4.2形变与弹力同步练习题（Word版含答案）

4.2形变与弹力同步练习题2021-2022学年鲁科版高中必修一物理
一、单选题
下列说法中正确的是
A. 两个接触的物体间一定有弹力
B. 压力、支持力、拉力都属于弹力
C. 非常坚硬的物体在力作用下是不会产生形变的
D. 弹簧的劲度系数与拉力有关，拉力越大，劲度系数越大
如图所示，小球系在竖直的细绳下端，球恰又与光滑斜面接触并处于静止状态，则小球受到的力有
A. 重力和绳对它的拉力
B. 重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力
C. 重力和斜面对球的支持力
D. 绳对它的拉力和球对斜面的压力
放在水平桌面上的苹果，处于静止状态，下列说法中正确的是
A. 由于桌面发生微小的形变，对苹果产生垂直于桌面向上的弹力
B. 由于桌面发生微小的形变，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力
C. 由于苹果发生微小的形变，对桌面产生垂直于桌面向上的弹力
D. 由于苹果发生微小的形变，使苹果受到重力作用
如图所示，物体的左侧为竖直墙面，的下面有一竖直压缩的弹簧，、保持静止．则：
A. 物体一定与墙面间无摩擦力
B. 物体一定受到墙面竖直向下的摩擦力
C. 物体一定受到墙面竖直向上的摩擦力
D. 受到个力作用
下列图中静止物体受力示意图正确的是
A. B.
C. D.
如图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和口小底大的普通茶杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器侧壁都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法正确的是
A. 各容器的侧壁对钢球均无弹力作用
B. 各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C. 量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D. 口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用
关于下列四幅图中的弹力说法正确的是
A. 甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力
B. 乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的长度成正比
C. 丙图中，碗对筷子弹力沿筷子斜向上，如图中箭头所示
D. 丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳拉伸的方向
如图所示，图中的物体均处于静止状态，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，与间存在弹力
B. 图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为，，对两斜面均有压力的作用
C. 图丙中不会受到斜面对它的支持力的作用
D. 图丁中受到斜面对它的支持力的作用
篮球比赛中的击地传球是指持球者在传球时，为闪躲防守队员防守而将球经击地后传给队友，如图所示，下列说法正确的是
A. 篮球对水平地面的弹力方向斜向下
B. 水平地面对篮球的弹力方向竖直向下
C. 水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的
D. 篮球受到水平地面的支持力是由于篮球发生了形变而产生的
下列关于力的论述，正确的是
A. 手拍桌面，是先有手对桌面的作用力，后有桌面对手的反作用力
B. 细绳受到的拉力，总是沿着细绳指向细绳收缩的方向
C. 杆对固连物体的弹力，总是平行于杆，但既可以指向杆收缩的方向，也可以相反
D. 四驱越野车，沿盘山公路上山且处于正常行驶即车轮相对地面无滑动状态，车和地面间的摩擦是静摩擦
二、填空题
在光滑水平面上，一根原长为的轻质弹簧的一端与竖直轴连接，另一端与质量为的小球连接，如图所示．当小球以为圆心做匀速圆周运动的速率为时，弹簧的长度为；当它以为圆心做匀速圆周运动的速率为时，弹簧的长度为。求_________。
如图所示，一个质量为的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为、劲度系数为的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离。在这一过程中，点的位移开始时弹簧处于原长状态是，在这一过程中，系统弹性势能的增加量__________；系统重力势能的增加量__________。重力加速度为
如图所示，木板放在水平地面上，质量为的物块放在它的水平上表面上；弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与物块相连，重力加速度取，当用力匀速抽出长木板的过程中，观察到弹簧秤的示数为，弹簧伸长量为，若加速抽出木板，弹簧的伸长量________填“增大”“减小”或“不变”，物块与木板间的动摩擦因数为________，弹簧的劲度系数为________。
三、实验题
小明同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，安装好如图所示的实验装置：让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂一个钩码，静止时弹簧长度为，根据此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺最小分度是上位置的放大图，可读出弹簧的长度______。在弹簧下端分别挂个、个、个、个相同钩码，静止时弹簧长度分别是、、、实验中，当挂个钩码时，弹簧长度为。已知每个钩码质量是，当地重力加速度，据此小明计算出弹簧的劲度系数为_______结果保留三位有效数字。
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、间的动摩擦因数，两同学分别设计了如图所示的甲、乙两种方案。
为了用某一弹簧测力计的示数表示和之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______更合理。
甲方案中，若和的重力分别为和。当被拉动时，弹簧测力计的示数为，的示数为，则、间的动摩擦因数为_______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
要解答此题需掌握：弹力的产生条件和影响弹力大小的因素。
此题考查了有关弹力的产生条件和影响弹力大小的因素，要注意辨别和运用。
【解答】
A.弹力产生的条件：相互接触且相互挤压，故A错误；
B.压力、支持力、拉力从性质上分都是弹力，故B正确；
C.任何物体都可以发生形变，故C错误；
D.弹簧的劲度系数与弹簧的材料、粗细、长短等有关，与拉力无关，故D错误。
故选B。

