3.1 重力 弹力 同步课时训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(Word版含答案)

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名称 3.1 重力 弹力 同步课时训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 611.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-15 11:19:58

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文档简介

课时3.1 重力 弹力 同步课时训练
一、单选题。本大题共8小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.一个轻质弹簧,受到拉力时长15cm,受到拉力时长17cm,则该弹簧的劲度系数为(  )
A. B. C. D.
2.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.20m,它们的下端固定在地面上,上端自由,如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则两根弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1,小弹簧劲度系数为k2)(  )
A.k1=100 N/m,k2=200 N/m B.k1=200 N/m,k2=100 N/m
C.k1=100 N/m,k2=300 N/m D.k1=300 N/m,k2=200 N/m
3.松鼠在中国的东北和华北各地十分常见,如图所示,一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠的弹力的方向为(  )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.垂直树枝斜向上 D.沿树枝方向
4.下列关于重力与重心的说法正确的是(  )
A.重力的方向总是垂直向下,
B.物体的质量没有发生变化,但是它的重力可能发生变化
C.重心是重力的作用点,所以重心总是在物体上
D.物体的重心位置与物体的形状及其质量分布无关
5.运动员将足球踢向空中且向斜上方飞行,关于此过程中足球的受力情况,下列图示中正确的是(  )(G为重力,F为脚对球的作用力,Ff为空气阻力)
A. B. C. D.
6.把一个薄板状物体悬挂起来,静止时如图所示,则对于此薄板状物体所受重力的理解,下列说法正确的是(  )
A.重力就是地球对物体的引力
B.重力大小和物体运动状态有关
C.重力的方向总是指向地心
D.薄板的重心一定在直线AB上
7.关于物体的重心,正确说法(  )
A.物体的重心一定在这个物体上
B.规则物体的重心在它的几何中心上
C.一辆空载的汽车装上货物后,重心会升高
D.物体的形状改变,它的重心位置一定改变
8.将一根轻质弹簧上端固定,下端悬挂一质量为m的物体,物体静止时,弹簧长度为L1;而当弹簧下端固定在水平地面上,将质量为m的物体压在其上端,物体静止时,弹簧长度为L2。已知重力加速度为g,则该弹簧的劲度系数是(  )
A. B. C. D.
二、多选题。本大题共4小题,每小题有两项或以上符合题意。
9.2020年2月13日凌晨,我国空军共出动包括6架运 20和2架运 9在内的3型11架运输机,分别从乌鲁木齐、沈阳、西宁、天津、张家口、成都、重庆7地机场起飞,将近千名军队医疗队员和74吨医疗物资运往武汉,支援新冠病毒疫情的斗争,这是国产运 20首次参加非战争军事行动,展现了中国空军强大的战略运输能力,如图所示。关于运 20运输机受到的重力,下列说法正确的是(  )
A.运 20受到的重力指向地心
B.运 20受重力的同时,它也对地球产生吸引
C.运 20受到的重力的施力物体是地球
D.运 20匀速飞行时,它不受重力作用
10.如图所示,一辆吉普车停在水平地面上,下列说法正确的是(  )
A.吉普车没有发生形变,所以汽车不受弹力
B.吉普车受到向上的弹力,是因为地面发生了形变
C.吉普车受到向上的弹力,是因为吉普车发生了形变
D.地面受到向下的弹力,是因为吉普车发生了形变
11.玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.桥面受向下的弹力,是因为汽车发生了形变
B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力
C.汽车受向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变
D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变
12.如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线,根据图线可以确定(  )
A.弹簧的原长为10 cm
B.弹簧的劲度系数为200 N/m
C.弹簧伸长15 cm时弹力大小为10 N
D.弹簧伸长15 cm时弹力大小为30 N
三、填空题。本大题共4小题。
13.把一条盘放在地面上的长为L的匀质铁链竖直向上刚好拉直时,它的重心位置升高了________;把一个边长为L的匀质正方体,在水平面上绕bc棱翻倒使对角面AbcD处于竖直方向,如图所示,重心位置升高了________,正方体受到的支持力是因为________发生形变产生的,正方体对地面的压力是________发生形变产生的。
14.原长为16cm的轻质弹簧,甲、乙两人同时用100N的拉力向外拉弹簧时,弹簧长度变为18cm,若将弹簧一端固定在墙壁上,另一端由甲一人用200N的力拉弹簧,这时弹簧长度为__________cm,此弹簧的劲度系数为________N/m。
15.质量为的人到了月球上,用天平测他的质量应为_____,用弹簧秤测他的重力应为_____(月球的重力加速度是)
16.物体各部分所受重力可看作集中于某一点,这一点叫做__________.质量均匀分布的物体,重心位置只跟物体的__________有关,有规则形状的均匀物体的重心在物体的__________上,形状不规则或质量不均匀的薄板状物体的重心一般可用__________来确定.
四、解答题。本大题共4小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
17.某同学用如图甲所示的装置来探究弹力和伸长量的关系,该同学分别把弹簧和橡皮筋作为研究对象,记录每一次悬挂钩码的质量和指针所对应的刻度,然后通过分析这些数据获得实验结论。
(1)实验时,该同学认为可以用钩码的重力来代替弹簧或橡皮筋产生的弹力大小,这样做的依据是________。
A.弹簧或橡皮筋产生的弹力和钩码的重力是同一个力
B.弹簧或橡皮筋产生的弹力和钩码的重力大小相等、方向相同
C.弹簧或橡皮筋产生的弹力和钩码的重力二力平衡
(2)该同学用图像法来分析数据,如图乙所示,其中横轴代表伸长量、纵轴代表弹力。图中“虚线”是根据橡皮筋的测量数据绘制出的图线、“+”是根据弹簧的测量数据描绘的点迹,但他对弹簧的研究工作还未结束,请你根据下面表格中的数据在图中完成剩余工作:
a.请用“+”将第4个点迹描绘在图像中;
b.请根据所有点迹“+”,在图中画出能反映弹簧弹力变化规律的图线。_________
序号 1 2 3 4 5 6
钩码质量/g 0 50 100 150 200 250
弹簧弹力/N 0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
指针位置/cm 13.30 16.85 20.10 23.37 26.50 30.31
(3)根据在图乙中绘制的图线,计算可得该弹簧的劲度系数为________N/m。(结果保留三位有效数字)
(4)根据图乙,请描述橡皮筋的劲度系数与弹簧的劲度系数的区别:_________。
18.如图所示,弹簧的劲度系数为500N/m。图(a)是分别用F=50N的力拉弹簧的两端;图(b)是将弹簧一端固定,另一端用F=50N的力拉弹簧,试问:
(1)这两种拉弹簧的方式,弹簧的伸长量是否相同?为什么?
(2)弹簧的伸长量分别是多大?
19.蹦极(Bungee Jumping),也叫机索跳,白话叫笨猪跳,是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40 m(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处,然后两臂伸开,双腿并拢,头朝下跳下去。
问题:设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m,质量为50 kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3 000 N,已知此人停在空中时,蹦极的橡皮绳长度为17.5 m,橡皮绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律(g取10 m/s2)。求:
(1)橡皮绳的劲度系数;
(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高。
20.把一个放在水平地面、长为l的匀质链条竖直向上刚好拉直时,它的重心位置升高多少 将一个棱长为a的均匀正方体放在水平地面上,绕其一条棱翻转时,其重心位置升高的最大高度是多少
参考答案
1.D
【解析】设弹簧原长为L0,由胡克定律
F=kx

