3.1重力与弹力 练习（word版含答案）

人教版必修第一册 3.1 重力与弹力
一、单选题
1．如图甲，竖直放置的轻弹簧上有一质量为1kg的物块A，静止时弹簧的长度为8cm。用该弹簧将质量为2kg的物块B悬吊在天花板上，如图乙所示，静止时弹簧的长度为14cm，已知，弹簧的形变在弹性限度内，则弹簧的劲度系数为（　　）
A． B． C． D．
2．我们生活在地球上，重力无处不在，下列没有利用到重力的是（　　）
A．砌墙时用铅垂线检验墙身是否竖直
B．农业生产中的抛秧
C．人起跳后落回地面
D．拉弓射箭
3．如图表示小车所受外力F的图示，则对小车的运动，作用效果相同的是（　　）
A．F1和F2 B．F1和F4
C．F1和F3、F4 D．都不相同
4．下列几组物理量中，都为矢量的一组是（　　）
A．时间、位移、速度 B．速度、加速度、力
C．路程、时间、速率 D．速率、加速度、力
5．关于重力及重心，下列说法中正确的是（　　）
A．一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力
B．据G=mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大
C．物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下
D．物体的形状改变后，其重心位置往往改变
6．一个质量均匀的铅球静止在水平的角落里，如图所示，并与竖直的墙面相接触，A、B两点分别是铅球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是（　　）
A．铅球受两个力，重力、地面的支持力
B．铅球受三个力，分别是重力、地面的支持力和墙面的弹力
C．只要两个物体相互接触，就会产生弹力
D．不发生形变也可能产生弹力
7．弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x的关系图线是（　　）
A． B．
C． D．
8．关于弹力，下列说法中正确的是（　　）
A．发生形变的物体才能有弹力，且一定有弹力
B．物体的形变越大，弹力也越大
C．弹力的方向一定与物体发生弹性形变的方向相反
D．弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大
9．竖直悬挂一轻质弹簧，不挂钩码时，弹簧下端指针所指刻度为8cm，挂上5N的钩码静止时，指针所指刻度为10cm，此弹簧的劲度系数是（　　）
A．10N/m B．100N/m C．25N/m D．250N/m
10．如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜，让一束激光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P，用力压桌面，可以观察到墙上光点会向下移动，这个实验用到的科学方法是（　　）
A．微小形变放大法 B．抽象模型法 C．等效替代法 D．控制变量法
11．一小组将两个完全相同的轻弹簧分别按图甲和图乙连接，等效为两个新弹簧，测得两个新弹簧的“拉力与弹簧伸长量的关系图像”如图丙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．F = 2N时甲图中每个弹簧伸长0.1m
B．F = 2N时乙图中每个弹簧伸长0.1m
C．原来每个弹簧的劲度系数为20N/m
D．b为甲图弹簧得到的图像
12．下列关于力的叙述中正确的是（　　）
A．力不能离开物体而独立存在
B．相互接触的物体间才可能有力的作用
C．物体间的作用力可以是相互的，也可以是独立的
D．力的作用效果可以是使物体保持一定的速度向前运动
13．有两个劲度系数均为k弹簧，将一个弹簧的末端与另一个弹簧的始端相连组成一个新弹簧，新弹簧的劲度系数为（　　）
A．0 B． C．k D．2k
14．如图所示，铅球被运动员推出后在空中飞行。忽略空气阻力，在飞行过程中，铅球受到的力个数正确的是（　　）
A．4 B．3 C．2 D．1
15．下列对图中弹力的判断说法正确的是（　　）
A．图中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，车厢左壁对小球有弹力
B．图中，小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，斜面对小球有弹力
C．图中，小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止,其中a绳竖直，b绳对小球有弹力
D．图中，两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间有弹力
