2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册 3.2科学探究：弹力 同步练习（word版含解析）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册
3.2科学探究：弹力 同步练习（解析版）
1．下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是（　　）
A．甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力作用
B．乙图中，竖直细线悬挂的小球静止在斜面上时，受到沿细线向上的拉力及垂直斜面的支持力
C．丙图中，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力
D．丁图中，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力
2．篮球比赛中的击地传球是指持球者在传球时，为闪躲防守队员防守而将球经击地后传给队友，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．篮球对水平地面的弹力方向斜向下
B．水平地面对篮球的弹力方向竖直向下
C．水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的
D．篮球受到水平地面的支持力大于篮球对水平地面的压力
3．拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子用的力拉开拉力器，使其比原长伸长了，假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（　　）
A．每根弹性绳的劲度系数为
B．每根弹性绳的劲度系数为
C．若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大
D．若对拉力器的拉力减为，则弹性绳长度变为
4．某实验小组用力传感器探究弹簧的弹力和伸长量的关系。如图甲所示，将轻质弹簧上端固定于架台上，使标尺的零刻度线与弹簧上端对齐。某同学用力传感器竖直向下拉弹簧，同时记录拉力值F及对应的标尺刻度x（如图乙所示）。通过描点画图得到图丙所示的F-x图像，a、b分别为使用轻弹簧1、2时所描绘的实验图线。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧1的原长大于弹簧2的原长
B．弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数
C．弹簧2产生的弹力是15N时，弹簧的伸长量是50cm
D．因未测弹簧原长，故本实验无法探究弹簧的弹力与伸长量的关系
5．一弹簧测力计弹簧损坏，更换新弹簧后，不挂重物时示数，在弹性限度内挂上重物时，弹簧秤示数，若挂另一物体时弹簧秤示数为，则所挂物体重力为（　　）
A． B． C． D．
6．如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为2m的物块A，物块A静止后弹簧长度为；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止后弹簧长度为，如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度范围内，则（　　）
A．弹簧的劲度系数为
B．弹簧的劲度系数为
C．弹簧的原长为
D．弹簧的原长为
7．两个劲度系数分别为K1和K2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的右端向右拉动弹簧。已知弹簧a的伸长量为L，则（　　）
A．b弹簧的伸长量也为L
B．b弹簧的伸长量为
C．b弹簧的右端向右移动的距离为
D．b弹簧的右端向右移动的跑离为
8．某一弹簧在弹性限度内受到的拉力时，弹簧的总长度为；受到的拉力时，弹簧的总长度为。则该弹簧的原长是（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，足球运动员准备罚点球时，一脚用力踩在足球上面，让足球保持静止。下列说法正确的是（　　）
A．静止的足球受到竖直向下的合力
B．如果足球气打得足一点，足球可能不发生形变
C．脚对足球的压力是由于足球的上部发生弹性形变引起的
D．足球对地面的压力是由于足球的下部发生弹性形变引起的
10．一辆汽车停在路面上，下列关于汽车和路面受力的说法，正确的有（　　）
A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了形变
B．汽车受到了向上的弹力，是因为汽车发生了形变
C．地面受到了向下的弹力，是因为汽车发生了形变
D．汽车受到了向上的弹力，地面没有发生形变
11．为测量一弹簧的劲度系数，某同学根据实验数据作出了该弹簧弹力与弹簧长度的关系图象如图所示，弹簧始终处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为（　　）
