2.3 弹力 课后限时作业（Word版，含解析）

弹力
时间：45分钟
一、单项选择题
1．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且分解合理的是(　 　)
2．下列说法正确的是(　 　)
A．木块放在桌面上受到向上的支持力，这是由于木块发生微小形变而产生的
B．用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，这是由于木头发生形变而产生的
C．绳对物体的拉力方向总是竖直向上
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的
3．下列叙述中错误的是(　 　)
A．压力、支持力和拉力都是弹力
B．压力和支持力的方向总是垂直于接触面
C．轻绳、轻杆上产生的弹力方向总是在沿着绳、杆的直线上
D．轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不在沿杆的直线上
4．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(　 　)
A．L0＝0.02 m　k＝500 N/m
B．L0＝0.10 m　k＝500 N/m
C．L0＝0.02 m　k＝250 N/m
D．L0＝0.10 m　k＝250 N/m
5．如右图所示，两个木块的质量分别为m1和m2，两个轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．在此过程中下面的木块移动的距离为(　 　)
A. B.
C. D.
二、多项选择题
6．下列关于弹力的说法中正确的是(　 　)
A．绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
B．静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是汽车轮胎发生了形变而产生的
C．水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是桌面发生微小形变而产生的
D．用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿形变而产生的
7．为能观察到我们难以感觉的微小形变，某同学在一只扁玻璃瓶里面盛满水，用穿有透明细管的橡胶塞封口，使水面位于细管中，如图所示．用手捏瓶，可看到管中的水面明显变化，说明瓶发生了实验者难以感觉到的微小形变．为使该实验更有说服力，管和瓶应选用(　 　)
A．软塑料瓶
B．玻璃瓶
C．内径较细的管
D．内径较粗的管
8．在学习胡克定律的过程中，某小组同学决定测量弹簧测力计上弹簧的劲度系数，为此设计了如图所示的装置．其中P、Q为两个相互连接的弹簧测力计，P的劲度系数为k1，Q的劲度系数为k2.实验过程中在Q的下方挂上重物(弹簧形变不超出限度)，读出其拉力为F，再从左侧的刻度尺中读出Q下降的高度为h(不包含指针和下方的挂钩)．忽略两个弹簧测力计自身的重力，则根据以上方法及数据(　 　)
A．可测定弹簧测力计P的劲度系数k1
B．可测定弹簧测力计Q的劲度系数k2
C．弹簧测力计Q的读数F＝k1h
D．即使没有弹簧测力计Q，只用一个弹簧测力计P也可以测量k1
三、非选择题
9．按下列要求画出下图中物体所受弹力的示意图．
(1)斜面对物块的支持力．
(2)墙壁对球的支持力．
(3)大球球面对小球的支持力．
10．如右图所示，为一个轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系，试由图线确定：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小．
11．某同学用如图所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g取9.8 m/s2)
钩码质量m/×102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度x/×10－2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.3
(1)根据所测数据，在如图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线．
(2)根据测得的数据和关系曲线可以判断，在 N范围内弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为 N/m.
12．健身用的拉力器上的弹簧，设每根长0.5 m，把它拉至1.0 m长时需拉力100 N．若在拉力器上并列装了5根这样的弹簧，把它拉到1.7 m长时需要多大拉力？(假设弹簧在弹性限度内)
参考答案：
一、单项选择题
1．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且分解合理的是(　B　)
解析：减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故A、C错误．按照力的作用效果分解，将F可以分解为水平方向和竖直方向，水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度，竖直方向上分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错误．故选B.
2．下列说法正确的是(　D　)
A．木块放在桌面上受到向上的支持力，这是由于木块发生微小形变而产生的
B．用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，这是由于木头发生形变而产生的
C．绳对物体的拉力方向总是竖直向上
D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的
解析：弹力是由施力物体发生形变产生的，所以，A、B选项均错，而D选项正确．绳对物体的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向，但不一定沿竖直方向，所以C错．
3．下列叙述中错误的是(　C　)
A．压力、支持力和拉力都是弹力
B．压力和支持力的方向总是垂直于接触面
C．轻绳、轻杆上产生的弹力方向总是在沿着绳、杆的直线上
D．轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不在沿杆的直线上
解析：由课本知识可知A、B所述正确．杆不同于绳，杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形变，所以杆的弹力方向不一定沿杆，要具体情况具体分析，故D选项正确．本题选C.
4．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(　D　)
A．L0＝0.02 m　k＝500 N/m
B．L0＝0.10 m　k＝500 N/m
C．L0＝0.02 m　k＝250 N/m
D．L0＝0.10 m　k＝250 N/m
解析：由胡克定律知F1＝k(L1－L0)，①
F2＝k(L2－L0)，②
由①②解得：L0＝0.1 m，k＝250 N/m.
5．如右图所示，两个木块的质量分别为m1和m2，两个轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．在此过程中下面的木块移动的距离为(　C　)
A. B.
C. D.
解析：在没有施加外力向上提时，弹簧k2被压缩，其压缩的长度为：Δx＝，在用力向上缓慢提至m1刚离开上面的弹簧时，上面弹簧弹力为零，弹簧k2仍被压缩，其压缩量为：Δx′＝.所以在此过程中，下面的木块移动的距离为Δx－Δx′＝.