50=k(0.15-L0)
60=k(0.17-L0)
解得
k=500N/m
故选D。
2.A
【解析】大弹簧劲度系数为k1,小弹簧劲度系数为k2,依据公式
得在0到0.2m范围内有
在0.2m到0.3m范围内有(这个范围内小弹簧的压缩量比大弹簧小0.2m)
解得
k1=100 N/m
k2=200 N/m
BCD错误,A正确。
故选A。
3.C
【解析】弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体,树枝对松鼠的弹力的方向垂直树枝斜向上。
故选C。
4.B
【解析】A.重力的方向总是竖直向下,故A错误;
B.物体的质量没有变化时,由于重力加速度随地理位置可能会变化,则重力G=mg可能会发生变化。故B正确;
C.重心可以在物体上,也可以在物体之外,如空心的球体重心在球心上,不在物体上,故C错误;
D.重心的位置与物体的质量分布有关,质地均匀,外形规则的物体的重心在物体的几何中心上。故D错误;
故选B。
5.B
【解析】足球飞在空中时,受竖直向下的重力,还受到空气阻力,阻力方向与运动方向相反,此外不受其他力。
故选 B。
6.D
【解析】A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,不是地球对物体的引力,故A错误;
B.重力的大小与物体的运动状态无关,故B错误;
C.重力的方向竖直向下,故C错误;
D.因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力,必在一条直线上,所以重心一定在细线的延长线上,即薄板的重心一定在直线AB上,故D正确。
故选D。
7.C
【解析】A.重心可以在物体上,也可以在物体之外,如空心的球体重心在球心上,不在物体上,故A错误;
B.重心的位置由物体的形状和物体的质量分布决定,则形状规则的物体的重心不一定在它的几何中心上,还与其质量分布情况有关,故B错误;
C.一辆装满货物的载重汽车,当装上货物后,它的质量分布和形状都发生了改变,其重心会升高,故C正确;
D.重心的位置跟物体的形状有关,还跟质量分布有关,物体形状改变,其重心的位置不一定会改变,故D错误。
故选C。
8.B
【解析】设弹簧原长为,由胡克定律得,式中x为形变量,弹簧下端悬挂一质量为m的物体时,则有
质量为m的物块放在弹簧的上端时
联立方程组可以解得
故选B。
9.BC
【解析】A.重力的方向竖直向下,而不一定指向地心,A错误;
B.由于地球对运 20的吸引而使运 20受到重力,同时运 20对地球也产生吸引,B正确;
C.任何力都有施力物体,重力的施力物体是地球,C正确;
D.地球附近的任何物体都受重力作用,与运动状态无关,D错误。
故选BC。
10.BD
【解析】A.吉普车和地面相互挤压,都发生了弹性形变,故汽车受到地面的弹力,地面受到汽车的弹力,A错误;
BC.地面发生形变,对吉普车产生向上的弹力,B正确,C错误;
D.吉普车发生形变,对地面产生向下的弹力,D正确。
故选BD。
11.AC
【解析】B.汽车与桥面相互挤压,都发生了弹性形变,B错误;
CD.由于桥面发生了弹性形变,所以对汽车有向上的弹力, D错误C正确;
A.由于汽车发生了弹性形变,所以对桥面产生向下的弹力,A正确。
故选AC。
12.ABD
【解析】A.当弹力为零时,弹簧处于原长,则原长为10 cm,A正确;
B.当弹簧的长度为5 cm时,弹力为10 N,此时弹簧压缩量
根据胡克定律

