3.1 重力与弹力 同步必刷题（Word版含答案）

课时3.1
重力与弹力
一、单选题。本大题共7小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．关于重力，下列说法正确的是（
）
A．球体的重心一定在球心上
B．物体上只有重心处才受到重力作用
C．物体向上抛出时受到的重力小于它静止时受到的重力
D．同一物体在同一地点，无论运动状态如何，其所受重力都一样大
2．一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．
3．一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图（a）所示，此时链条的重心为C1，若在链条两端各挂一个质量为的小球，如图（b）所示，此时链条的重心为C2，若在链条两端和中央各挂一个质量为的小球，如图（c）所示，此时链条的重心为C3（C1、C2、C3在图中均未标出）。比较三个重心的高度h1、h2和h3的关系（　　）
A．h1=h2=h3
B．h1C．h1>h2>h3
D．h1>
h3
>
h2
4．一个实验小组在做“探究弹簧形变与弹力的关系”的实验中，使用了两根不同的轻质弹簧M和N，他们得到弹力与弹簧长度的关系图象如图所示，则由图可知（　　）
A．M的原长比N的长
B．M的劲度系数比N的大
C．实验过程中两弹簧都已超过了弹性限度
D．弹力与弹簧长度成正比
5．如图所示，木块A、B的质量分别为3m、m，用一个劲度系数为k的轻质弹簧，其两端分别与A、B相拴接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．同学们通过实验探究，得到了在发生弹性形变时，弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。下列说法中能反映正确的探究结果的是（　　）
A．弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比
B．弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成反比
C．弹簧的弹力跟弹簧的伸长量的平方成正比
D．弹簧的弹力跟弹簧的伸长量无关
7．关于重力，下列说法正确的是（　　）
A．重力的大小与质量成正比，所以质量相同的物体在不同地点受重力相同
B．重力的大小与质量无关
C．重力的方向都是竖直向下的，因此在地球上不同的纬度重力方向相同
D．重力的作用点可能不在物体的几何中心
二、多选题。本大题共3小题，每小题所给四个选项中有多个正确选项。
8．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是（
）
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于静止状态
C．用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
9．有一些质量分布与厚度都均匀的铝板，其中有圆形，半圆形，还有一个是如图所示的月牙的形状，紫珠根据圆形和半圆形铝板的重心位置，就能正确的判断图示月牙状铝板的重心位置，那么紫珠判断的重心可能在（
）
A．A点
B．B点
C．C点
D．D点
10．下列说法正确的是（
）
A．抛向空中的球，在空中运动时受到重力和抛力的作用
B．卡车拉着拖车前进，卡车施加给拖车的力是动力，而拖车施加给卡车的力是阻力
C．冰球被击后在冰面上滑行，滑行过程中由于受到冰面对它的阻力作用慢慢停下来
D．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力
三、解答题。本大题共6小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
11．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在_____方向（填“水平”或“竖直”）。
(2)弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表。
代表符合
数值cm
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30
表中有一个数值记录不规范，代表符号为_____。
(3)下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_____的差值（填“L0”或“Lx”）。
(4)由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_____g。（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）
12．在“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”的实验中，得到如图所示的图像。试根据此图像求出该弹簧的原长及劲度系数。
13．一只弹簧测力计由于更换内部弹簧，导致示数与真实值不符。某同学进行了以下测试:不挂重物时，示数为2N；挂100N重物且保持静止时，示数为92N。求示数为20N时，所挂物体的实际重力。
14．如图所示，将标好刻度的圆形白纸贴于矩形木板作为表盘，使两个0刻度所在直径与木板底边垂直。把铁皮剪成指针形状，将小钢珠固定于指针尾端，然后将指针固定在位于圆心的自制转轴上；当木底边水平放置时，指针在钢珠的作用下尖端朝上，并好指到0°。这样，一个倾角仪便制作好了。请动手做一做，并说出这个倾角仪的工作原理。
15．把一盘放在地上长为的匀质铁链向上拉起至刚好拉直时，它的重心升高了多少？如图所示，一个边长为的匀质立方体，绕棱翻到使对角面处于竖直面时，其重心位置升高了多少？
16．将的物体静止悬挂在轻质弹簧上，弹簧伸长了2.0cm，弹簧的弹力是多大？弹簧的劲度系数是多少？（如图甲）将弹簧从挂钩处摘下，在点施加一个竖直向上的的拉力（图乙），物体仍然静止，那么弹簧的伸长量是多少？
