3.2科学探究：弹力 课后作业（解析版）-2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（word版含答案）

3.2科学探究：弹力
课后作业（解析版）
1．在一原长为的轻质弹簧下方悬挂一重物，此时弹簧长度为，若将重物竖直压在该弹簧上，弹簧的长度应变为（
）
A．
B．
C．
D．
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的支持力方向是竖直向上的
B．斜面B对物块A的支持力方向是垂直斜面向上的
C．物块A对斜面B的压力方向是竖直向下的
D．物块A受到斜面B的支持力方向是水平向左的
3．某同学在探究“弹力和弹簧伸长的关系”实验中，通过实验画出弹簧弹力F(N)与弹簧总长度x(m)的关系图线如图所示，则下面说法正确的是（　　）
A．弹簧的原长是10cm
B．弹簧产生的弹力与弹簧总长度成正比
C．弹簧产生的弹力是15N时，此时弹簧的长度是16cm
D．弹簧的劲度系数是150N/m
4．如图甲是乒乓球发球时的路径图，在乒乓球与桌面作用时，乒乓球受到桌面的弹力方向如图乙，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，a、b间一定有弹力的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．三个重均为10N的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧P、q用细线连接如图，其中a放在无摩擦的水平桌面上。开始时，P弹簧处于原长，木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉P弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程P弹簧的左端向左移动的距离是（轻弹簧和细线的重量都忽略不计）
A．4cm
B．6cm
C．
D．
7．如图所示，图中的物体A均处于静止状态，受到弹力作用的说法正确的是（　　）
A．图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力
B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为，，A对两斜面均有压力的作用
C．图丙中A不会受到斜面B对它的支持力的作用
D．图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用
8．如图甲所示，一根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的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示。则下列判断不正确的是（
）
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
9．下列关于弹力的说法中，正确的是（　　）
A．木块放在桌面上对桌面产生的压力，是由于桌面发生微小形变而产生的
B．用细竹竿拔动水中的木头，木头受到的弹力由于木头发生形变而产生的
C．细绳对物体拉力的方向总是沿绳且指向绳收缩的方向
D．挂在电线下面的电灯受到竖直向上的拉力，是因为电灯发生微小形变而产生的
10．原长为15cm的轻弹簧，竖直悬挂一个100g的钩码，平衡时弹簧的长度变为17cm，现在钩码下端再挂一个同样的钩码，已知弹簧仍处于弹性限度内，取重力加速度大小g=10m/s2。弹簧再次平衡时，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧共伸长了6cm
B．弹簧的长度变为34cm
C．弹簧的劲度系数为50N/m
D．弹簧的劲度系数为100N/m
11．如图所示，重为2N的物体悬挂在弹簧的下端，静止时弹簧伸长了4cm。现换用另一物体悬挂在弹簧的下端，静止时弹簧伸长了6cm（形变仍在弹性限度内），则弹簧的劲度系数和第二种情况下弹力的大小分别是（　　）
A．50N/m，3N
B．100N/m，6N
C．50N/m，6N
D．100N/m，3N
12．如图所示，在粗糙的水平地面上有质量为m的物体，连接在一劲度系数为k的轻质弹簧上，物体与地面之间的动摩擦因数为，现用一水平力F向右拉弹簧，使物体m做匀速直线运动，则弹簧伸长的长度为（重力加速度为g）（　　）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示，男子用弹簧拉力器（弹簧3根）健身，双手左右拉开弹簧拉力器，使其弹簧相比原长伸长了40cm（在弹性限度内，每根弹簧伸长相同），若此时弹簧拉力器的两端所受拉力均为300N，则（　　）
