3.2 科学探究：弹力 同步课时作业-2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（Word含答案）

3.2科学探究：弹力—2021-2022学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册同步课时作业
1.如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P。用力压桌面，观察墙上光点位置的变化。下列说法中正确的是( )
A.F增大，P不动 B.F增大，P上移 C.F减小，P下移 D.F减小，P上移
2.杂技演员有高超的技术，如图所示，能轻松地顶住从高处落下的坛子，他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是( )
A.坛的形变 B.头的形变 C.坛受到的重力 D.人受到的重力
3.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。下列关于斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A.沿的方向 B.先沿的方向后沿的方向
C.沿的方向 D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
4.如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为，其大小关系是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为的斜面上，杆的另一端固定一个重为4 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力( )
A.大小为4 N，方向平行于斜面向上 B.大小为2 N，方向平行于斜面向上
C.大小为4 N，方向垂直于斜面向上 D.大小为4 N，方向竖直向上
6.在图中，均处于静止状态，则间一定有弹力的是( )
A. B. C. D.
7.将一弹性绳对折，相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳，每段绳在相同的外力作用下，其伸长量为原来的一半。现有一根原长20 cm的弹性细绳，其所受外力F与伸长量x的关系如图所示，将此细绳对折，其两端点固定于天花板同一位置，并在对折点处竖直悬挂一物体，然后再缓慢放手，平衡后发现物体下降了2 cm，则该物体所受重力约为( )
A.0.8 N B.1.6 N C.3.2 N D.6.4 N
8.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；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.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm
9.探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂重力为15 N的重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂重力为20 N的重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长和劲度系数k分别为( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，木块的质量分别为，用一个劲度系数为k的轻质弹簧，其两端分别与相拴接，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.
11.某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
（1）他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长_____cm，劲度系数______。
（2）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度______cm。
12.如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
（1）为完成实验，还需要的实验器材有：___________。
（2）实验中需要测量的物理量有：__________。
（3）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图线，由此可求出弹簧的劲度系数为__________N/m。图线不过原点是由于____________。
（4）为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（）对应的点，作出F与x的关系图像；
B.记下弹簧不挂钩码时其下端对应的刻度尺上的刻度；
C.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一个刻度尺；
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数式，如果不行，则考虑二次函数式；
F.解释函数表达式中常数的物理意义；
G.整理仪器。
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_____________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：当力F增大时，两镜面均向里倾斜，使入射角减小，经两次累积，使反射光线的反射角更小，光点P下移；反之，若力F减小，光点P上移，所以，选项D正确。
2.答案：A
解析：头顶受到的压力的施力物体是坛子，受力物体是头顶，它产生的直接原因是坛的形变，A项正确。
3.答案：D
解析：支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物，所以斜台给足球的弹力的方向为垂直于斜台斜向左上方，故D正确。
4.答案：A
解析：根据二力平衡，有，所以A选项正确。
5.答案：D
解析：以小球为研究对象，小球受到两个力—重力和杆对小球的弹力，根据二力平衡得，弹力的方向竖直向上，大小为4 N，所以D正确。
6.答案：B
解析：判断两球间有无弹力，要依据弹力产生的两个条件：一是相互接触；二是发生弹性形变。四个选项都满足了接触这一条件，但是否发生了形变难以直接观察，可以利用“假设法”来判断。在A图中，若拿去a球，b球仍静止不动，可知间没有挤压，故间没有弹力。在B图中，若拿去a球，b球将向左运动，可知间存在相互挤压，故间存在弹力。在C图中，若拿去a球，b球仍静止，可知间没有挤压，故间没有弹力。在D图中，若拿去斜面球可能静止，可知间可能没有挤压，故间可能没有弹力。综上可知间一定有弹力的是B图。
7.答案：C
解析：由于将一弹性绳对折，相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳，每段绳在相同的外力作用下，伸长量变为原来的一半，根据胡克定律可知劲度系数变为原来的两倍。根据图像可知原来弹性细绳的劲度系数，则对折后劲度系数变为，所以物体的重力为，A、B、D错误，C正确。
8.答案：B
解析：本题考查胡克定律及其简单应用，属于对定律的理解能力考查。设弹性绳劲度系数为k，绳总长时，绳上弹力大小，绳中点处受力平衡，设绳与水平方向夹角为θ，则有，绳两端缓慢移至同一点时，设绳长为，其弹力大小，此时绳中点处受力平衡，有，综上所述有，解得，则选项B正确。
9.答案：D
解析：根据胡克定律得当悬挂重力为15 N的重物时，，当悬挂重力为20 N的重物时，，将，，代入解得，故D正确，A、B、C错误。
10.答案：D
解析：开始时，都处于静止状态，设弹簧的压缩量为，由胡克定律及二力平衡知识得；物体B恰好离开地面时，设弹簧的伸长量为，由胡克定律及二力平衡知识得；整个过程中，物体A上升的高度，联立可得，故A、B、C错误，D正确。
11.答案：（1）4；50
（2）9
解析：解：（1）弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8cm，伸长量为4cm；根据胡克定律，有：；
（2）由图c得到弹簧的弹力为2.5 N，根据图b得到弹簧的长度为9cm。
12.答案：（1）刻度尺
（2）弹簧的弹力与对应的伸长量
（3）200；弹簧自重的影响
（4）CBDAEFG
解析：（1）根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量。
（2）根据实验原理，实验中需要测量的物理量有挂不同个数钩码时弹簧的弹力、弹簧对应的伸长量。
（3）根据图像中和两个点，由可得；由于弹簧自重的影响，使得弹簧在不受外力时就有形变量。
（4）操作步骤的先后顺序为CBDAEFG。