绳的拉力总沿绳收缩的方向，压力、支持力的方向总与接触面垂直，故A、B正确；杆不同于绳，杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形变，所以杆的弹力方向不一定沿杆，要具体问题具体分析，C错误，D正确．
2．关于弹性形变概念的理解，下列说法正确的是（ ）
A．物体体积的改变叫弹性形变
B．一根铁丝用力弯曲后的形变叫弹性形变
C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变
D．物体在外力作用后的长度改变叫做弹性形变
【答案】C
【解析】物体发生形变后无外力作用时能够恢复原状的形变叫做弹性形变，故C正确．
3．如图所示，a的质量是2kg，b的质量是1kg.设接触面是光滑的，a和b都静止不动，其中a受两个或两个以上弹力的有（ ）
【答案】CD
【解析】A项中a受地面的支持力；B项中a受地面的支持力；C项中a受地面支持力和b的压力；D项中a受地面支持力和绳的拉力．故C、D项中a受两个弹力作用．
知识点二
几种弹力
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，轻弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的轻弹簧按如图所示方式连接，A小球的质量为m，B小球的质量为2m，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，且轻弹簧都在弹性限度范围内）（ ）
A．4LB．5L
C．6LD．7L
【答案】D
【解析】挂一个质量为m的小球时，轻弹簧的总长度变为2L，即伸长L，劲度系数k＝mg/L.若两个小球如题图所示悬挂，则下面的轻弹簧伸长2L，上面的轻弹簧受力3mg，伸长3L，则轻弹簧的总长为L＋L＋2L＋3L＝7L，故选项D正确．
5．在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，则容器上A、B两点对细杆m的作用力的方向分别为（ ）
A．均竖直向上
B．均指向球心
C．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力竖直向上
D．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力垂直于细杆向上
【答案】D
【解析】支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面．在A点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，指向球心，而在B点，容器的边缘跟杆的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上，选项D正确．
6．如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，小车静止，下列关于斜杆对小球的弹力的判断中，正确的是（ ）
A．大小为mg，方向沿斜杆向上
B．大小为mg，方向垂直斜杆向上
C．大小为mg，方向竖直向上
D．斜杆对小球的弹力与小球的重力是一对平衡力
【答案】CD
【解析】系统静止，小球受力平衡，其重力与弹力必然等大反向，故选项CD正确．
知识点三
实验：
探究弹力和弹簧伸长量的关系
7．在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是（ ）
A．先测量原长，后竖直悬挂
B．先竖直悬挂，后测量原长
C．先后顺序对实验结果无影响
D．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重
【答案】BD
【解析】因本实验表示弹簧伸长量采用挂重物后总长减去原长的方法，而弹簧自重将导致弹簧伸长，先竖直悬挂后再测原长，可消除由弹簧自重带来的误差．故选B、D.
8.
某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，设计了如图所示的实验装置．所用钩码的质量都是30g．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，所得数据如下表所示．（弹力始终未超出弹性限度，取g＝9.8m/s2）
钩码质量/g
0
30
60
90
120
150
弹簧总长L/cm
6.00
7.15
8.34
9.48
10.64
11.79
弹力大小F/N
（1）试根据这些实验数据在图中给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系的图线，说明图线及图线跟坐标轴交点的物理意义．
（2）该弹簧的劲度系数k是多大？
【答案】
（1）见解析
（2）25.9N/m
【解析】
（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上，可以判定F和L间是一次函数关系，图线表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，如图所示．该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长．
（2）弹簧的劲度系数k＝
＝25.9N/m.
知识点四
胡克定律
9．关于胡克定律，下列说法正确的是（ ）
A．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
B．由k＝
可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量成反比
C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小
【答案】ACD
【解析】在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F＝kx，故A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F及x无关，故C对，B错；由胡克定律得k＝
，可理解为弹簧每伸长（或缩短）单位长度时受到的弹力的值与k相等，故D正确．
10．一个轻弹簧挂30N的重物时，轻弹簧总长为17.2cm，挂100N的重物时，轻弹簧总长为20cm（轻弹簧伸长均在弹性限度内），则轻弹簧的原长为（ ）
A．12cmB．14cm
C．15cmD．16cm
【答案】D
【解析】一个轻弹簧挂30N的重物时，轻弹簧总长为17.2cm，根据胡克定律，有F1＝k（l1－l0），挂100N的重物时，根据胡克定律，有F2＝k（l2－l0），联立解得轻弹簧的原长为l0＝16cm，故选项D正确．
11．如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的轻质弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的轻质弹簧．在此过程中上面木块移动的距离为（ ）
A.
