3.2 科学探究弹力练习—福建省2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（word含答案）

第三章第二节：科学探究弹力练习
一、单选题
一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是
A.
地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
B.
地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变
C.
汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变
D.
以上说法都不正确
一木块静止在水平桌面上
A.
木块对桌面的压力和木块的重力是一对平衡力
B.
木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球
C.
木块对桌面的压力是弹力，是由于木块发生形变而产生的
D.
木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力保持平衡
下列说法中正确的是
A.
书放在桌面上，会受到桌面对它的弹力作用，产生这个弹力的直接原因是桌面的形变
B.
由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量成反比
C.
“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的
D.
力的产生离不开物体，且只有相互接触的物体才能产生力的作用
如下图所示，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的
A.
OA方向
B.
OB方向
C.
OC方向
D.
OD方向
一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为弹性绳的伸长始终处于弹性限度内


A.
86cm
B.
92cm
C.
98cm
D.
104cm
如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力情况，下列说法正确的是

A.
M处受到的支持力垂直MN向上
B.
N处受到的支持力竖直向上
C.
M处可能受到沿MN方向的静摩擦力
D.
N处可能受到沿MN方向的静摩擦力
下列四幅图均为静止的光滑小球Q所受弹力方向的示意图，其中正确的是
A.
B.
C.
D.
如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为、，它们一端固定在质量m的物体上，另一端分别固定在Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换成质量为2
m的物体弹簧的长度不变，且弹簧均在弹性限度内，当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则x为
A.
B.
C.
D.
二、多选题
将一本物理书放在水平桌面上静止，则下列说法正确的是
A.
书对桌面压力是由于桌面产生形变而产生的
B.
书对桌面的压力是弹力，大小等于书受的重力
C.
桌面对书的支持力是由于桌面受到书的挤压产生形变而产生的
D.
书对桌面的压力是由于桌面受到书的挤压产生形变而产生的
如图所示，轻弹簧的劲度系数，当弹簧的两端各受20N拉力F的作用时在弹性限度内弹簧处于平衡，那么下列说法正确的是
A.
弹簧所受的合力为40N
B.
弹簧所受的合力为0N
C.
该弹簧伸长10cm
D.
该弹簧伸长20cm
如图所示，A，B两物体的重力分别是，．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A，B间轻弹簧中的弹力，则细线中的张力T及B对地面的压力N的可能值分别是
A.
7
N和0
N
B.
5
N和2
N
C.
1
N和6
N
D.
2
N和5
N
在半球形光滑碗内斜搁一根筷子，如图所示，筷了与碗的接触点分别为A、B，则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为
A.
均竖直向上
B.
均指向球心
C.
A点处指向球心O
D.
B点处垂直于筷子斜向上
三、计算题
如图所示，两块小磁铁质量均为，A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地板上，弹簧的原长，劲度系数。当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为。不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力，取求：
对B的磁力的大小和方向；
对地面的压力大小。
如图所示，a、b、c三个质量均为2kg的相同木块处于静止状态，其中a木块放在水平桌面上，与桌面的动摩擦因数，a、b间用细线连接，细线伸直，但没有形变。b、c间由劲度系数为的轻弹簧拴连。当对a施水加的作用力时细线仍未出现弹力。现增大作用力F缓慢地向左拉a，直到c木块刚好离开水平地面为止此时b距滑轮仍有一段距离，取。求
当时桌面对a的摩擦力；
该过程a的左端向左移动的距离为多少？
市场上常见的台秤如图所示，该台秤称量物体质量的原理是利用内部的弹簧测出物体的重力大小，再经过换算得到物体的质量。测量质量的物体时，弹簧的长度；测量质量的物体时，弹簧的长度。取重力加速度大小。
求该台秤弹簧的劲度系数k；
若该台秤的弹簧长度，求此时被测物体的质量M。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
物体发生形变后，要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用，这就是弹力。是施力物体发生弹性形变后对受力物体的作用力。
本题要正确理解弹力产生的原因，知道弹力是因为施力物体发生形变后要恢复原状，从而产生了对受力物体的作用力。
【解答】
AB、地面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变，从而对地面产生了向下的压力；汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了形变，从而对汽车产生了向上的支持力；故A、B错误；
C、汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了向下的形变，要恢复原状产生；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了向上的形变，要恢复原状产生的，故C正确；
D、因C正确，故D错误；
故选：C。

