
1.判斷彈力有無的方法:條件法、假設(shè)法、牛頓第二定律等.2.接觸面上的彈力方向總是垂直于接觸面,指向受力物體.3.有鉸鏈的桿,彈力一定沿桿方向,沒有鉸鏈的桿,彈力不一定沿桿方向.4.彈力大小與形變量有關(guān),彈簧彈力遵循胡克定律(彈性限度內(nèi)),接觸面上的彈力、繩上的彈力往往由平衡條件或牛頓第二定律求解.
1.關(guān)于重力及重心,下列說法中正確的是( )
A.一個(gè)物體放在水中稱量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于物體在空氣中稱量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),因此物體在水中受到的重力小于在空氣中受到的重力
B.據(jù)G=mg可知,兩個(gè)物體相比較,質(zhì)量較大的物體的重力一定較大
C.物體放在水平面上時(shí),重力方向垂直于水平面向下,當(dāng)物體靜止于斜面上時(shí),其重力方向垂直于斜面向下
D.物體的形狀改變后,其重心位置往往改變
答案 D
解析 由于物體放在水中時(shí),受到向上的浮力,從而減小了彈簧的拉伸形變,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小了,但物體的重力并不改變,故A錯(cuò)誤;當(dāng)兩物體所處的地理位置相同時(shí),g值相同,質(zhì)量大的物體的重力必定大,但當(dāng)兩物體所處的地理位置不同時(shí),如質(zhì)量較小的物體放在地球上,質(zhì)量較大的物體放在月球上,由于月球上g值較小,導(dǎo)致質(zhì)量大的物體的重力不一定大,故B錯(cuò)誤;重力的方向是豎直向下的,故C錯(cuò)誤;物體的重心位置由物體的形狀和質(zhì)量分布情況共同決定,物體的形狀改變后,其重心位置往往發(fā)生改變,故D正確.
2.如圖所示,圖中的物體A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是( )
A.圖甲中水平地面是光滑的,A與B間存在彈力
B.圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為α、β,A對(duì)兩斜面均有壓力的作用
C.圖丙中A不會(huì)受到B對(duì)它的支持力的作用
D.圖丁中A受到B對(duì)它的支持力的作用
答案 B
解析 題圖甲中對(duì)B進(jìn)行受力分析,受重力和地面支持力的作用,豎直方向二力平衡,B靜止,水平方向不可能再受到A對(duì)B的彈力作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;題圖乙中若去掉左側(cè)的斜面,或去掉右側(cè)的斜面,A不能保持靜止,所以兩斜面對(duì)A均有力的作用,由牛頓第三定律知A對(duì)兩斜面均有力的作用,選項(xiàng)B正確;題圖丙中繩子對(duì)A的拉力斜向右上,若將B移走,A不能保持靜止,故A受到B對(duì)它的支持力作用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;題圖丁中繩子處于豎直狀態(tài),若A與B間有彈力,A不能保持豎直狀態(tài),故A不受B的支持力作用,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
3.(多選)如圖所示,四種情境中物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài),它與外界的接觸面(點(diǎn))均光滑,其中物體A所受彈力示意圖正確的是( )
答案 ABC
解析 彈力的方向垂直接觸面指向受力物體,與物體的重心無關(guān),A、C正確;假設(shè)兩球間有彈力,兩球?qū)⒎蛛x,所以兩球間無彈力,B正確;彈力的方向垂直接觸面指向受力物體,所以F1應(yīng)指向球心,D錯(cuò)誤.
4.如圖所示,小車上固定著一根彎成θ角的曲桿,桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球.重力加速度為g,關(guān)于桿對(duì)球的作用力F,下列判斷正確的是( )
A.小車靜止時(shí),F(xiàn)=mgcs θ,方向沿桿向上
B.小車靜止時(shí),F(xiàn)=mgcs θ,方向垂直桿向上
C.小車靜止時(shí),F(xiàn)=mg,方向豎直向上
D.小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)=mg,方向豎直向上
答案 C
解析 小車靜止時(shí),由平衡條件知此時(shí)桿對(duì)球的作用力方向豎直向上,且大小等于球的重力mg,故A、B錯(cuò)誤,C正確;小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),此時(shí)彈力F的方向一定指向右上方,只有這樣,才能保證小球在豎直方向上受力平衡,水平方向上具有向右的加速度.設(shè)小球所受彈力方向與豎直方向的夾角為α,如圖所示,據(jù)力的平衡條件和牛頓第二定律得Fsin α=ma,F(xiàn)cs α=mg,解得F=meq \r(g2+a2),故D錯(cuò)誤.
5.如圖所示,兩只同樣的彈簧測(cè)力計(jì)每只自重0.1 N,下面的掛鉤重力忽略不計(jì),甲“正掛”,乙“倒掛”,在乙的下方系上0.2 N的槽碼,則甲、乙彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別為( )
A.0.2 N,0.3 N
B.0.3 N,0.2 N
C.0.3 N,0.3 N
D.0.4 N,0.3 N
答案 C
解析 甲彈簧受力為(0.1+0.2) N=0.3 N,乙彈簧由于倒掛,故受力為槽碼的重力和下面彈簧測(cè)力計(jì)的重力之和,為0.3 N.故選C.
