1.1　重力与弹力练习2021-2022学年物理必修第一册人教版2019（word含解析）

第三章　相互作用——力
1　重力与弹力
第1课时　重力与弹力
基础过关练
题组一　重力与重心
1.(2021吉林长春外国语学校高一上期中)关于重力和重心,下列说法中正确的是 (易错)
A.重心一定在物体上
B.物体静止时受到的重力最大,沿水平面运动时重力变小
C.重力的方向总是垂直向下的
D.重力的施力物体是地球
2.跳高运动员在如图所示的四种过杆姿势中,重心最接近甚至低于横杆的是 (　　)
题组二　形变与弹力
3.(2020广东深圳外国语学校高一上期中)关于弹力,下列说法中错误的是 (　　)
A.物体受到的弹力是由于施力物体的形变而产生的
B.弹力产生在直接接触且发生弹性形变的物体之间
C.相互挤压的物体间弹力方向总是跟接触面相垂直
D.相互接触的物体间一定存在弹力
4.(2021浙江杭州高级中学高一上期中)(多选)在各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图所示的跳水运动就是一个实例。下列说法正确的是(　　)
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.跳板和运动员的脚都发生了形变
C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的
D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的
题组三　弹力的有无及方向的判断
5.(2021广东东莞丰泰外国语中学高一上期中)(多选)如图所示,各接触面是光滑的,A、B处于静止状态,则A、B间无弹力作用的是 (深度解析)
6.(2021湖南邵东一中高一上期中)下列图中画出的弹力N的示意图合理的是 (　　)
题组四　对胡克定律的理解
7.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是 (　　)
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的形变量x成正比
B.由k=可知,弹簧的劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的形变量x成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的,与弹力F的大小和弹簧的形变量x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小
8.(2021湖南东安一中高二上测试)某弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F与弹簧的伸长量x的关系如图所示。当弹簧的伸长量为0.4 m时,弹簧的弹力F=　　　　N,弹簧的劲度系数k=　　　　N/m。
能力提升练
题组一　实际情景中物体的重力与重心
1.(2021福建平和一中高一上期中,)如图所示,一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一带阀门的细管,打开阀门让细沙慢慢流出的过程中,球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会 (　　)
A.一直下降　　　　 B.一直不变
C.先下降后上升　　　　 D.先上升后下降
2.()将一个棱长为a的均匀立方体绕着自己的一条棱翻转,当它的面对角线刚好与地面垂直时,其重心位置升高了多少
题组二　实际情景中弹力方向的确定
3.(2021上海徐汇位育中学高一上期中,)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的方向说法正确的是 (　　)
A.沿v1的方向
B.先沿v1的方向后沿v2的方向
C.沿v2的方向
D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
4.(2021浙江义乌三中高一上月考,)如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力 (深度解析)
A.大小为2 N,方向平行于斜面向上
B.大小为1 N,方向平行于斜面向上
C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2 N,方向竖直向上
5.(2020福建泉州泉港一中高一上期末,)一杆靠在矮墙上,关于杆受到的弹力的方向,图中所示正确的是 (　　)
题组三　胡克定律的理解和应用
6.(2021黑龙江哈尔滨三中高一上期中,)如图所示,弹簧质量不计,劲度系数k=400 N/m,一端固定在P点,另一端悬挂质量为1 kg的物体M,当M静止时,弹簧的长度为10 cm,若将M换为质量为2 kg的物体N,则N静止时,弹簧的长度为(弹簧始终在弹性限度内,g=10 m/s2)(　　)
A.10 cm　　　　B.12.5 cm　　　　C.15 cm　　　　D.20 cm
7.(2020山东济南历城二中高一上期末,)如图所示,一根弹簧,其自由端B未悬挂重物时指针正对刻度0,在弹性限度内,当挂上80 N重物时指针正对刻度40,若要指针正对刻度20,应挂重物的重力为 (　　)
A.40 N　　　　 B.30 N
C.20 N　　　　 D.因k值不知无法计算
8.(2021广东珠海二中高一上期中,)如图所示,木块A、B的质量分别为3m、m,一个劲度系数为k的轻质弹簧的两端分别与A、B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(重力加速度为g) (　　)
