3.1 重力与弹力 练习题—2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word含答案)

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名称 3.1 重力与弹力 练习题—2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-24 10:00:04

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第三章第一节重力与弹力练习题
一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)
下列说法正确的是
A. 同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等
B. 物体间相互作用时,先有施力物体,后有受力物体
C. 水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的
D. 物体的重心总在物体的几何中心
下列关于力的说法,正确的是
A. 重力就是地球对物体的吸引力
B. 在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比
C. 支持力的方向为竖直向上指向被支持物
D. 放在水平面上的物体,对水平面的压力就是重力
如图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示,下列说法正确的是
A. 力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力
B. 力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上则垂直斜面向下
C. 根据力的图示可读得铅球重力的大小为
D. 力的图示中标度是唯一的,必须是
关于重力和弹力的下列说法中,不正确的是
A. 挂在电线下的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变产生的
B. 由胡克定律可得:,可知弹簧的劲度系数与弹力成正比,与形变量成反比。
C. 质量均匀分布、几何形状规则的物体的重心必与其几何中心重合
D. 轻杆的弹力方向不一定沿杆方向,但可以沿杆向外
如图所示,硬质的球形容器中盛满某种液体,容器静置于两桌缝之间。某时刻在容器的底部钻一个小孔,液体从小孔中逐渐流出。不计一切摩擦,则以下说法中正确的是
A. 球形容器包括里面的液体,总的重心一直下降
B. 桌边对球形容器的弹力方向随液体的流出而改变
C. 桌边对球形容器的弹力先变小后变大
D. 当液体流完后,增大桌子间距的过程中,每个桌子对球形容器的弹力都变大
如图所示,一人骑自行车通过一半圆形的拱桥时,关于自行车受力的说法正确的是
A. 自行车受到的摩擦力的施力物体是桥面
B. 自行车受到的重力的施力物体是桥面
C. 自行车对拱桥顶端的压力是由于桥面的形变产生的
D. 自行车在桥面上任何位置受到重力的方向总与桥面垂直
一个重力的木块沿斜面下滑过程中,用力的图示法表示它所受的重力,并用统一的标度表示.正确的图是
A. B.
C. D.
如图所示,一根质量均匀分布的直铁丝的重心位置在其中点,把它弯成一个圆环其重心位置在圆心。下列说法正确的是
A. 铁丝变成圆环重心位置发生变化,说明重心与物体的形状有关
B. 直铁丝的重心在其中点,说明重心一定在物体上
C. 直铁丝除了点其他部分不受重力
D. 圆环所受的重力都集中在上
二、多选题(本大题共3小题,共12.0分)
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
下列各图中、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.
关于弹力的说法,错误的是
A. 物质互相接触,就有弹力的相互作用。
B. 物体发生弹性形变,就必然对别的物体产生力作用。
C. 由胡克定律可得:,可知弹簧的劲度系数与弹力成正比,与形变量成反比。
D. 压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面,绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向