6.(2023·廣東省茂名一中月考)腳蹬拉力器由腳環(huán)、兩根相同的彈性繩、把手組成,可以做到手腳配合,鍛煉手臂、腿、腰部、腹部等部位,深受健身人士的喜愛.如圖所示,女子用沿平行于彈性繩的力拉動(dòng)拉力器時(shí),每只手拉力大小為120 N時(shí),彈性繩比原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了30 cm.彈性繩的彈力與伸長(zhǎng)量成正比,且未超過彈性限度,不計(jì)把手和彈性繩重力,下列說法正確的是( )
A.把手對(duì)彈性繩的拉力是由于彈性繩發(fā)生形變產(chǎn)生的
B.彈性繩的勁度系數(shù)為400 N/m
C.彈性繩的勁度系數(shù)為800 N/m
D.若每只手的拉力改為80 N,彈性繩長(zhǎng)度為20 cm
答案 B
解析 把手對(duì)彈性繩的拉力是由于把手發(fā)生形變產(chǎn)生的,A錯(cuò)誤;根據(jù)胡克定律可得2k=eq \f(2F,x)=eq \f(240,0.3) N/m,k=400 N/m,B正確,C錯(cuò)誤;彈性繩原長(zhǎng)度未知,每只手的拉力改為80 N, 彈性繩長(zhǎng)度不知,D錯(cuò)誤.
7.(多選)如圖所示,是探究某根彈簧的伸長(zhǎng)量x與所受拉力F之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過程和F-x圖像,下列說法中正確的是( )
A.彈簧的原長(zhǎng)是40 cm
B.彈簧的勁度系數(shù)是2×103 N/m
C.當(dāng)彈簧受到F1=8 N的拉力作用時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量x1=4 cm
D.當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)量x2=20 cm時(shí),彈簧產(chǎn)生的拉力是F2=400 N
答案 BD
解析 已知彈簧的伸長(zhǎng)量及對(duì)應(yīng)的拉力,無法求得彈簧的原長(zhǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;F-x圖線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù),可得k=eq \f(800 N,0.4 m)=2 000 N/m,所以當(dāng)彈簧受到F1=8 N的拉力作用時(shí),根據(jù)F=kΔx,可得彈簧伸長(zhǎng)量x1=0.4 cm,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)x2=20 cm時(shí),根據(jù)F=kΔx可得F2=400 N,選項(xiàng)D正確.
8.(多選)(2023·山東濟(jì)寧市檢測(cè))如圖甲所示,一輕質(zhì)彈簧下端固定在水平面上,上端放一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊A,物塊A靜止后彈簧長(zhǎng)度為l1;若在物塊A上端再放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊B,靜止后彈簧長(zhǎng)度為l2,如圖乙所示.彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度為g,則( )
A.彈簧的勁度系數(shù)為eq \f(mg,l1)
B.彈簧的勁度系數(shù)為eq \f(mg,l1-l2)
C.彈簧的原長(zhǎng)為3l1-2l2
D.彈簧的原長(zhǎng)為3l1+2l2
答案 BC
解析 設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為l,由胡克定律和受力平衡可知,題圖甲有2mg=k(l-l1),題圖乙有3mg=k(l-l2),所以彈簧的勁度系數(shù)為k=eq \f(mg,l1-l2),彈簧原長(zhǎng)l=3l1-2l2,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤.
9.如圖所示,兩個(gè)彈簧的質(zhì)量不計(jì),勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們一端固定在質(zhì)量為m的物體上,另一端分別固定在平面Q、P上,當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長(zhǎng),若把固定的物體換為質(zhì)量為2m的物體(彈簧均在彈性限度內(nèi)),當(dāng)物體再次平衡時(shí),物體比第一次平衡時(shí)的位置下降了x,則x為(重力加速度為g)( )
A.eq \f(mg,k1+k2) B.eq \f(k1k2,mg?k1+k2?)
C.eq \f(mg,k1-k2) D.eq \f(k1k2,2mg?k1+k2?)
答案 A
解析 當(dāng)物體的質(zhì)量為m時(shí),下方彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為:x1=eq \f(mg,k1);當(dāng)物體的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí),設(shè)物體下降的高度為x,則上方彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為x,下方彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為x1+x,兩彈簧彈力之和等于2mg,由胡克定律和平衡條件得:k2x+k1(x1+x)=2mg;聯(lián)立解得:x=eq \f(mg,k1+k2),故選項(xiàng)A正確.
10.(多選)一根大彈簧內(nèi)套一根小彈簧,小彈簧比大彈簧長(zhǎng)0.2 m,它們的一端齊平并固定在地面上,另一端自然放置,如圖甲所示.當(dāng)壓縮此組合彈簧時(shí),測(cè)得力與壓縮距離之間的關(guān)系圖像如圖乙所示,則兩根彈簧的勁度系數(shù)k1和k2,分別為(彈簧均在彈性限度內(nèi),彈簧質(zhì)量均不計(jì))( )
A.k1=5 N/m B.k1=10 N/m
C.k2=10 N/m D.k2=20 N/m
答案 BD
解析 由題圖乙知,當(dāng)x1=0.2 m時(shí),F(xiàn)1=2 N,在0.2 m之內(nèi)只有小彈簧被壓縮.由胡克定律得F1=k1x1,所以k1=eq \f(F1,x1)=eq \f(2,0.2) N/m=10 N/m,從0.2 m至0.3 m過程中,兩彈簧均被壓縮.當(dāng)F2=5 N時(shí),小彈簧的壓縮量x2=0.3 m,大彈簧的壓縮量x2′=x2-x1=0.3 m-0.2 m=0.1 m,根據(jù)胡克定律得k1x2+k2x2′=F2,即k2=eq \f(F2-k1x2,x2′)=eq \f(5-10×0.3,0.1) N/m=20 N/m,故選B、D.
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