
1.物體A受到外力作用發(fā)生彈性形變時,發(fā)生形變的物體A對使它發(fā)生形變的物體B產(chǎn)生彈力作用,下列說法中正確的是( )
A.物體A先發(fā)生形變,后產(chǎn)生彈力
B.物體A先產(chǎn)生彈力,后發(fā)生形變
C.彈力和形變是同時產(chǎn)生,同時變化的
D.物體A由于形變而對物體B產(chǎn)生了彈力作用
【答案】CD
【解析】彈力和彈性形變同時產(chǎn)生,所以選項C正確,AB錯誤;物體A對物體B產(chǎn)生了彈力作用是因為物體A發(fā)生了形變,所以選項D正確.
2.
如圖所示,物體A靜止在斜面B上.下列說法正確的是( )
A.斜面B對物塊A的彈力方向是豎直向上的
B.物塊A對斜面B的彈力方向是豎直向下的
C.斜面B對物塊A的彈力方向是垂直斜面向上的
D.物塊A對斜面B的彈力方向跟物塊A恢復(fù)形變的方向是相同的
【答案】CD
3.如圖所示,一勻質(zhì)木棒斜靠在豎直墻壁上保持靜止,下列選項中關(guān)于木棒所受的彈力的示意圖正確的是( )
【答案】C
【解析】木棒的下端與水平地面接觸,接觸面為水平地面,故彈力的方向應(yīng)該與水平地面垂直,木棒的上端與墻壁接觸,故彈力的方向和墻壁垂直,所以選項C正確.
4.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時,在彈性限度內(nèi),懸掛15 N重物時,彈簧長度為0.16 m,懸掛20 N重物時,彈簧長度為0.18 m,則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為( )
A.L0=0.02 m k=500 N/m
B.L0=0.10 m k=500 N/m
C.L0=0.02 m k=250 N/m
D.L0=0.10 m k=250 N/m
【答案】D
【解析】由F=kx可得15 N=k(0.16-L0)
20 N=k(0.18-L0),解得L0=0.10 m,
k=250 N/m.故D正確.
(20分鐘,30分)
彈性形變和彈力
1.下列關(guān)于彈力的敘述中錯誤的是( )
A.壓力、拉力、支持力都是彈力
B.壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面
C.輕繩、輕桿上產(chǎn)生的彈力的方向總是在沿繩、桿的直線上
D.輕桿不同于輕繩,彈力的方向可以不沿桿
【答案】C
【解析】彈力包括壓力、拉力、支持力,其中繩的拉力總沿繩收縮的方向,壓力、支持力的方向總與接觸面垂直,故A、B正確;桿不同于繩,桿可以發(fā)生拉伸形變、壓縮形變和彎曲形變,所以桿的彈力方向不一定沿桿,要具體問題具體分析,C錯誤,D正確.
2.關(guān)于彈性形變概念的理解,下列說法正確的是( )
A.物體體積的改變叫彈性形變
B.一根鐵絲用力彎曲后的形變叫彈性形變
C.物體在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變
D.物體在外力作用后的長度改變叫做彈性形變
【答案】C
【解析】物體發(fā)生形變后無外力作用時能夠恢復(fù)原狀的形變叫做彈性形變,故C正確.
3.如圖所示,a的質(zhì)量是2 kg,b的質(zhì)量是1 kg.設(shè)接觸面是光滑的,a和b都靜止不動,其中a受兩個或兩個以上彈力的有( )
【答案】CD
【解析】A項中a受地面的支持力;B項中a受地面的支持力;C項中a受地面支持力和b的壓力;D項中a受地面支持力和繩的拉力.故C、D項中a受兩個彈力作用.
幾種彈力
4.一個長度為L的輕彈簧,將其上端固定,下端掛一個質(zhì)量為m的小球時,輕彈簧的總長度變?yōu)?L.現(xiàn)將兩個這樣的輕彈簧按如圖所示方式連接,A小球的質(zhì)量為m,B小球的質(zhì)量為2m,則兩小球平衡時,B小球距懸點O的距離為(不考慮小球的大小,且輕彈簧都在彈性限度范圍內(nèi))( )
A.4L B.5L
C.6L D.7L
【答案】D
【解析】掛一個質(zhì)量為m的小球時,輕彈簧的總長度變?yōu)?L,即伸長L,勁度系數(shù)k=mg/L.若兩個小球如題圖所示懸掛,則下面的輕彈簧伸長2L,上面的輕彈簧受力3mg,伸長3L,則輕彈簧的總長為L+L+2L+3L=7L,故選項D正確.