三、填空题(本大题共2小题,共8.0分)
某同学利用如图甲所示的装置做实验,探究弹簧弹力与形变量的关系。
实验得到如图乙所示弹力与弹簧长度关系图线不计弹簧重力,该弹簧原长______。实验得出弹簧弹力与形变量成正比,该弹簧的劲度系数______。若将该弹簧制成弹簧秤,当其示数如图丙所示时,弹簧的伸长量______。
某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小和弹簧长度的关系如图甲所示,则由图线可知:
弹簧的劲度系数为_______。
为了用弹簧测力计测定两木块和间的动摩擦因数,两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案。
为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块和之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案_______填“乙”或“丙”更合理。
若两木块和的重力分别为和,当木块被拉动时,弹簧测力计的示数为,弹簧测力计的示数为,弹簧测力计的示数为,则两木块和间的动摩擦因数为_______。
四、计算题(本大题共3小题,共30.0分)
蚂蚁可称为“六脚大力士”一只质量约为的蚂蚁,能举起重量是它自身体重倍的树叶,蚂蚁对这个树叶的支持力约是多大?如果到月球上举树叶,那么蚂蚁能举起多少千克的树叶?已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的
如图所示,原长为厘米的轻质弹簧放置在一光滑的直槽内,弹簧的一端固定在槽的端,另一端连接一小球。这一装置可以从水平位置开始绕点缓缓地转到竖直位置。设弹簧的形变总是在其弹性限度内。试在下述、两种情况下,分别求出这种装置从原来的水平位置开始缓缓地绕点转到竖直位置时小球离开原水平面的高度。
在转动过程中,发现小球距原水平面的高度变化出现极大值,且极大值为厘米。
在转动的过程中,发现小球离原水平面的高度不断增大。
如图所示,光滑斜面倾角,用一竖直方向的光滑挡板将球挡在斜面上,已知球重。
在图中作出小球受力的示意图;求出斜面及挡板对球弹力的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查力的基础知识,解题关键是掌握重力、弹力的概念以及相互作用力的特点。根据重力加速度的特点结合重力的表达式判断赤道和北极处的重力大小;根据力的特点判断;根据弹力的产生判断;根据重心的特点。
【解答】
A.从赤道到两极,重力加速度变小,所以同一物体在赤道和北极受到的重力大小不相等,故A错误;
B.物体相互作用具有同时性,因此施力物体和受力物体没有先后,故B错误;
C.杯子受到桌面的支持力是一个弹力,根据弹力的产生可知,该力是由于桌面发生弹性形变而产生的,故C正确;
D.只有质量分布均匀形状规则的物体,其重心才在几何中心上,故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
重力的方向是竖直向下的,是由地球的吸引而产生的,弹力是由于物体形变产生的,方向垂直于接触面,弹力的大小:在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比。
弹力、重力是力学中的基础知识,要熟练掌握重力、弹力的产生、大小、方向等基础知识,注意重力与地球的吸引力区别。
【解答】
A.由于地球的自转影响,物体的重力是地球对物体的吸引力的分力,不能直接说物体的重力就是地球对物体的吸引力,故A错误;
B.根据胡克定律,在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故B正确;
C.放在支持面上的物体所受支持力的方向指向被支持的物体,垂直于支持面,故C错误;
D.放在水平面上静止的物体对水平面的压力与重力大小相等,是两种性质的力,压力是物体形变产生的,重力是由于地球吸引产生的,故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】
【分析】
力的图示要表现力的三要素,即力的大小、方向和作用点,重力的作用点即为重心,方向竖直向下。
本题考查力的图示,掌握力的图示作图要点是解决本题的关键。
【解答】