二、多项选择题
6．下列关于弹力的说法中正确的是(　AD　)
A．绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
B．静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是汽车轮胎发生了形变而产生的
C．水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是桌面发生微小形变而产生的
D．用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿形变而产生的
解析：绳中弹力的方向与绳子形变的方向相反，所以选项A正确；静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是地面发生了形变而产生的，所以选项B错误；水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是水杯发生微小形变而产生的，所以选项C错误；用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿形变而产生的，所以选项D正确．
7．为能观察到我们难以感觉的微小形变，某同学在一只扁玻璃瓶里面盛满水，用穿有透明细管的橡胶塞封口，使水面位于细管中，如图所示．用手捏瓶，可看到管中的水面明显变化，说明瓶发生了实验者难以感觉到的微小形变．为使该实验更有说服力，管和瓶应选用(　BC　)
A．软塑料瓶
B．玻璃瓶
C．内径较细的管
D．内径较粗的管
解析：本实验是为了观察微小形变，所以不能用形变明显的软塑料瓶，而要选玻璃瓶．玻璃瓶的微小形变，可以通过细管放大，用手捏玻璃瓶的力越大，管中水面上升越高，说明形变量越大，故B、C正确．
8．在学习胡克定律的过程中，某小组同学决定测量弹簧测力计上弹簧的劲度系数，为此设计了如图所示的装置．其中P、Q为两个相互连接的弹簧测力计，P的劲度系数为k1，Q的劲度系数为k2.实验过程中在Q的下方挂上重物(弹簧形变不超出限度)，读出其拉力为F，再从左侧的刻度尺中读出Q下降的高度为h(不包含指针和下方的挂钩)．忽略两个弹簧测力计自身的重力，则根据以上方法及数据(　ACD　)
A．可测定弹簧测力计P的劲度系数k1
B．可测定弹簧测力计Q的劲度系数k2
C．弹簧测力计Q的读数F＝k1h
D．即使没有弹簧测力计Q，只用一个弹簧测力计P也可以测量k1
解析：弹簧测力计P和Q受到的拉力都是F，从左侧的刻度尺中读出弹簧测力计Q下降的高度为h，该高度即弹簧测力计P的伸长量．弹簧的弹力大小与弹簧伸长量成正比，弹簧测力计P的劲度系数k1＝，故选项A正确；由于弹簧测力计Q的伸长量不知道，所以不能测定弹簧测力计Q的劲度系数，故选项B错误；弹簧测力计Q的读数与弹簧测力计P的读数大小相等，F＝k1h，故选项C正确；若没有弹簧测力计Q，只用一个弹簧测力计P可以通过测力计的示数得到弹力的大小，通过挂钩下降高度得到弹簧的伸长量，也可以得到k1，故选项D正确．
三、非选择题
9．按下列要求画出下图中物体所受弹力的示意图．
(1)斜面对物块的支持力．
(2)墙壁对球的支持力．
(3)大球球面对小球的支持力．
答案：如图所示．
解析：弹力的方向总是与接触面垂直，图(a)中，物块与斜面之间是平面与平面接触，支持力垂直于接触面指向被支持物体；图(b)中，墙壁和球之间是平面与球面接触，支持力的方向垂直于墙面过球心而指向球体；图(c)中，球面与球面接触，支持力的方向沿两球心的连线指向小球．
10．如右图所示，为一个轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系，试由图线确定：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小．
答案：(1)10 cm　(2)200 N/m　(3)20 N
解析：读懂图像是求解本题的关键．在该图像中要注意利用这样几个特殊的点：(1)图线和横轴的交点，该交点表示弹力为零，即F＝0，表示弹簧处于原长，所以原长为10 cm；(2)纵坐标为10 N时对应的两个点，弹簧的长度分别为5 cm和15 cm.根据胡克定律F＝kx，代入数据后可以得到k＝200 N/m；(3)当弹簧长度为0.20 m时，表示弹簧的伸长量为10 cm，再根据胡克定律F＝kx，代入数据后可以得到F＝20 N.
11．某同学用如图所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g取9.8 m/s2)
钩码质量m/×102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度x/×10－2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.3
(1)根据所测数据，在如图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线．
答案：如解析图所示
(2)根据测得的数据和关系曲线可以判断，在0～4.9 N范围内弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为25 N/m.
解析：(1)如图所示
(2)由此图线可知，在0～4.9 N范围内，弹簧伸长量与弹力大小成正比，满足胡克定律，则弹簧的劲度系数
k＝＝ N/m＝25 N/m.
12．健身用的拉力器上的弹簧，设每根长0.5 m，把它拉至1.0 m长时需拉力100 N．若在拉力器上并列装了5根这样的弹簧，把它拉到1.7 m长时需要多大拉力？(假设弹簧在弹性限度内)
答案：1 200 N
解析：根据一根弹簧从0.5 m伸长到1.0 m时所需要的拉力为100 N，利用胡克定律，可求出使一根弹簧从0.5 m伸长到1.7 m时的拉力，从而也就可求得使5根弹簧一起伸长到1.7 m时的拉力．
设l0＝0.5 m，l1＝1.0 m，l2＝1.7 m，因平衡时弹簧产生的弹力与外加拉力相等，由胡克定律F＝k(l－l0)有＝
进而得一根弹簧伸长到1.7 m时的拉力F2＝F1＝240 N
所以，将5根并列的弹簧同时拉长到1.7 m时所需拉力F＝5F2＝5×240 N＝1 200 N.
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