5.在半球形光滑容器內(nèi),放置一細桿,如圖所示,細桿與容器的接觸點分別為A、B兩點,則容器上A、B兩點對細桿m的作用力的方向分別為( )
A.均豎直向上
B.均指向球心
C.A點處的彈力指向球心O,B點處的彈力豎直向上
D.A點處的彈力指向球心O,B點處的彈力垂直于細桿向上
【答案】D
【解析】支持力、壓力的方向垂直于接觸面或其切面.在A點,桿的端點跟球面接觸,彈力的方向垂直于該處球面的切面,指向球心,而在B點,容器的邊緣跟桿的側(cè)面接觸,該處的支持力應(yīng)垂直于桿向上,選項D正確.
6.如圖所示,固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ,在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球,小車靜止,下列關(guān)于斜桿對小球的彈力的判斷中,正確的是( )
A.大小為mg,方向沿斜桿向上
B.大小為mg,方向垂直斜桿向上
C.大小為mg,方向豎直向上
D.斜桿對小球的彈力與小球的重力是一對平衡力
【答案】CD
【解析】系統(tǒng)靜止,小球受力平衡,其重力與彈力必然等大反向,故選項CD正確.
實驗:探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系
7.在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中關(guān)于操作步驟先后順序,下列說法正確的是( )
A.先測量原長,后豎直懸掛
B.先豎直懸掛,后測量原長
C.先后順序?qū)嶒灲Y(jié)果無影響
D.先后順序?qū)嶒灲Y(jié)果的影響程度取決于彈簧的自重
【答案】BD
【解析】因本實驗表示彈簧伸長量采用掛重物后總長減去原長的方法,而彈簧自重將導(dǎo)致彈簧伸長,先豎直懸掛后再測原長,可消除由彈簧自重帶來的誤差.故選B、D.
8.
某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗時,設(shè)計了如圖所示的實驗裝置.所用鉤碼的質(zhì)量都是30 g.他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端,每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度,所得數(shù)據(jù)如下表所示.(彈力始終未超出彈性限度,取g=9.8 m/s2)
(1)試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)在圖中給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長L之間的函數(shù)關(guān)系的圖線,說明圖線及圖線跟坐標軸交點的物理意義.
(2)該彈簧的勁度系數(shù)k是多大?
【答案】(1)見解析 (2)25.9 N/m
【解析】(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出的點,基本上在同一條直線上,可以判定F和L間是一次函數(shù)關(guān)系,圖線表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比.畫一條直線,使盡可能多的點落在這條直線上,不在直線上的點均勻地分布在直線兩側(cè),如圖所示.該圖線跟橫軸交點的橫坐標表示彈簧的原長.
(2)彈簧的勁度系數(shù)k=eq \f(ΔF,Δx)=25.9 N/m.
胡克定律
9.關(guān)于胡克定律,下列說法正確的是( )
A.由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比
B.由k=eq \f(F,x)可知,勁度系數(shù)k與彈力F成正比,與彈簧的長度改變量成反比
C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的,與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)
D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時彈力的大小
【答案】ACD
【解析】在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與形變量遵守胡克定律F=kx,故A正確;彈簧的勁度系數(shù)是由彈簧本身的性質(zhì)決定的,與彈力F及x無關(guān),故C對,B錯;由胡克定律得k=eq \f(F,x),可理解為彈簧每伸長(或縮短)單位長度時受到的彈力的值與k相等,故D正確.
10.一個輕彈簧掛30 N的重物時,輕彈簧總長為17.2 cm,掛100 N的重物時,輕彈簧總長為20 cm(輕彈簧伸長均在彈性限度內(nèi)),則輕彈簧的原長為( )
A.12 cm B.14 cm
C.15 cm D.16 cm
【答案】D
【解析】一個輕彈簧掛30 N的重物時,輕彈簧總長為17.2 cm,根據(jù)胡克定律,有F1=k(l1-l0),掛100 N的重物時,根據(jù)胡克定律,有F2=k(l2-l0),聯(lián)立解得輕彈簧的原長為l0=16 cm,故選項D正確.