参考答案
1．D
【解析】A．质量分布均匀的球体的重心一定在球心上，而非均匀球体的重心不一定在球心上，故A错误；
B．物体各处都受到重力，故B错误；
C．物体的重力是由地球对物体的吸引而产生的，与物体的运动状态无关，可知物体向上抛出受到的重力等于它静止时受到的重力，故C错误；
D．同一物体在同一地点，重力加速度相同，物体的重力相同，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】由胡克定律得F＝kx，式中x为形变量，设弹簧原长为l0，则有
F1＝k(l0－l1)
F2＝k(l2－l0)
联立方程组可以解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
3．D
【解析】分别研究桌面以上部分和桌面以下部分，则可得出两部分的重心；连接两点，则连线与角平分线的中点的交点即重心。
对于图a而言，桌面上链条的中点与垂下来的链条的中点的连线的中点即是整个链条的重心位置；
对于图b而言，是在图a重心的基础上又添加了一个两小球的重心，其重心的位置在两个小球连线的中点位置，且根据题意可知，两重心代表的质量还是相等的，故整个的重心一定在这两个等效重心连线的中点上，它的位置要比a靠下一些；
对于图c而言，其重心的位置又在图b的情景上添加了一个桌面边缘的小球，故它整体的重心会比图b高一些，但由于边缘小球的质量是，故其重心的位置仍会在图a之下，如图所示
故重心最高的是图a，其次是图c，最低的是图b，即
故D正确，ABC错误。
故选D。
4．B
【解析】A．由胡克定律，图象中与x轴交点的横坐标代表弹簧的原长，故的原长比的长，A错误；
B．图象中斜率代表弹簧的劲度系数，故的劲度系数比大，B正确；
CD．弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度是一次函数关系，结合可知，该函数为一次函数关系，故两弹簧都没有超过弹性限度，且弹力与弹簧长度成线性关系，不是正比关系。故CD错误。
故选B。
5．D
【解析】开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为，由胡克定律有
物体B恰好离开地面时，弹簧的拉力等于B的重力，设此时弹簧的伸长量为，由胡克定律有
这一过程中，物体A上升的高度
联立可得
故A、B、C错误，D正确；
故选D。
6．A
【解析】根据胡克定律可知，发生弹性形变时，弹簧的弹力与弹簧伸长量成正比，不是成反比，也不是与伸长量的平方成正比，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．D
【解析】A．重力加速度大小与维度和高度有关，因此质量相同的物体在不同的地点所受重力不同，故A错误；
B．物体受到的重力
可得重力的大小和质量成正比，故B错误；
C．重力的方向总是竖直向下，因此地球上不同地方重力方向一定不一定相同，故C错误；
D．重心的位置与物体的形状以及质量分布都有关。只有质地均匀、外形规则的物体的重心才在其几何中心上，故D正确。
故选D。
8．AB
【解析】弹簧发生弹性形变，有一定的限度，不能超出它的弹性限度，A正确；用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力时，应保证弹簧的弹力和砝码的重力为平衡力，所以应保证弹簧竖直且在钩码静止时读数，B正确；弹簧的长度与弹簧原长之差为弹簧的伸长量，C错误；拉力与伸长量之比表示弹簧的劲度系数，不同的弹簧劲度系数不同，D错误．
考点：本题考查探究弹力与弹簧伸长量的关系．
9．CD
【解析】质量分布与厚度都均匀的圆形铝板，其重心在B点，现挖去一个圆心在A的圆，形成月牙状，其重心必在B点下方．根据挖去圆的半径大小与位置，月牙状铝板的重心可能在C也可能在D．故选CD.
10．BC
【解析】抛向空中的球，在空中运动时只受到重力的作用．由于手与球不再接触，所以球不再受到抛力，故A错误；卡车拉着拖车前进，卡车施加给拖车的力对拖车做正功，是动力，而拖车施加给卡车的力对卡车做负功，是阻力，故B正确；冰球被击后在冰面上滑行，冰面对它的阻力起减速作用，使它慢慢停下来，故C正确；由于力的作用是相互的，不管什么物体，是受力物体的同时也一定是施力物体，故D错误．所以BC正确，AD错误．
11．竖直
L3
Lx
4.9
10
【解析】(1)[1]将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。
(2)[2]用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位，故L3的数值记录不规范；
(3)[3]在砝码盘中每次增加10g砝码，所以弹簧的形变量应该是弹簧长度与Lx的差值。
(4)[4]根据胡克定律公式△F=k△x，有
[5]通过图和表可知L0=25.35cm，Lx=27.35cm
所以砝码盘的质量为
12．弹簧原长为，劲度系数为
【解析】根据图像可知，弹簧原长为，劲度系数为
13．20N
【解析】设1N的弹力对应弹簧伸长量为l，由胡克定律可得
设物体所受的实际重力为G，由胡克定律可得
联立可解得G=20N，即所挂物体的实际重力为20N。
14．答案见解析
【解析】将待测倾角的斜面放置于水平面上，将倾角仪的底边与待测倾角的斜面重合，由于指针在重力的作用下总是处于竖直状态，这样，原来的零刻线连线与斜面垂直，指针与水平面垂直，指针所偏转的角度即为斜面倾角。利用了两个角的两边分别对应垂直时，两个角相等或互补。
15．，
【解析】当铁链盘放在地面上时，重心位置在水平地面上．当铁链刚好拉直时，重心位于铁链的中心，即重心升高了；
连接，交点为，此点为重心位置，过向底面引垂线交底面于点，过向棱引垂线交于点．由几何关系可得
因此重心位置升高了
16．50N；；2.0cm
【解析】物体静止时受重力、弹力，二力平衡，所以
又
联立解得：
物体受重力、弹力二力平衡，点受弹力、向上的拉力，二力平衡，所以可得此时弹簧弹力
故弹簧伸长量仍然是。