A.力的图示中重力的作用点在重心上,物体上任何部分都受重力作用,重心是所有部分重力的等效作用点,故A错误;
B.力的图示中重力的方向竖直向下,故B错误;
C.根据力的图示,标度为,铁球重力为两个标度的长度,故铁球重力的大小为,故C正确;
D.力的图示中单位长度所表示的力的大小即标度不是唯一的,可以任意选择,故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
弹力是由于施力物体发生形变后想要恢复原状而对和它接触的物体产生的力;要明确弹力的方向与形变方向之间的关系。
本题考查弹力产生的原因,知道是由于发生形变的物体想要恢复原状而对与它接触的物体产生弹力,一定要区分施力物体和受力物体。
【解答】
弹力是由于“施力物体”发生形变后想要恢复原状而对和它接触的物体产生的力。
A.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,电线是施力物体,所以是由于电线发生微小形变而产生的,故A正确;
B.由胡克定律可得:,弹簧的劲度系数与弹力与形变量无关,由弹簧自身决定,故B错误;
C.质量均匀分布、几何形状规则的物体的重心必与其几何中心重合,故C正确;
D.轻杆对物体的弹力方向,与轻杆与物体的接触点、接触面有关,不一定沿杆的方向,也可以沿杆向外,故D正确。
本题选不正确,故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据液体没有流出和液体全部流出后重心位置即可判断重心位置的变化情况;弹力方向总是指向圆心,跟系统重心位置无关;球形容器受到的两边弹力的方向不变,而系统的重力逐渐减小,即两个弹力的合力一直减小,则每个弹力也一直减小;液体流完后,球形容器的重力不变,增大桌子间距,两个弹力的夹角增大了,而两个弹力的合力一定,则每个弹力都增大了。
本题主要考查重心和弹力的大小和方向。
【解答】
A.液体没有流出时,球形容器系统的重心在球心处,当液体全部流出后,重心又在球心处,而液体流出的开始阶段,系统重心一定会下降,则系统的重心一定会先下降再上升,故A错误;
B.弹力方向应该过接触点,垂直于过接触点的圆的切线,即弹力方向总是指向圆心,跟系统重心位置无关,故B错误;
C.因为球形容器受到的两边弹力的方向不变,而系统的重力逐渐减小,即两个弹力的合力一直减小,则每个弹力也一直减小,故C错误;
D.液体流完后,球形容器的重力不变,增大桌子间距,两个弹力的夹角增大了,而两个弹力的合力一定,则每个弹力都增大了,故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
分析自行车的受力情况,明确各力的施力物体以及产生原因是解题的关键.
本题考查对重力、弹力、摩擦力的理解,要注意明确各力的产生原因,重点掌握弹力是由于施力物体形变后要恢复原状而产生的.
【解答】
A、摩擦力是由于桥面与自行车之间的摩擦产生的,故自行车受到的摩擦力的施力物体是桥面,故A正确;
B、自行车受到的重力的施力物体是地球,故B错误;
C、自行车对拱桥顶端的压力是由于自行车的形变产生的,故C错误;
D、重力的方向总是竖直向下,而桥面并不是一直水平,故重力的方向不是总垂直于桥面的,故D错误.
故选:.
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了力的图示的作法,要注意与力的示意图的区别,在设定标度时,要注意力必须是标度的整数倍。线段要有截取痕迹。
根据力的图示的定义,将重力的三要素:大小;方向;作用点表示出来对各个选项注意分析即可。
【解答】
A.物体的重力为,图中标度设为,作用点在重心,力的作用线是标度的整数倍,但方向不是竖直向下,故A错误;
B.图中标度设为,方向竖直向下,作用点在重心,力的作用线是标度的整数倍倍,符合力的图示,故B正确;
C.图中作用点未画在重心上,故C错误;
D.图中重力的方向不正确,故D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了重力和重心,形状规则,质量分布均匀的物体,重心在其几何重心。
【解答】
A.铁丝变成圆环重心位置发生变化,说明重心与物体的形状有关,A正确;
B.直铁丝的重心在其中点,但重心不一定全在物体上,B错误;
C.直铁丝各部分都受重力,C错误;
D.圆环各个部分都受重力,并不是集中在上,D错误。
故选A.