11.如圖所示,兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,上面木塊壓在上面的輕質(zhì)彈簧上(但不拴接),整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊,直到它剛離開上面的輕質(zhì)彈簧.在此過程中上面木塊移動的距離為( )
A.eq \f(m1g,k1) B.eq \f(m2g,k2)
C.eq \f(m1g,k1)+eq \f(m1g,k2) D.eq \f(m1g,k1)+eq \f(m2g,k2)
【答案】C
【解析】在沒有施加外力向上提時,輕質(zhì)彈簧均被壓縮,壓縮的長度:Δx1=eq \f(m1g,k1)、Δx2=eq \f(?m1+m2?g,k2).在用力緩慢向上提m1直至m1剛離開上面輕質(zhì)彈簧時,勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧處于原長,勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧仍被壓縮,壓縮量為Δx′=eq \f(m2g,k2).所以在此過程中,上面木塊移動的距離為Δx1+Δx2-Δx′=eq \f(m1g,k1)+eq \f(m1g,k2),故選項C正確.
課后作業(yè)
時間:45分鐘 滿分:80分
班級________ 姓名________ 分數(shù)________
一、選擇題
1.一木塊靜放在水平地面上,下列說法中正確的是( )
A.地面受到向下的彈力,是因為地面發(fā)生了彈性形變
B.地面受到向下的彈力,是因為木塊發(fā)生了彈性形變
C.木塊受到向上的彈力,是因為地面發(fā)生了彈性形變
D.木塊受到向上的彈力,是因為木塊發(fā)生了彈性形變
【答案】BC
【解析】木塊靜放在水平地面上,木塊受到的彈力是地面發(fā)生了形變后又 要恢復(fù)原狀時對阻礙恢復(fù)的木塊產(chǎn)生的,地面受到的彈力是木塊發(fā)生了形變又要恢復(fù)原狀時對阻礙恢復(fù)的地面產(chǎn)生的,故選項BC正確.
2.如圖所示,輕彈簧的兩端各受20 N拉力的作用,彈簧平衡時伸長了5 cm(在彈性限度內(nèi)),那么下列說法正確的是( )
A.彈簧所受的合力為40 N
B.該彈簧的勁度系數(shù)k=200 N/m
C.該彈簧的勁度系數(shù)k=400 N/m
D.根據(jù)公式k=F/x,彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大而增大
【答案】C
【解析】彈簧兩端各受20 N拉力,彈簧所受的合力為零,A項錯.由胡克定律得k=eq \f(ΔF,Δx)=eq \f(20,5×10-2) N/m=400 N/m.故B項錯、C項對.彈簧的勁度系數(shù)由彈簧本身決定,不隨彈力變化而變化,D項錯.
3.關(guān)于彈力,下列說法正確的是( )
A.靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對水平面的壓力
B.壓力、支持力、繩中的張力都屬于彈力
C.彈力的大小與物體的形變程度有關(guān),在彈性限度內(nèi)形變程度越大,彈力越大
D.彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同
【答案】BCD
【解析】靜止在水平面上的物體所受的重力與它對水平面的壓力是不同性質(zhì)的力,所以A錯;易知BCD正確.
4.如圖為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系圖象.根據(jù)圖象判斷,錯誤的結(jié)論是( )
A.彈簧的勁度系數(shù)為1 N/m
B.彈簧的勁度系數(shù)為100 N/m
C.彈簧的原長為6 cm
D.彈簧伸長0.02 m時,彈力的大小為2 N
【答案】A
【解析】彈簧處于原長時,彈簧的彈力應(yīng)為0,由此可知彈簧原長為6 cm.進一步分析可得,圖象左半部分為彈簧處于壓縮狀態(tài),右半部分為彈簧處于伸長狀態(tài),因此結(jié)合胡克定律可求得彈簧的勁度系數(shù)以及其他的相關(guān)問題.
5.一根輕質(zhì)彈簧一端固定,用大小為F1的力壓彈簧的另一端,平衡時長度為l1;改用大小為F2的力拉彈簧,平衡時長度為l2.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),該彈簧的勁度系數(shù)為( )
A.eq \f(F2-F1,l2-l1) B.eq \f(F2+F1,l2+l1)
C.eq \f(F2+F1,l2-l1) D.eq \f(F2-F1,l2+l1)
【答案】C
【解析】設(shè)彈簧原長為l0.由胡克定律F=kx,得壓彈簧時,F(xiàn)1=k(l0-l1)①;拉彈簧時,F(xiàn)2=k(l2-l0)②,由①②解得:k=eq \f(F2+F1,l2-l1),故C正確.