A.　　　　 B.　　　　 C.　　　　 D.
答案全解全析
基础过关练
1.D　重心可以在物体上,也可以在物体外,故A错误;重力大小是由物体的质量和重力加速度决定的,与物体的运动状态无关,故B错误;重力的方向总是竖直向下的,故C错误;重力的施力物体是地球,故D正确。
易混易错 对重力理解的易错点:(1)误认为重力等于地球对物体的引力;(2)误认为重力的方向垂直于接触面;(3)误认为重心必在物体上。
2.D　四种过杆姿势中,前三种过杆时重心均在横杆之上,而背越式过杆时,头、躯干、腿依次过杆,身体的大部分与杆接近,甚至低于杆。选项D正确。
3.D　物体受到的弹力是由于施力物体发生形变要恢复原状而产生的,故A说法正确;产生弹力的条件是直接接触的物体间发生形变,故B说法正确;弹力总是垂直于物体间接触面的,故C说法正确;相互接触的物体如果没有发生形变则它们之间没有弹力的作用,故D错误。
4.BC　跳板和运动员的脚都受到力的作用,都要发生形变,选项A错误,B正确;运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的,跳板受到的压力是运动员的脚发生形变而产生的,选项C正确,D错误。
5.AC　在选项B、D的图中,因为物体A、B间有相互挤压,必定存在弹力,故选项B、D错误。在选项A的图中,假设A、B间有弹力,则A、B两物体均不能处于静止状态,故A、B间无弹力作用,故选项A正确。同理,在选项C的图中,物体A与B间也没有弹力,否则会运动,故选项C正确。
方法技巧 弹力的有无判断中的注意点:(1)施力物体发生形变而对受力物体有弹力;(2)误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用,而忽视了弹力产生的另一条件——发生形变。
6.D　弹力应该过接触点、球心斜向上,故A错误;弹力应该过接触点垂直接触面竖直向上,故B错误;OB面无弹力,故C错误;B点弹力垂直杆斜向上,故D正确。
7.ACD　在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)成正比,故A项正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与弹力F及弹簧的形变量x无关,故C项正确,B项错误;由胡克定律得k=,k值可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小,故D项正确。
8.答案　400　1 000
解析　由图像可知弹簧的伸长量为0.4 m时弹力为400 N;由胡克定律F=kx,可得k==1 000 N/m。
能力提升练
1.C　装满细沙的球壳和细沙组成的系统的重心在球心,随着细沙不断流出,重心位置不断下降,当细沙快流完时,重心又上升,最后处于球心,故重心的位置先下降后上升,故C正确。
2.答案　a
解析　均匀立方体的重心与其几何中心重合,如图所示。
原来重心高度为h1=
翻转后的重心高度为h2=a
所以重心升高Δh=h2-h1=a-=a。
3.D　弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体,斜台给足球的弹力的方向为垂直于斜台斜向左上方,故A、B、C错误,D正确。
4.D　小球受重力和杆的弹力作用处于静止状态,由二力平衡知识可知,杆对小球的弹力与小球重力等大、反向,故D正确。
方法技巧 弹力方向判断中的注意点:(1)弹力方向为施力物体恢复原状的方向;(2)杆与点接触时弹力方向垂直于杆;(3)杆的弹力方向情况较为复杂,一般由物体所处状态确定,如根据二力平衡知识确定杆的弹力方向。
5.D　弹力的方向总是垂直于接触面并指向受力物体,故D正确。
6.B　设弹簧原长为l0,由胡克定律得mg=k(l-l0),2mg=k(l'-l0),解得l'=12.5 cm,故B正确。
7.A　弹簧的自由端B未悬挂重物时,指针正对刻度0,当挂上80 N重物时,指针正对刻度40,则弹力F1=80 N,弹簧伸长为x1=40。指针正对刻度20时,弹簧伸长为x2=20。根据胡克定律F=kx得F1∶F2=x1∶x2,解得F2=40 N,即所挂重物的重力为40 N,故选A。
8.D　开始时,木块A受到重力和弹簧弹力作用而处于静止状态,弹簧处于压缩状态,设弹簧的压缩量为x1,由胡克定律和二力平衡有kx1=3mg;木块B刚好离开地面时,弹簧处于伸长状态,弹簧的拉力与B的重力大小相等,设此时弹簧的伸长量为x2,由胡克定律和二力平衡有kx2=mg;木块A上升的高度h=x1+x2,联立可得h=,故D正确。