2.【答案】
【解析】
【分析】
小球和光滑斜面接触，受到重力和绳的拉力，斜面对小球没有弹力，如有弹力，小球将受到三个力作用，重力和绳的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将向左上方运动，与题设条件矛盾。
本题采用假设法分析斜面的弹力是否存在，这是判断弹力和摩擦力是否存在常用的方法。
【解答】
由题意可知，小球和光滑斜面接触，受到重力和绳的拉力，斜面对小球没有弹力，若有弹力，则小球处于不平衡状态，故A正确，BCD错误。
故选A。

3.【答案】
【解析】
【分析】
弹力产生的条件是接触且有弹性形变；弹力的方向与施力物体形变方向相反，并依据平衡力，及作用力与反作用力，即可求解。
本题关键明确弹力的产生条件以及弹力的方向与施力物体的形变方向相同，注意平衡力与相互作用力的区别。
【解答】
桌面发生微小的形变，从而对苹果有向上的支持力，故A正确，B错误
C.由于苹果发生微小的形变，要恢复原状，故会对阻碍其恢复原状的物体桌面施加弹力，方向垂直于桌面向下，故C错误；
D.苹果受到重力是地球给的，故D错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
以整体为研究对象，竖直方向受力平衡，由此分析与墙壁之间有没有摩擦力。
本题主要是考查共点力的平衡，解答本题要知道整体法的应用。
【解答】
整体受力平衡，竖直方向受到重力和弹簧的弹力，水平方向不受力，所以与墙之间没有弹力；
没有弹力就不会有摩擦力，故A正确、BC错误；
D.隔离物体，必受重力、对的弹力和对的摩擦力作用，受三个力，故D错误；
故选A。
5.【答案】
【解析】
【分析】
弹力产生在接触面上，常见的支持力或压力是弹力，它们的方向是垂直接触面指向受力物体。
解决本题的关键是掌握支持力或压力的方向特点，知道它们都垂直接触面指向受力物体；要注意曲面上的弹力一定是过圆心的。
【分析】
A.小球受到挡板和斜面的支持力，方向均垂直于接触面，而重力方向应竖直向下，不是垂直于斜面，故A错误；
B.方向不对，应通过球心，故B错误；
C.图中小球只受两个力：重力、水平面的支持力，故C正确；
D.球受到两个弹力，墙的支持力与接触面垂直，指向球即为；绳子拉力沿绳指向绳子收缩的方向即为，故D错误；
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】弹力的产生条件是：接触，挤压。根据弹力产生的条件判断是否都受到弹力。
我们也可以运用搬移法判断是否都受到弹力，如果将物体搬离，看另一个物体的运动状态是否发生改变，如果不改变说明物体不受弹力，如果改变说明受弹力。
【解答】
球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，只能借助假设法判断．假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立．
我们也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图分别如图甲、乙、丙所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用．A正确．

7.【答案】
【解析】
【分析】
绳子对物体的弹力沿绳指向绳收缩的方向；胡克定律内容为：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比；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。
弹力是由于物体发生弹性形变而产生的，在分析弹力时要注意分析弹力的产生原因及方向。
【解答】
A.桌面受到压力是因为书本的形变而产生的，故A正确；
B.根据胡克定律，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的形变量成正比，故B错误；
C.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，故C错误；
D.轻绳对物体拉力一定是沿着绳而指向收缩的方向，故D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据力与运动的关系，利用假设法或根据共点力的平衡条件分析物体受力情况。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答，注意：只有相互接触的物体发生弹性形变时才会产生弹力的作用。
【解答】
A.图甲中对进行受力分析，在竖直方向上球受重力和地面对的竖直向上的弹力的作用，二力平衡，假设与间存在弹力，不可能静止，故A错误；
B.图乙中采用假设法，若除去左侧的斜面，将运动，去掉右侧的斜面，也将运动，所以两斜面对球均有力的作用，故B正确；
C.假设撤去斜面，小球向右摆动，受力不平衡，所以丙中受到斜面对它的支持力的作用，故C错误；
D.假设撤去斜面，小球受重力和拉力，二力平衡，所以丁中不会受到斜面对它的支持力的作用，故D错误。
故选B。