B.
C.
＋
D.
＋
【答案】C
【解析】在没有施加外力向上提时，轻质弹簧均被压缩，压缩的长度：
Δx1＝
、Δx2＝
.在用力缓慢向上提m1直至m1刚离开上面轻质弹簧时，劲度系数为k1的轻质弹簧处于原长，劲度系数为k2的轻质弹簧仍被压缩，压缩量为Δx′＝
.所以在此过程中，上面木块移动的距离为Δx1＋Δx2－Δx′＝
＋
，故选项C正确．
课后作业
时间：
45分钟 满分：
80分
班级________ 姓名________ 分数________
一、选择题
1．一木块静放在水平地面上，下列说法中正确的是（ ）
A．地面受到向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变
B．地面受到向下的弹力，是因为木块发生了弹性形变
C．木块受到向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变
D．木块受到向上的弹力，是因为木块发生了弹性形变
【答案】BC
【解析】木块静放在水平地面上，木块受到的弹力是地面发生了形变后又要恢复原状时对阻碍恢复的木块产生的，地面受到的弹力是木块发生了形变又要恢复原状时对阻碍恢复的地面产生的，故选项BC正确．
2．如图所示，轻弹簧的两端各受20N拉力的作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），那么下列说法正确的是（ ）
A．弹簧所受的合力为40N
B．该弹簧的劲度系数k＝200N/m
C．该弹簧的劲度系数k＝400N/m
D．根据公式k＝F/x，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
【答案】C
【解析】弹簧两端各受20N拉力，弹簧所受的合力为零，A项错．由胡克定律得k＝
＝
N/m＝400N/m.故B项错、C项对．弹簧的劲度系数由弹簧本身决定，不随弹力变化而变化，D项错．
3．关于弹力，下列说法正确的是（ ）
A．静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力
B．压力、支持力、绳中的张力都属于弹力
C．弹力的大小与物体的形变程度有关，在弹性限度内形变程度越大，弹力越大
D．弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同
【答案】BCD
【解析】静止在水平面上的物体所受的重力与它对水平面的压力是不同性质的力，所以A错；易知BCD正确．
4．如图为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图象．根据图象判断，错误的结论是（ ）
A．弹簧的劲度系数为1N/m
B．弹簧的劲度系数为100N/m
C．弹簧的原长为6cm
D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为2N
【答案】A
【解析】弹簧处于原长时，弹簧的弹力应为0，由此可知弹簧原长为6cm.进一步分析可得，图象左半部分为弹簧处于压缩状态，右半部分为弹簧处于伸长状态，因此结合胡克定律可求得弹簧的劲度系数以及其他的相关问题．
5．一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.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.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】设弹簧原长为l0.由胡克定律F＝kx，得压弹簧时，F1＝k（l0－l1）①；拉弹簧时，F2＝k（l2－l0）②，由①②解得：
k＝
，故C正确．
6．静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触．关于小球的受力，下列说法正确的是（ ）
A．细线对它一定有拉力作用
B．细线可能对它没有拉力作用
C．斜面对它可能有支持力作用
D．斜面对它一定有支持力作用
【答案】A
【解析】小球必定受到重力和细线的拉力．小球和光滑斜面接触，斜面对小球没有弹力（假设有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将向右上方运动，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力）．故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力，故选项A正确，选项BCD错误．
7.
如图所示，一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度5N，在弹性限度内，当挂上80N重物时指针正对刻度45N．若要指针正对刻度20N，应悬挂的重物是（ ）
A．40N
B．30N
C．20N
D．不知弹簧的劲度系数，无法计算
【答案】B
【解析】设在弹簧测力计刻度上，用长度a表示5N大小的力，当挂80N的重物时，根据胡克定律可得：
F1＝kx1，其中F1＝80N，x1＝
a＝8a.设当指针指在20N刻度上时，所挂物体的重力为G，则有G＝kx2，其中x2＝
a＝3a.解得G＝30N，故本题正确选项为B.