A．若双手拉力均变为150N，弹簧长度变为20cm
B．每根弹簧的劲度系数为250N/m
C．每根弹簧的劲度系数为750N/m
D．每根弹簧的劲度系数随弹簧的拉力的增大而增大
14．如图甲所示，木块A和B用一个轻质弹簧连接，竖直放置在水平地面上，最初系统静止。现用力缓慢拉木块A直到木块B刚好离开地面，测得木块B对地面的压力N相对应两木块之间的距离L，作出N－L图象如图乙，下列说法正确的是（　　）
A．图象中N0的数值等于木块B的重力
B．图象中L2表示弹簧的自然长度
C．图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数
D．图象中表示初始时弹簧的压缩量
15．在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例。请判断下列说法正确的是（　　）
A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B．跳板和运动员的脚都发生了形变
C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
D．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
16．如图所示，质量为m的物体与A、B两个弹簧相连，其劲度系数分别为k1和k2，B弹簧下端与地相连，现用手拉A的上端，使A缓慢上移，当B弹簧的弹力为原来的时，A上端移动的距离是多少？
17．一根轻质弹簧在10.0
N的拉力作用下，其长度由原来的5.00
cm伸长为6.00
cm。求：（弹簧始终在弹性限度内）
(1)当这根弹簧长度为4.20
cm时，弹簧受到的压力多大；
(2)当弹簧受到15.0
N的拉力时，弹簧的长度是多少。
18．如图所示，质量为m的物体A压在放于地面上的竖直的劲度系数为k1轻弹簧上，上端与劲度系数为k2的轻弹簧相连，轻弹簧k2上端与质量也为m物体B相连，物体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P相连，A、B均静止．现缓慢地向小桶P内加入细砂，当弹簧k1恰好恢复原长时，（小桶一直未落地）求
（1）小桶P内所加人的细砂质量；
（2）小桶在此过程中下降的距离．
19．一根轻弹簧，其弹力F的大小与长度x的关系如图的线段a和b所示．求
（1）弹簧原长为多少？
（2）弹簧的劲度系数为多大？
（3）弹簧长度为6cm时，弹力大小为多少？
参考答案
1．C
【详解】
弹簧受到大小为G的拉力作用时，伸长了2cm；则当弹簧受到大小为G的压力作用时将缩短2cm，即此时弹簧长度为10cm-2cm=8cm。
故选C。
2．B
【详解】
ABD．斜面B对物块A的支持力方向是垂直斜面向上的，即物块A受到斜面B的支持力方向是垂直斜面向上的，选项AD错误，B正确；
C．物块A对斜面B的压力方向是垂直斜面向下的，选项C错误；
故选B。
3．A
【详解】
A．由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知弹簧的原长为10cm，故A正确；
B．由图可知，弹簧产生的弹力F与弹簧总长度x是线性关系，不是成正比，故B错误；
CD．当拉力为30N时，弹簧的形变量为
△x=0.2m-0.1m=0.1m
由胡克定律F=kx得
当弹力是15N时
此时弹簧的长度
L=L0+△x′=0.1m+0.05m=0.15m=15cm
故CD错误。
故选A。
4．B
【详解】
在乒乓球与桌面作用时，乒乓球受到桌面的弹力方向应该垂直桌面竖直向上。
故选B。
5．B
【详解】
A．利用假设法判断弹力的有无，A图假设ab之间无弹力，若撤去b球，a球仍静止，说明ab之间没有弹力，A错误；
B．B图假设ab之间无弹力，撤去b球，a球不能静止，说明ab之间有弹力，B正确；
C．C图假设ab之间无弹力，撤去b球，a球仍静止，说明ab之间没有弹力，C错误；
D．D图假设ab之间无弹力，撤去b，a球仍静止，说明ab之间没有弹力，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
对物块b分析受力可知，q弹簧初始时压缩量为
对物块c分析受力可知，q弹簧末状态时伸长量为
末状态下，对bc整体分析受力可知，细线对b向上的拉力大小为2mg，由于物块a平衡，所以p弹簧的弹力大小也为2mg，则末状态下p弹簧伸长
由以上可知p弹簧左端向左移动的距离为
故ABD错误，C正确。
故选C。
7．B
【详解】
A．图甲中对B进行受力分析，B球受重力和弹力的作用，二力平衡B球静止，不可能再受到A对B的弹力的作用，
A错误；
B．图乙中采用假设法，若除去左侧的斜面，A将运动，去掉右侧的斜面，A也将运动，所以两斜面对球A均有力的作用，
B正确；