二、填空题
16．如图所示，用轻质弹簧竖直悬挂一质量为0.5kg的重物，重物静止时，弹簧的伸长量为5.0×10﹣2m（在弹簧的弹性限度内），取重力加速度g＝10m/s2，则此时弹簧的弹力大小为______N，弹簧的劲度系数为______N/m。
17．一根劲度系数为k=400N/m的轻质弹簧，当受到F1=8N的压力作用时，该弹簧缩短了x1=_______m；当弹簧伸长量x2=0.05m时，受到的拉力大小F2=________N；当弹簧不受力时，劲度系数_______（填“不变”或“改变”）。
18．（1）请画出在外力F作用下处于静止状态的15N的A物体的重力的图示_______。
（2）请画出静止在墙上的小球的受力示意图______；
三、解答题
19．运动员跳高过程中身体的重心是随时改变的。根据如图所示的两种跳高姿势，分析运动员在跳高比赛中大都采用背越式的原因。
20．两个中间有孔、质量为M的小球A、B用一轻弹簧相连，套在水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簣。两轻弹簣下端系在一质量为m的小球C上，如图所示。已知3根轻弹簣的劲度系数都为k，3根轻弹簣刚好构成一腰长为L顶角为的等腰三角形。则求：
（1）连接A和C两小球的轻弹簧的原长；
（2）连接A和B两小球的轻弹簧的原长。
21．如图所示，A、B两个物块用轻弹簧相连接，它们的质量分别为mA=2kg和mB=3kg，弹簧的劲度系数为k=400N/m，物块B置于水平地面上，物块A靠弹簧托住，系统处于静止状态。现用一恒力F=60N竖直向上拉物块A使之向上运动，重力加速度g取10m/s2，试求：
(1)物块B刚要离开地面时，物块A的加速度a的大小；
(2)从开始拉A到物块B刚要离开地面时，物块A的位移s。
22．一根轻弹簧一端固定。在弹性限度内，对另一端施加30N的拉力时，弹簧长度为20cm；若施加30N的压力时，弹簧长度为14cm。求弹簧的原长和劲度系数。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
根据题意有
故选A。
2．D
【详解】
A．砌墙时用到重垂线是利用重力的方向总是竖直向下的道理，A错误；
B．抛出去的物体最终要落回地面，是因为重力的方向总是竖直向下的，B错误；
C．人起跳后落回地面，正是因为受到重力的作用，C错误；
D．拉弓射箭，由于弓玄发生形变，对箭产生了弹力作用，使箭出去的，没有利用重力，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
由于F1和F4的大小、方向均相同，都使物体受到向右的作用力。而F2比F1（F4）小，F3的方向与F1（F4）的方向不同，故F1和F4的作用效果相同。故ACD错误，B正确。
故选B。
4．B
【详解】
A．时间是标量，只有大小没有方向；位移和速度是矢量，有大小有方向，故A不符合题意；
B．速度、加速度和力都是矢量，有大小有方向，故B符合题意；
C．路程、时间和速率都是标量，只有大小，没有方向，故C不符合题意；
D．加速度和力都是矢量，有大小有方向；速率是标量，只有大小，没有方向，故D不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】
A．由于物体放在水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的示数减小了，但物体的重力并不改变，故A错误；
B．当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g值较小，导致质量大的物体的重力不一定大，故B错误；
C．重力的方向是竖直向下的，故C错误；
D．物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
ABC．小球在B点受到支持力，在A点虽然接触，但不挤压，不受弹力。所以小球受重力和B点的支持力处于平衡。故A正确，BC错误；
D．弹力产生的条件之一是发生弹性形变，有些物体发生了形变，但不一定产生弹力，只有发生弹性形变的物体之间才能产生弹力；故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
根据胡克定律
可知弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，故ABC错误，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．只有发生弹性形变的物体，才能产生弹力，A错误；
B．弹力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的，物体的形变大，弹力不一定大，B错误；