2.【答案】C
【解析】解：A、桌面对木块的支持力和木块的重力都作用在同一个物体上，是一对平衡力，木块对桌面的压力和木块的重力是一对平衡力作用在两个物体上；故A错误；
B、木块对桌面的压力是由于木块形变产生的，施力物体是木块不是地球；故B错误；
C、木块对桌面的压力是弹力，它是由于木块的形变而产生的；故C正确；
C、木块的重力与木块的支持力是作用力与反作用力，不是平衡力；故D错误；
故选：C。
作用力与反作用力：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上；
二力平衡：等值、反向、共线，作用在同一个物体上。
本题考查作用力与反作用力及平衡力；要注意明确作用力与反作用力是两个相互作用的物体间的力；而平衡力是同一个物体受到的力。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查力学的基本知识，包括力的基本概念，弹力产生原因以及弹力的相关知识。
【解答】
A.弹力产生原因是施力物体产生形变，故A正确；
B.劲度系数是反映弹簧软硬程度的物理量，只与弹簧本身有关系，与F以及x无关，故B错误；
力是物体与物体之间的相互作用，一个力产生必然同时有施力物体和受力物体，但是二者并不一定接触，譬如重力，故CD错误。
故选A。
4.【答案】D
【解析】解：小球和小车的加速度相同，所以小球在重力和杆的作用力两个力的作用下也沿水平向右的方向加速运动，加速度水平向右，根据牛顿第二定律可知，加速度的方向与合力的方向相同，合力水平向右，即合力沿图中的OD方向，故ABC错误，D正确．
故选：D．
小球受重力和杆对小球的作用力，在两个力共同作用下沿水平向右的方向加速运动，加速度水平向右，合力水平向右．
根据牛顿第二定律可知，加速度的方向与合力的方向相同，是解决本题的关键．另外知道杆的弹力不一定沿杆的方向．
5.【答案】B
【解析】
【分析】
绳长变为100cm时，伸长了20cm，可以得出绳子的拉力，根据共点力的平衡关系可得出绳子的劲度系数，进而计算出两端在同一点时弹性绳的总长度。
本题考查共点力的平衡，本题的关键是找出绳子与竖直方向的夹角，然后计算出劲度系数。另外做这一类题目，要养成画图的习惯，这样题目就能变的简单。
【解答】
如图所示，绳子原长是，伸长为100cm，如图，则AB段长50cm，伸长量，假设左右两边绳子的劲度系数均为k，则绳子拉力为：
把绳子的拉力分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向的分量为：，
物体处于平衡状态，则拉力合力等于重力，即为：，
当AC两点移动到同一点时，绳子两个绳子的夹角为0，设每段绳子伸长x，则两个绳子的拉力合力为：
，
联立得：，解得：。
所以此时绳子总长度为。故B正确。
故选B。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
解决本题的关键要掌握支持力和静摩擦力方向的特点，并能正确分析实际问题支持力是一种弹力，其方向总是与接触面垂直，指向被支持物静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反。
支持力的方向是垂直于接触面指向被支持的物体，静摩擦力的方向是与相对运动趋势的方向相反，由此可判知各选项的正误。
【解答】
A.M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，故A错误；
B.N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上，不是竖直向上，故B错误；
C.M处受到的静摩擦力与支持力的方向垂直，沿水平方向，故C错误；
D.因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D正确。
故选D。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
由弹力的产生条件及平衡条件逐一分析即可。
本题以对弹力产生的条件为情境，考查学生的理解能力。
【解答】
A.由平衡条件可知，球受重力与杆对球的弹力，所以杆对球Q的弹力应竖直向上，故A错误；
B.球受重力与拉力即可平衡，所以与球Q接触的斜线上没有弹力，故B错误；
C.用移物法分析可知，与球Q接触的斜面上没有弹力，故C错误；
D.由平衡条件可知球受重力与、作用处于平衡状态，所以与球Q接触的半球和绳子上都有弹力作用，故D正确。
故选D。
8.【答案】A
【解析】解：当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为：
当物体的质量变为2m时，设物体下降的高度为x，则上方弹簧伸长的长度为x，
下方弹簧被压缩的长度为，两弹簧弹力之和等于2mg由胡克定律和平衡条件得：