C．图丙中绳子对A的拉力是倾斜的，假设斜面B移走，则绳子要竖直，故A要受到斜面B对它的弹力的作用，C错误；
D．图丁中绳子处于竖直状态，故绳子有拉力；但若与斜面间有弹力，物体不能保持竖直状态，故物体不受斜面的弹力，D错误。
故选B。
8．A
【详解】
AB．弹簧产生的弹力和弹簧的形变量成正比，A错误，符合题意、B正确，不符合题意；
C．由题图乙知，F?x是一个过原点的直线，可求得弹簧的劲度系数
k
=
N/m
=
200N/m
C正确，不符合题意；
D．利用传感器进行弹力与弹簧形变量之间关系的实验，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，得出弹力与形变量之间关系等信息。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，D正确，不符合题意。
故选A。
9．C
【详解】
A．木块放在桌面上对桌面产生的压力，是由于木块发生微小形变而产生的，选项A错误；
B．用细竹竿拔动水中的木头，木头受到的弹力由于竹竿发生形变而产生的，选项B错误；
C．细绳对物体拉力的方向总是沿绳且指向绳收缩的方向，选项C正确；
D．挂在电线下面的电灯受到竖直向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的，选项D错误。
故选C。
10．C
【详解】
由题意可知
，
根据胡克定律F=kx得
当F2=2F1=2N时，设伸长量为x2，则根据胡克定律可知
即弹簧伸长了4cm所以弹簧此时的长度为
故选C。
11．A
【详解】
重为2N的物体悬挂在弹簧的下端时，根据物体平衡条件可知，弹簧的弹力F=2N，弹簧伸长的长度x=4cm=4×10?2m。根据胡克定律
F=kx
得，。当弹簧伸长了时，弹簧的弹力。
故选A。
12．D
【详解】
根据平衡条件得：弹簧的弹力
根据胡克定律得
解得弹簧的伸长量
故选D。
13．B
【详解】
A．用300N拉力拉时，弹簧形变量为40cm，故用150N拉力时，弹簧形变量为20cm，但由于弹簧具有原长，故长度一定大于20cm，故A错误；
BC．根据胡克定律F=kx得
弹簧的劲度系数
故C错误，B正确；
D．弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹簧拉力的大小无关，故D错误。
故选B。
14．C
【详解】
设A、B的重力分别为GA、GB，弹簧的原长为L0，开始时弹力
F弹=GA
木块B对地面的压力为GA+GB，弹簧恢复原长前对B受力分析得
弹簧恢复原长后
A．图象中N0是开始时的力，等于AB的重力的和，故A错误；
B．图象中L2对应的N=0，弹簧对B的向上的拉力等于B的重力，对地面的压力为0，弹簧处于拉长状态，故B错误；
C．由上面的分析知图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，故C正确；
D．由题意可知，L1对应着开始系统处于静止时两物体间的距离，L2表示B刚好离开地面时两物体间的距离，则图象中并不表示初始时弹簧的压缩量，故D错误。
故选C。
15．BC
【详解】
有弹力时，相互接触的物体都会发生形变。弹力是施力物体的形变产生的，所以运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力，是脚发生形变而产生的。
故选BC。
16．或
【详解】
B弹簧原压缩量为
A弹簧无形变
情况一：
B弹簧现压缩量为
A弹簧现拉长量为
A上端移动的距离为
情况二：
B弹簧现拉长量为
A弹簧现拉长量为
A上端移动的距离为
17．(1)8.00
N；(2)6.50
cm
【详解】
(1)弹簧原长L0＝5.00
cm＝5.00×10－2
m
在拉力F1＝10.0
N的作用下伸长到L1＝6.00
cm＝6.00×10－2
m
根据胡克定律F1＝kx1，有
当弹簧被压缩到L2＝4.20
cm＝4.20×10－2
m时，设压力为F2
，则
F2＝kx2＝k（L0－L2）＝8.00
N
(2)设弹簧的弹力F3＝15.0
N时弹簧的伸长量为x3，由胡克定律得
此时弹簧的长度为
L3＝L0＋x3＝6.50
cm
18．（1）2m
（2）2mg()
【详解】
（1）当k1恢复原长时，对AB整体分析，绳子的拉力为
F=2mg，即小桶中细砂的质量为2m．
（2）开始时，对AB分析，
k1x1=2mg
弹簧k1的压缩量为：
对B分析，k2x2=mg，弹簧k2的压缩量为：
当k1恢复原长时，对A分析，k2x2′=mg，弹簧k2的伸长量为：
在此过程中，小桶下降的距离为：
19．（1）12cm（2）2500N/m（3）150N
【详解】
（1）由图像可知，弹簧原长L0=12cm
（2）根据胡克定律：F=kΔx
（3）弹簧长度为6cm时，弹力大小为