A．50N/m B． C．100N/m D．200N/m
12．如图所示，轻弹簧的两端各受20N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内）。下列说法正确的是（　　）
A．该弹簧的劲度系数k＝400N/m
B．根据公式k＝，弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大
C．弹簧所受的合力为20N
D．若将该弹簧的左端固定，只在右端施加20N的拉力，则稳定后弹簧伸长2.5cm
13．如图所示，沿光滑水平面运动的小滑块，当冲上光滑的斜面后，受到的力有（　　）
A．重力、弹力、上冲力 B．重力、弹力
C．重力、弹力、下滑力 D．重力、弹力、上冲力、下滑力
14．关于弹力的方向，下列说法正确的是（　　）
A．放在地面上的物体受到的弹力的方向总是竖直向下
B．压力方向总是垂直于接触面并指向被压的物体
C．细绳对物体的拉力的方向总是沿着绳并指向绳收缩的方向
D．弹力的方向总是与形变的方向一致
15．下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是（所有接触面部是光滑的）（　　）
A． B． C． D．
16．某弹簧竖直悬挂一质量m1=1kg的物体平衡时弹簧的长度L1=12cm，该弹簧悬挂另一质量m2=3kg的物体平衡时弹簧的长度L2=14cm，弹簧始终未超过弹性限度，取重力加速度大小g=10m/s2，求该弹簧的劲度系数k和原长L0。
17．物体在力的作用下产生的形变有时不容易被觉察，教科书列举了两个观察微小形变的实例，你还能想到用什么方法来观察力作用下的微小形变？请画示意图说明你的方法。
18．竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为的物体时弹簧长度为；挂一重为的物体时弹簧长度为。 求：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数。
19．如图所示，弹簧一端与一小物体相连，另一端悬挂于天花板上的O点，小物体置于光滑水平面上的A点，O、A在同一竖直线上且相距12cm，弹簧恰好处于原长。现对物体施加水平向右缓慢增大的拉力F，当F1=9N时物体处于与A相距9cm的B点；继续缓慢增大拉力，当物体处于与B相距7cm的C点时，小物体对水平地面的压力恰好为零。不计弹簧重力，g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。求：
(1)弹簧的劲度系数k；
(2)小物体的质量m。
20．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在H=40m（相当于10层楼）高度的塔顶上，把一端固定的长橡皮条绑在踝关节处，然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。绑在跳跃者踝关节处的橡皮条足够长，足以使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。人体落到离地面一定高度时，橡皮绳被绷紧，当人到达最低点时再次被弹起，又落下，这样反复多次直到停止运动 。现假定跳跃者从静止开始下落，不计空气阻力，橡皮绳长度 x0 = 20m，弹力满足 F =60 x（N） ， 取g=10m/s2， 求：
(1)跳跃者享受了多长时间的自由落体？
(2)若跳跃者的质量m = 60 kg，人静止时距地面的高度h？
参考答案
1．C
【详解】
A．甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，只受到重力作用，不受沿运动方向的弹力作用，选项A错误；
B．乙图中，竖直细线悬挂的小球静止在斜面上时，受到沿细线向上的拉力及竖直向下的重力作用，不受垂直斜面的支持力，选项B错误；
C．丙图中，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力，不受竖直墙壁的弹力作用，选项C正确；
D．丁图中，静止在杆顶端的铁球受到竖直向上的弹力，选项D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．篮球对水平地面的弹力方向竖直向下，A错误；
B．地面给篮球的弹力方向竖直向上，B错误；
C．地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的，C正确；
D．篮球受到水平地面的支持力与篮球对水平地面的压力是相互的，则篮球受到水平地面的支持力等于篮球对水平地面的压力，D错误。
故选C。
3．A
【详解】
AB．由胡克定律可得
则
故A正确，B错误；
C．弹性绳的劲度系数与弹性绳自身因数有关，与外力无关，故C错误；
D．若对拉力器的拉力减为，则有
得
则此时弹性绳的长度一定大于20cm，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．拉力为零时，弹簧处于原长，所以弹簧1的原长与弹簧2的原长相等，所以A错误；