B正确;
CD.当弹簧伸长量
根据胡克定律得
C错误D正确。
故选ABD。
13. L 地面 正方体
【解析】略
14.20 5000
【解析】[1] 甲、乙两人同时用100N的拉力向外拉弹簧时,弹簧拉力为F=100N。将弹簧一端固定在墙上,另一端由人用200N的力拉弹簧时,弹簧拉力为F=200N,根据胡克定律
拉力与伸长量成正比,所以弹簧长度为20cm;
[2]根据
解得k=5000N/m
15.72 120
【解析】[1][2]质量为的人到了月球上,质量不变,则用天平测他的质量应为72,用弹簧秤测他的重力应为
16.重心 形状 几何中心 悬挂法
【解析】[1]物体各部分所受重力可看作集中于某一点,这一点叫做重心;
[2][3][4]质量均匀分布的物体,重心位置只跟物体的形状有关,有规则形状的均匀物体的重心在物体的几何中心上,形状不规则或质量不均匀的薄板状物体的重心一般可用悬挂法来确定。
17.C 见解析 见解析
【解析】(1)[1]当钩码静止时,弹簧或橡皮筋产生的弹力和钩码的重力二力平衡,大小相等、方向相反,故C正确,A、B错误。
(2)[2]通过描点连线,弹簧弹力变化规律的图线如图所示。
(3)[3]在图像中,斜率代表弹簧的劲度系数,则
(4)[4]由橡皮筋和弹簧的图像可知,橡皮筋的图像的斜率随x的增大而减小,弹簧的图像的斜率随x的增大保持不变,所以橡皮筋的劲度系数随伸长量的增大而减小,弹簧劲度系数是常量,与伸长量无关。
18.(1)相同,弹簧受到的拉力相等,弹簧产生的弹力相等;(2)均为0.1m
【解析】(1)这两种拉弹簧的方式,弹簧受到的拉力相等,弹簧产生的弹力相等,均为50N,由胡克定律可知,弹簧的伸长量相同。
(2)由胡克定律可知,两弹簧的伸长量均为
19.(1)200 N/m;(2)30 m
【解析】(1)人静止于空中时,橡皮绳的拉力
F1=mg=500 N

F1=k(L-L0)
所以橡皮绳的劲度系数
k==200 N/m
(2)设橡皮绳拉力最大时,绳长为l
根据胡克定律得
F2=k(l-L0)

l=+L0=15 m+15 m=30 m
即橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为30m。
20.;
【解析】一个放在水平地面、长为l的匀质链条竖直向上刚好拉直时,它的重心位置升高;
将一个棱长为a的均匀正方体放在水平地面上,此时重心距离地面;绕其一条棱翻转时,其重心位置的最大高度为,升高的最大高度为。