C．弹力的方向指向物体形变恢复的方向，一定与物体发生形变的方向相反，C正确；
D．弹力的大小与物体的大小无关，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
此弹簧的劲度系数
故选D。
10．A
【详解】
力可以改变物体的形状，用力压桌面，桌面发生形变，平面镜N或M的高度就会发生变化，从而使刻度尺上的光斑移动，然后根据光的反射定律可知光点的移动情况，把微小形变进行放大。
故选A。
11．A
【详解】
ABD．根据弹簧串联与并联的特点可知，两条弹簧并联后新弹簧的劲度系数增大，而串联后新弹簧的劲度系数相对较小；弹簧的拉力与弹簧伸长量的关系图像中，直线的斜率
对比胡克定律
F = kΔx
可知，直线的斜率即表示弹簧的劲度系数。由于a的劲度系数大，b的劲度系数小，所以a为甲图弹簧得到的图像，b为乙图弹簧得到的图像。甲图是两根弹簧并联，新弹簧的伸长量等于每一个弹簧的伸长量，所以甲图中，F = 2N时每个弹簧都伸长0.1m，A正确、BD错误；
C．由丙图可知，新弹簧的劲度系数
则原来每个弹簧的劲度系数一定不是20N/m，C错误。
故选A。
12．A
【详解】
AC．力是物体间的相互作用，不能离开物体而独立存在，A正确，C错误；
B．不接触的两个物体之间也可以有力的作用，例如磁体之间的作用力，B错误；
D．力的作用效果是改变物体的运动状态或使物体发生形变，D错误。
故选A。
13．B
【详解】
两完全一样弹簧首尾连接后组成的新弹簧，设其劲度系数为 ，当其悬挂一质量为m的物体静止时，弹力为mg，总的伸长量为x，则组成这新弹簧的两根劲度系数为k的弹簧，每根伸长量为 ，弹力为mg，则有
得到
故B正确，ACD错误。
故选B。
14．D
【详解】
忽略空气阻力，在飞行过程中，铅球只受到重力作用，故选D。
15．B
【详解】
A．A图中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，车厢左壁对小球没有弹力，否则小球不可能处于平衡，A错误；
B．B图中，小球被轻绳斜拉着静止在光滑的斜面上，根据平衡条件知，斜面对小球有弹力，B正确；
C．C图中，小球被a、b两轻绳悬挂着处于静止，其中a绳竖直，则b绳对小球没有弹力，否则小球会向右运动，C错误；
D．D图中，两相同球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，由于轻绳均竖直，根据弹力产生的条件，则两球间没有弹力，D错误。
故选B。
16． 5 100
【详解】
[1]重物处于静止状态，弹力和重力相等，
F＝mg＝5N
[2]弹簧的伸长量为x＝5.0×10﹣2m，根据胡克定律
F＝kx
解得劲度系数
k＝＝100N/m
17． 0.02 20 不变
【详解】
[1]劲度系数为k=400N/m的轻质弹簧，当受到F1=8N的压力作用时，该弹簧缩短了
[2]当弹簧伸长量x2=0.05m时，受到的拉力大小
[3]劲度系数由弹簧自身因素决定，故是不变的。
18．
【详解】
（1）[1]重力的方向竖直向下，以一个单位长度表示5N，则15N的长度为3个单位长度，然后画出物体受到的重力图示如图。
（2）[2]以小球为研究对象，可知小球受到竖直向下的重力，垂直于墙壁的支持力以及沿绳子方向的拉力；受力示意图如图。
19．答案见解析
【详解】
在跳高比赛中，背越式过杆时，其重心在杆以下，跨越式过杆时，其重心在杆以上，所以以相同的速度起跳，背越式的成绩更优秀。
20．（1） ；（2）
【详解】
（1）由对称性可知，左右弹簧对C的拉力大小相等，
与合力的方向之间的夹角是，所以有
得
由胡克定律得
连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量
故
（2）对A进行受力分析，可知水平方向受到水平弹簧向左的弹力与的水平分力的作用，由受力平衡得
由胡克定律得
连接质量为m小球的轻弹簣的伸长量
故
21．(1)5m/s2；(2)0.125m
【详解】
(1)B刚要离开地面时，弹簧弹力为
F1=mBg
据牛顿第二定律，有
F－F1－mAg＝mAa
解得
a=5m/s2
(2)开始，未用力F拉动时，A、B静止，设弹簧压缩量为x1，由胡克定律有
得
x1＝＝0.05m
由题意当物块B刚要离开地面时
x2＝＝0.075m
物块A的总位移
s＝x1＋x2＝0.125m
22．l=0.17m，k=1000N/m
【详解】
设弹簧的原长为l，由胡克定律可得
联立可解得l=0.17m，k=1000N/m。
答案第1页，共2页
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