6.靜止的車廂頂部用細線豎直懸掛一小球,如圖所示,小球下方與一光滑斜面接觸.關(guān)于小球的受力,下列說法正確的是( )
A.細線對它一定有拉力作用
B.細線可能對它沒有拉力作用
C.斜面對它可能有支持力作用
D.斜面對它一定有支持力作用
【答案】A
【解析】小球必定受到重力和細線的拉力.小球和光滑斜面接觸,斜面對小球沒有彈力(假設(shè)有彈力,小球?qū)⑹艿饺齻€力作用,重力和細線的拉力在豎直方向上,彈力垂直于斜面向上,三個力的合力不可能為零,小球?qū)⑾蛴疑戏竭\動,與題設(shè)條件矛盾,故斜面對小球沒有彈力).故小球只受到重力和細線對它的拉力兩個力,故選項A正確,選項BCD錯誤.
7.
如圖所示,一根彈簧其自由端B在未懸掛重物時指針正對刻度5 N,在彈性限度內(nèi),當掛上80 N重物時指針正對刻度45 N.若要指針正對刻度20 N,應(yīng)懸掛的重物是( )
A.40 N
B.30 N
C.20 N
D.不知彈簧的勁度系數(shù),無法計算
【答案】B
【解析】設(shè)在彈簧測力計刻度上,用長度a表示5 N大小的力,當掛80 N的重物時,根據(jù)胡克定律可得:F1=kx1,其中F1=80 N,x1=eq \f(40,5)a=8a.設(shè)當指針指在20 N刻度上時,所掛物體的重力為G,則有G=kx2,其中x2=eq \f(15,5)a=3a.解得G=30 N,故本題正確選項為B.
8.如圖所示,傾角為30°、重為80 N的斜面體靜止在水平地面上,一根彈性輕桿一端垂直固定在斜面體上,輕桿的另一端固定一個重為2 N的小球,小球處于靜止狀態(tài)時,下列說法正確的是( )
A.輕桿對小球的作用力沿輕桿向上,大于2 N
B.地面對斜面體的支持力為80 N
C.小球?qū)p桿的作用力為2 N,方向豎直向下
D.輕桿對小球的作用力為2 N,方向垂直斜面向上
【答案】C
【解析】把小球、輕桿和斜面體作為一個系統(tǒng)受力分析可知,系統(tǒng)僅受重力和地面的支持力,且二力平衡,故選項B錯誤;對小球受力分析知,小球只受豎直向下的重力和輕桿給的豎直向上的彈力(輕桿對小球的力不一定沿輕桿方向),且二力平衡,故選項C正確,選項AD錯誤.
9.如圖1所示,所有的球都是相同的,且形狀規(guī)則,質(zhì)量分布均勻.甲球放在光滑斜面和光滑水平面之間,乙球與其右側(cè)的球相互接觸并放在光滑的水平面上,丙球與其右側(cè)的球放在另一個大的光滑球殼內(nèi)部并相互接觸,丁球是一足球,一學(xué)生將足球踢向斜臺的示意圖如圖2所示.關(guān)于這四個球的受力情況,下列說法正確的是( )
A.甲球受到兩個彈力的作用
B.乙球受到兩個彈力的作用
C.丙球受到兩個彈力的作用
D.丁球(足球)與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向先沿v1的方向后沿v2的方向
【答案】C
【解析】判斷彈力的有無,可采用移除法,把接觸面撤去,看球的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變,若改變,則肯定有彈力存在,故選項AB錯誤,選項C正確;彈力的方向是和接觸面垂直的,丁球所受彈力的方向應(yīng)該垂直于斜臺面,故選項D錯誤.
10.如圖所示,A、B兩個物塊的重力分別是GA=3 N,GB=4 N,彈簧的重力不計,整個裝置沿豎直方向處于靜止狀態(tài),這時彈簧的彈力F=2 N,則天花板受到的拉力和地板受到的壓力有可能是( )
A.3 N和4 N B.5 N和6 N
C.1 N和2 N D.5 N和2 N
【答案】D
【解析】彈簧可能被拉伸也可能被壓縮.當彈簧被拉伸時,天花板受到的拉力F1=3 N+2 N=5 N,地板受到的壓力N1=3 N+4 N-5 N=2 N,選項D可能.當彈簧被壓縮時,天花板受拉力F2=3 N-2 N=1 N,地板受壓力N2=3 N+4 N-1 N=6 N,故選項ABC均沒有可能.故選D.