B．根据图像可知转图像的斜率表示弹簧的劲度系数，则弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数，所以B正确；
C．根据胡克定律，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比，由比例关系可得，弹簧2产生的弹力是15N时，弹簧的伸长量是30cm，所以C错误；
D．探究弹簧的弹力与伸长量的关系，无需测量弹簧的原长也可以测量，所以D错误；
故选B。
5．A
【详解】
由重物的重量为0N时弹簧秤示数为8N，重力为50N时弹簧秤示数为48N，可得每1N示数对应的拉力为
则弹簧秤示数为，所挂重物的重力为
故选A。
6．D
【详解】
AB．由胡克定律
可得
受力分析则有
解得
故AB错误；
CD．设弹簧原长为，由甲图分析可知
再代入k值可解得
故C错误D正确。
故选D。
7．C
【详解】
AB．两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律得
则得b弹簧的伸长量
故AB错误；
CD．开始时弹簧均处于原长状态，则P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为
故C正确，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
设弹簧原长为L，根据题意
F1=100N，x1=45-Lcm
F2=150N，x2=50-Lcm
根据胡克定律
F=kx
可得
F1：F2=x1：x2
代入解得
L=35cm
故选C。
9．D
【详解】
A．静止的足球受到的弹力与重力相平衡，合力为零， A错误；
B．如果足球气打得足一点，足球仍然发生形变， B错误；
C．脚对足球的压力是脚的下部发生弹性形变引起的，C错误；
D．足球对地面的压力是由于足球的下部发生弹性形变引起的，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
AC．路面受到向下的弹力：施力物体是汽车，所以是汽车发生了弹性形变，故A错误C正确；
BD．汽车受到了向上的弹力：施力物体是路面，所以是路面发生了弹性形变。故BD错误。
故选C。
11．C
【详解】
根据胡克定律
故选C。
12．A
【详解】
A．根据胡克定律得
k＝
A正确；
B．弹簧的劲度系数只有弹簧本身有关，与受力无关。B错误；
C．弹簧所受到的合力为零。C错误；
D．若将该弹簧的左端固定，只在右端施加20N的拉力，则稳定后弹簧伸长5cm。因为弹簧的受力与原来一样，所以伸长一样。D错误。
故选A。
13．B
【详解】
小球受重力、斜面的支持力，没有上冲力，因为该力没有施力物体，也没有下滑力，下滑力是重力的一个分力，故B正确ACD错误。
故选B。
14．BC
【详解】
A．放在水平桌面上的物体所受桌面弹力的方向指向被支持的物体，所以方向向上，故A错误；
B．压力的方向总是垂直于支持面并指向被压的物体，故B正确；
C．轻绳受到物体的作用而发生拉伸形变，由于弹性要恢复原状，对接触的物体产生沿着绳子收缩方向的弹力，所以方向总是沿着绳并指向绳收缩的方向，故C正确；
D．弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反，与受力物体的形变方向相同，故D错误。
故选BC。
15．AB
【详解】
A．图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动，所以P、Q间无弹力，故A正确；
B．图中两球间若有弹力则两球将向两边运动，所以P、Q间无弹力，故B正确；
C．图中两球间若无弹力则小球P将向下运动，所以P、Q间有弹力，故C错误；
D．图中两球间若无弹力则小球P将向右下运动，所以P、Q间有弹力，故D错误；
故选AB。
16．，
【详解】
根据胡克定律有
解得
17．见解析
【详解】
该装置是一种显示微小形变的装置，它可以把微小形变“放大”到直接看出来，方法是这样的：例如在一张桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到一个刻度尺P上，形成一个光点，当桌面有发生微小的形变时，光点这会在刻度尺上出现明显的移动。在图中，如果当在箭头所指处用力向下压桌面时，刻度尺上光点将会向下移动。
18．(1)10cm；(2)200N/m
【详解】
（1）（2）根据胡克定律，弹力与形变量之间的关系为
有
解得
则弹簧的原长
19．(1)；(2)
【详解】
(1)在B位置时，根据几何关系可得弹簧长度
弹簧与水平面的夹角为，则由几何关系有
设物体在B点时。弹簧的拉力为，对小物体受力分析，有
解得
弹簧的劲度系数
(2)设物体在C点时。弹簧的拉力为，弹簧与水平面的夹角为
由几何关系可得
弹簧的弹力
则
对小物体受力分析有
解得
m=2.4kg
20．(1)2s；(2)
【详解】
(1)跳跃者做自由落体运动位移为，设时间为，由知
代入数值解得
(2)设跳跃者静止时橡皮筋的弹力为大小为 ，则
由胡克定律知
代入数据解得橡皮筋伸长长度
人静止时离地的高度
解得