8．如图所示，倾角为30°、重为80N的斜面体静止在水平地面上，一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，轻杆的另一端固定一个重为2N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是（ ）
A．轻杆对小球的作用力沿轻杆向上，大于2N
B．地面对斜面体的支持力为80N
C．小球对轻杆的作用力为2N，方向竖直向下
D．轻杆对小球的作用力为2N，方向垂直斜面向上
【答案】C
【解析】把小球、轻杆和斜面体作为一个系统受力分析可知，系统仅受重力和地面的支持力，且二力平衡，故选项B错误；对小球受力分析知，小球只受竖直向下的重力和轻杆给的竖直向上的弹力（轻杆对小球的力不一定沿轻杆方向），且二力平衡，故选项C正确，选项AD错误．
9．如图1所示，所有的球都是相同的，且形状规则，质量分布均匀．甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间，乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上，丙球与其右侧的球放在另一个大的光滑球壳内部并相互接触，丁球是一足球，一学生将足球踢向斜台的示意图如图2所示．关于这四个球的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．甲球受到两个弹力的作用
B．乙球受到两个弹力的作用
C．丙球受到两个弹力的作用
D．丁球（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
【答案】C
【解析】判断弹力的有无，可采用移除法，把接触面撤去，看球的运动状态是否发生改变，若改变，则肯定有弹力存在，故选项AB错误，选项C正确；弹力的方向是和接触面垂直的，丁球所受弹力的方向应该垂直于斜台面，故选项D错误．
10．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3N，GB＝4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（ ）
A．3N和4NB．5N和6N
C．1N和2ND．5N和2N
【答案】D
【解析】弹簧可能被拉伸也可能被压缩．当弹簧被拉伸时，天花板受到的拉力F1＝3N＋2N＝5N，地板受到的压力N1＝3N＋4N－5N＝2N，选项D可能．当弹簧被压缩时，天花板受拉力F2＝3N－2N＝1N，地板受压力N2＝3N＋4N－1N＝6N，故选项ABC均没有可能．故选D.
二、非选择题
11．为了探究弹力F与弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙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，图象上端成为曲线是因为________________．甲、乙两根弹簧的劲度系数
分别为：
________N/m、________N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________（填“甲”或“乙”）．
【答案】超过了弹簧的弹性限度 66.7 200 甲
【解析】超出弹性限度，弹力与伸长量就不成正比了．根据胡克定律知劲度系数k＝
，分别计算得：
甲弹簧的劲度系数为66.7N/m，乙为200N/m.
要制作一个精确度较高的弹簧测力计，则应选劲度系数小的弹簧，即弹簧甲．
12．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．
（1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系中，请作出F－L图线．
（2）由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.
（3）试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）．
（4）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，
优点在于：
______________________________________.
缺点在于：
______________________________________.
【答案】
（1）见解析图
（2）5 20 （3）、（4）见解析
【解析】
（1）F－L图线如图所示：
（2）弹簧的原长L0即弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L0＝5×10－2m＝5cm.
劲度系数为图象直线部分的斜率，k＝20N/m.
（3）记录数据的表格如下表
次数
1
2
3
4
5
6
弹力F/N
弹簧的长
度L/（×10－2m）
（4）优点是：
可以避免弹簧自身重力对实验的影响．
缺点是：
弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．
13．一根轻弹簧在10.0N的拉力作用下，长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm.那么当这根弹簧长度为4.20cm时，受到的压力有多大？
弹簧的劲度系数为多大？
【答案】8.0N 1.00×103N/m
【解析】已知弹簧原长l0＝5.00cm＝5.00×10－2m，在拉力F1＝10.0N的作用下，伸长到l1＝6.00cm＝6.00×10－2m.
根据胡克定律F1＝kx1＝k（l1－l0），
可得k＝
＝
N/m＝1.00×103N/m.
当压力为F2时，弹簧被压缩到l2＝4.20cm＝4.20×10－2m.
根据胡克定律F2＝kx2＝k（l0－l2）＝1.00×103×（5.00－4.20）×10－2N＝8.0N，即压力为8.0N.
14．有两根相同的轻弹簧a和b，劲度系数均为k，现将它们按如图甲所示连接，下挂质量均为m的两个小物体，此时两根轻弹簧总长为l.若将两个物体按图乙所示方法挂在两轻弹簧上，则两根轻弹簧的总长为多少？
【解】设轻弹簧的原长为l0，则根据胡克定律可得，按题图甲所示连接时，两轻弹簧的伸长量为Δla1＝Δlb1＝
，所以有l＝2l0＋
按题图乙所示连接时，两轻弹簧的伸长量分别为
Δla2＝
，Δlb2＝
两根轻弹簧总长为：
l2＝2l0＋
＝l－
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