9.【答案】
【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】
【解析】
【分析】
产生弹力的条件有两个,一是接触,二是发生弹性形变。
本题考查了弹力产生的条件,可以用假设法,若没有会产生什么现象,若有会产生什么现象。
【解答】
A.图中若两球间若有弹力则小球将沿水平面向两侧运动并分开,所以间没有弹力;
B.图两球间若有弹力则小球将向两边运动,间没有弹力;
C.图两球间若无弹力则小球将向下运动,间有弹力;
D.图两球间若无弹力则小球将向右下运动,间有弹力;
本题选不存在弹力的,故选AB。

11.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查物体的弹性和弹力。弹力产生必须具备两个条件:一是两物体直接接触,二是物体要发生弹性形变。
【解答】
A. 两个物体接触不一定有弹力产生,物体还必须发生弹性形变,故A错误;
B. 两个物体接触并发生弹性形变时会产生弹力,故B正确;
C. 弹簧的劲度系数与弹力、形变量均无关,与弹簧的自身因素决定,故C错误;
D. 压力和支持力都是由于相互挤压的物体发生弹性形变而产生的,方向垂直于物体的接触面,而绳子的拉力总是沿绳而指向绳收缩的方向,故D正确。
本题选错误的,故选AC。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”,关键是明确实验原理,然后根据胡克定律并结合图象列式求解。
弹簧处于原长时,弹力为零;根据胡克定律求解劲度系数;
直接从弹簧秤得到弹力,再根据胡克定律得出弹簧的伸长量。
【解答】
弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为;弹簧弹力为时,弹簧的长度为,伸长量为;根据胡克定律,有:;
由图丙得到弹簧的弹力为,此时弹簧的伸长量为
故答案为
13.【答案】;乙; 。
【解析】
【分析】
本题主要考查胡克定律,胡克定律公式中,是弹簧伸长或压缩的长度,不是弹簧的长度;关键明确实验原理,根据平衡条件和动摩擦力与摩擦力因数的关系列式求解。
【解答】
由图读出,弹簧的弹力时,弹簧的长度为,即弹簧的原长为,由图读出弹力为,弹簧的长度为,弹簧压缩的长度;由胡克定律得弹簧的劲度系数为;
乙丙两种方案,在拉着物体运动的过程中,丙图中拉的弹簧测力计由于在不断地运动,示数可能会变化,读数不是很准,弹簧测力计是不动的,指针稳定,便于读数,所以乙方案更合理;
由于弹簧测力计示数为,所以、间的动摩擦因数;
14.【答案】解:蚂蚁对这个树叶的支持力与树叶的重力大小相等;
树叶的质量;
故蚂蚁对树叶的支持力:;
蚂蚁在地球上能举起重量是自身体重倍的树叶,它的“举力”;
在月球上,它的“举力”不变,能够举起质量为的重物,则:
有,得:。
答:蚂蚁对这个树叶的支持力约是;
如果到月球上举树叶,那么蚂蚁能举起千克的树叶。
【解析】本题考查了学生对重力计算公式的理解和掌握,知道常数在月球上是地球上的
是解决此题的关键;掌握受力分析的内容,注意蚂蚁质量单位,容易与相混淆。
根据质量约为的蚂蚁能举起自身重倍的树叶,结合,及平衡条件,即可求解;
月球对它表面物体的引力大约是地球的,物体的质量是不变的,所以,再根据蚂蚁在地球上和月球上所能举起树叶的重力是一样的求出月球上树叶的质量。
15.【答案】解:设直槽与水平方同夹时,由平衡,小球受弹簧支持力为:
弹簧长度为,所以小球高度为
从这个表达式可以看出,与均是常数,是一个关于的二次函数,二次项系数是负值,有最大值将式写成:

当时,有最大值,代入中条件
所以,那么此时的,,
故所以,当时
说明:时,而时,低了。
“在转动的过程中,发现小球离原水平面的高度不断增大”说明在转动过程中没有极值,或最大值在时取得。
的绝对值一直在减小,即,
也就是说,,
小球高度的表达式有:
当,,
但不能超过弹簧的原长。有:。
【解析】本题主要考查了小球在转动过程中高度与角度的函数变化关系,注重数学知识的应用。
由缓慢移动的过程中的每时每刻都受力平衡,列出高度与弹簧总长度的表达式,可解得劲度系数,转到竖直位置时由胡克定律求解;
在转动过程中,发现小球离原水平的高度不断增大,不存在极值点。
16.【答案】解:受力分析如图所示:
对物体进行正交分解有:,
解得:,
【解析】本题主要考查物体的受力分析以及力的正交分解,解题的关键在于准确分析物体的受力情况,进而根据平衡条件得出等式。
物体受到重力、挡板作用力、斜面作用力这三个力;
对物体进行正交分解,根据平衡条件即可求解。
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