二、非選擇題
11.為了探究彈力F與彈簧伸長量x的關(guān)系,李強同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象,從圖象上看,該同學(xué)沒能完全按實驗要求做,使圖象上端成為曲線,圖象上端成為曲線是因為________________.甲、乙兩根彈簧的勁度系數(shù)
分別為:________N/m、________N/m.若要制作一個精確度較高的彈簧測力計,應(yīng)選彈簧________(填“甲”或“乙”).
【答案】超過了彈簧的彈性限度 66.7 200 甲
【解析】超出彈性限度,彈力與伸長量就不成正比了.根據(jù)胡克定律知勁度系數(shù)k=eq \f(F,x),分別計算得:甲彈簧的勁度系數(shù)為66.7 N/m,乙為200 N/m.
要制作一個精確度較高的彈簧測力計,則應(yīng)選勁度系數(shù)小的彈簧,即彈簧甲.
12.在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系,并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中,實驗裝置如圖所示.所掛鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右的恒定拉力.實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度.
(1)有一個同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標系中,請作出F-L圖線.
(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0=________cm,勁度系數(shù)k=________ N/m.
(3)試根據(jù)該同學(xué)以上的實驗情況,幫助他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù)).
(4)該同學(xué)實驗時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較,
優(yōu)點在于:
______________________________________.
缺點在于:
______________________________________.
【答案】(1)見解析圖 (2)5 20 (3)、(4)見解析
【解析】(1)F-L圖線如圖所示:
(2)彈簧的原長L0即彈力為零時彈簧的長度,由圖象可知,L0=5×10-2 m=5 cm.
勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率,k=20 N/m.
(3)記錄數(shù)據(jù)的表格如下表
(4)優(yōu)點是:可以避免彈簧自身重力對實驗的影響.
缺點是:彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪嶒炚`差.
13.一根輕彈簧在10.0 N的拉力作用下,長度由原來的5.00 cm伸長為6.00 cm.那么當這根彈簧長度為4.20 cm時,受到的壓力有多大?彈簧的勁度系數(shù)為多大?
【答案】8.0 N 1.00×103 N/m
【解析】已知彈簧原長l0=5.00 cm=5.00×10-2 m,在拉力F1=10.0 N的作用下,伸長到l1=6.00 cm=6.00×10-2 m.
根據(jù)胡克定律F1=kx1=k(l1-l0),
可得k=eq \f(F1,l1-l0)=eq \f(10.0,?6.00-5.00?×10-2) N/m=1.00×103 N/m.
當壓力為F2時,彈簧被壓縮到l2=4.20 cm=4.20×10-2 m.
根據(jù)胡克定律F2=kx2=k(l0-l2)=1.00×103×(5.00-4.20)×10-2 N=8.0 N,即壓力為8.0 N.
14.有兩根相同的輕彈簧a和b,勁度系數(shù)均為k,現(xiàn)將它們按如圖甲所示連接,下掛質(zhì)量均為m的兩個小物體,此時兩根輕彈簧總長為l.若將兩個物體按圖乙所示方法掛在兩輕彈簧上,則兩根輕彈簧的總長為多少?
【解】設(shè)輕彈簧的原長為l0,則根據(jù)胡克定律可得,按題圖甲所示連接時,兩輕彈簧的伸長量為Δla1=Δlb1=eq \f(2mg,k),所以有l(wèi)=2l0+eq \f(4mg,k)
按題圖乙所示連接時,兩輕彈簧的伸長量分別為
Δla2=eq \f(2mg,k),Δlb2=eq \f(mg,k)
兩根輕彈簧總長為:l2=2l0+eq \f(3mg,k)=l-eq \f(mg,k)
知識點一
知識點二
知識點三
鉤碼質(zhì)量/g
0
30
60
90
120
150
彈簧總長L/cm
6.00
7.15
8.34
9.48
10.64
11.79
彈力大小F/N
知識點四
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
彈力F/N
彈簧的長
度L/(×10-2m)
這是一份人教版 (2019)必修 第一冊1 重力與彈力習(xí)題,共8頁。
這是一份物理必修11 重力 基本相互作用習(xí)題,共2頁。
這是一份高中第三章 相互作用綜合與測試測試題,共7頁。
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