9.【答案】
【解析】
【分析】
支持力的方向垂直于接触面指向被支持物体；地面对篮球的支持力和篮球对地面的压力是一对相互作用力；篮球受到地面的支持力是由于地面发生了形变而产生的；判断超重和失重的关键是看加速度的方向。
本题考查了牛顿运动定律的应用超重和失重、物体的弹性和弹力等知识点。支持力是常见的弹力，其方向垂直于接触面并且指向被支持物。基础题，比较容易。超重和失重的判断是看加速度的方向，和速度方向无关。
【解答】
A.根据弹力垂直接触面，则篮球给地面的弹力方向垂直向下，故A错误；
B.同理，地面给篮球的弹力方向竖直向上，故B错误；
C.地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的，故C正确；
D.篮球受到地面的支持力是由于地面发生了形变而产生的，故D错误。
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查作用力和反作用力总是同时产生同时消失，绳上的拉力的方向即杆上弹力的方向，并且考查了实际生活中的静摩擦力的应用。
本题是关于力的基础知识和基本概念的考查，不难。
【解答】
A.作用力和反作用力总是同时产生同时消失，故A错误；
B.细绳拉物体的力，总是沿着细绳指向细绳收缩的方向，故 B错误；
C.杆对固连物体的弹力，可以沿杆，也可以与杆成任意角度，故C错误；
D.四驱越野车，沿盘山公路上山且处于正常行驶即车轮相对地面无滑动状态，车和地面间的摩擦是静摩擦，故 D正确；
故选D。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键找出向心力来源，考查了向心力公式的直接应用，难度不大，属于基础题。
设弹簧的劲度系数为，小球做匀速圆周运动时有弹簧弹力提供向心力，根据向心力公式列式，联立方程即可求解。
【解答】
设弹簧的劲度系数为，当小球以做匀速圆周运动时有：，
当小球以做匀速圆周运动时有：，
两式之比得：。
故答案为：。
12.【答案】
【解析】
【分析】本题的关键是根据胡克定律求出弹簧伸长的长度，然后求出物体上升的距离，即可求解。遇到含有弹簧的问题，应明确胡克定律表达式中的含义，再求解即可；系统重力势能的增加量等于克服重力做的功。
【解答】
点缓慢向上移动过程中，物体处于平衡状态，物体受重力和弹簧的弹力，根据二力平衡的条件、胡克定律，有所以，
系统弹性势能的增加量
物体距离地面高度
重力对物体做的功
则系统重力势能的增加量
故答案为

13.【答案】不变；；。
【解析】
【分析】
长木板以某一速度做匀速运动，当弹簧稳定时，相对地面静止，受到平衡，分析物体的受力情况，由平衡条件研究受到的滑动摩擦力，滑动摩擦力与速度的无关，根据滑动摩擦力公式求解动摩擦因数；根据胡克定律求解弹簧的劲度系数。
当物体处于平衡状态时往往分析受力情况，根据平衡条件求解未知力，基础题。
【解答】
不管下面的木板加速抽出还是匀速抽出，、之间都是滑动摩擦，又因对的正压力不变，所以、间的滑动摩擦力不变，对分析可知，弹簧秤对的拉力与对的滑动摩擦力平衡，所以弹簧伸长量不变；、间的动摩擦因数；弹簧的劲度系数。
故答案为：不变；； 。
14.【答案】；
【解析】
【分析】
本题考查探究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系，要注意明确实验原理，同时注意掌握相应仪器的测量方法，根据刻度尺的读数方法可得出对应的读数。
【解答】
由刻度尺的读数方法可知图中的读数为：。
故答案为：
【分析】
由可求得所挂钩码的重力，即可得出弹簧的拉力，根据胡克定律求出弹簧的劲度系数。
【解答】
挂个钩码时，重力为：；
挂个钩码时，重力为：；
则根据胡克定律可知：
故答案为：
15.【答案】
甲；
【解析】
【分析】
本题考查实验研究弹簧的劲度系数和接触面间的动摩擦因数。解决本题明确本实验的基本原理，理解实验的基本方法，会进行数据分析。
由，可确定劲度系数；
根据处于静止状态，间的滑动摩擦力等于弹簧秤读数，可确定甲方案更合理；
根据，可确定动摩擦因数。
【解答】
图线的斜率表示劲度系数，；
甲方案较合理，因为在图甲中，静止，弹簧测力计的示数等于所受的滑动摩擦力；而乙方案需要弹簧测力计拉着物块做匀速直线运动，不利于准确测量。
利用的示数和的重力，其中对的压力大小等于的重力，根据。
故答案为：；甲；。
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