由联立解得：；
故选：A。
当物体的质量为m时，弹簧处于原长，下方弹簧的弹力等于mg，由胡克定律求出其压缩的长度．将物体的质量增为原来的2倍时，上方的弹簧伸长的长度与下方弹簧压缩量增加的长度相等，等于物体下降的高度，两弹簧弹力之和等于2mg，再由胡克定律求解物体下降的高度．
本题由胡克定律和平衡条件分别研究两种情况下弹簧的压缩量，要抓住第二情况下，两弹簧形变量与物体下降高度相等进行列式．
9.【答案】BC
【解析】
【分析】
本题考查我们对于物体所受力的分析和二力平衡的条件，二力平衡最重要的条件是看是否作用在同一物体上，并掌握作用力与反作用力的内容。
二力平衡的条件是：作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，并根据弹力产生的条件，即可求解。
【解答】
A.书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的对桌面的压力，故A错误；
B.书对桌面的压力是弹力，是由于书发生形变而产生的对桌面的压力，受力物体是桌面，桌面对它的支持力，受力物体是书，二力作用在两个物体上，属于作用力与反作用力，而重力与支持力是平衡力，因此二力在数值上等于书受的重力，故B正确；
C.桌面对书的支持力是由于桌面受到书的挤压，桌面发生弹性形变，桌面要恢复原状而对书产生的，故C正确；
D.书对桌面的压力是由于书受到桌面的压力，书产生弹性形变，书要恢复原状，而对桌面产生力的作用，故D错误。
故选BC。
10.【答案】BC
【解析】
【分析】
轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用，弹簧平衡时合力为零，根据胡克定律求解弹簧的形变量。
弹簧的弹力与形变量之间的关系遵守胡克定律，公式中，x是指弹簧伸长的长度或压缩的长度，即是弹簧的形变量。
【解答】
轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用，弹簧平衡时合力为零，故A错误，B正确；
由胡克定律得弹簧的形变量为，故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】BC
【解析】解：分别就弹簧拉伸和压缩时，对A和B进行受力分析：
如图，和为弹簧的两种情况下的弹力，故有，，，根据A、B均处于平衡有
第一种情况弹簧拉伸时对A弹力2N，据A平衡有，据B平衡有：；
第二种情况弹簧压缩时对A弹力2N，据A平衡有，据B平衡有：；
故选：BC。
对物体分别进行受力分析，注意AB间弹簧弹力为2N，但没有具体到是拉伸时的弹力还是压缩时的弹力，考虑到拉伸和压缩的不同情况，故本题有2解．
本题考查了受力分析与平衡条件，对物体正确受力分析、灵活应用平衡条件是解题的关键；解题时要注意讨论：弹簧的弹力为拉力与支持力两种情况，否则要出错．
12.【答案】CD
【解析】
【分析】
支持力是一种弹力，其方向与接触面垂直，并且指向被支持物。
弹力通常有三种：支持力、压力和拉力，对于球形物体，若两个物体是点与点接触型，支持力常常指向球心。
【解答】
碗对筷子A、B两点处都有支持力。在A处：筷子与碗的接触面是碗的切面，碗对筷子的支持力垂直切面指向筷子，根据几何知识得知，此方向指向球心O，即A点处碗对筷子的支持力指向球心O。在B处：筷子与碗的接触面就是筷子的下表面，所以B点处碗对筷子的支持力垂直于筷子斜向上。综上分析AB错误，CD正确。
故选CD。
13.【答案】解：假设B对A的磁力竖直向上，对A受力分析，如图甲所示，由平衡条件得
kLFmg0，
解得F，
故B对A的磁力大小为，方向竖直向上。
由牛顿第三定律得A对B的磁力FF，方向竖直向下。
对B受力分析，如图乙所示，由平衡条件得
FmgF0，
解得F，
由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为。
【解析】根据胡克定律求得弹簧对A拉力大小，对A受力分析，根据平衡条件得求B对A的磁力，根据牛顿第三定律分析A对B的磁力大小和方向；
对B受力分析，根据平衡条件以及牛顿第三定律求得B对地面的压力大小。
本题考查的是胡克定律和平衡条件以及牛顿第三定律的应用；受力分析是处理力学问题的关键和基础，所以要熟练掌握物体受力分析的一般步骤和方法。
14.【答案】解：细线未出现弹力，根据二力平衡可知：，方向沿桌面水平向右；
细线上刚伸直还未出现弹力时，弹簧处于压缩状态，由胡克定律：，
得压缩量：，
当c木块刚好离开水平地面，弹簧处于拉伸状态，此时弹簧的伸长量是：，
则弹簧的长度变化量为：，
a的左端向左移动的距离为。
答：当时桌面对a的摩擦力大小2N，方向沿桌面水平向右；
该过程a的左端向左移动的距离为。
【解析】本题考查了胡克定律和共点力平衡的基本运用，关键选择好研究对象，结合共点力平衡，以及抓住弹簧的初末状态分析求解。
对a受力分析，根据平衡条件求出桌面对a的摩擦力；
对b受力分析，根据胡克定律求出弹簧的压缩量，对c受力分析，根据胡克定律求出弹簧的伸长量，a向左移动的距离为压缩量和伸长量的和。
15.【答案】解：设弹簧的原长为，由胡克定律可知：
解得：，
由胡克定律可知：
解得：
【解析】根据胡克定律和平衡条件列出平衡方程，得到该台秤弹簧的劲度系数k；
同样，根据胡克定律和平衡条件得到被测物体的质量M。
把握胡克定律的应用是解题的关键。
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