人教版必修第一册 3.1 重力与弹力
一、单选题
1.如图所示,某杂技演员具有高超的技术,能轻松地顶接从高处落下的坛子,关于他顶坛时坛子受到的支持力产生的直接原因是( )
A.坛子的形变 B.坛子的重力
C.头的形变 D.人和坛的重心发生变化
2.某同学在使用弹簧测力计测量力的大小时,由于粗心大意,未将指针调零,指针已指在0.5 N处,他就开始测量,要得到正确的结果,应当把每次读数( )
A.加上0.5 N B.不加也不减
C.减去0.5 N D.不能用来测量
3.下列物理量中,属于矢量的是( )
A.质量 B.时间 C.距离 D.弹力
4.如图甲所示,一根弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象,如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B.弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
C.该弹簧的劲度系数是200N/m
D.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变
5.关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是( )
A.因胡克定律可写成k=,由此可知弹力越大,劲度系数越大
B.在弹性限度内,弹簧拉长一些后,劲度系数变小
C.在弹性限度内,无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变
D.劲度系数大的弹簧能够产生更大的弹力
6.探究弹力和弹簧伸长的关系时,作出弹力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。则( )
A.该弹簧的原长为10m
B.该弹簧的劲度系数为0. 25N/m
C.在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时,弹簧的长度为14cm
D.在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时,弹簧的长度为8cm
7.下面关于弹力的说法正确的是( )
A.轻杆对物体的弹力方向,一定沿杆方向
B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面
C.形变大的物体,产生的弹力一定比形变小的物体大
D.两个物体不相互接触,也可能产生弹力作用
8.下列说法正确的是( )
A.因为有一定距离的磁铁间有相互作用力,所以力可以离开物体而独立存在
B.力是物体对物体的作用,所以只有直接接触的物体间才有力的作用
C.力不能脱离物体而单独存在
D.力的大小可以用天平测量
9.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
10.关于质点,以下说法中正确的是( )
A.长方体有形状和大小,所以不能把长方体看作质点
B.地球虽在自转,但有时仍能看作质点
C.大的物体不能看作质点,小的物体能看作质点
D.把物体的重力看作集中到一点(重心)后,物体应看作质点
11.关于重力的下列说法中,正确的是( )
A.物体所受重力的方向总是竖直向下的
B.物体所受重力的方向不一定经过重心
C.物体做自由落体运动时受到的重力会变小
D.物体做匀速直线运动时受到的重力会变大
12.关于弹力的说法,正确的是( )
A.两物体接触并不一定产生弹力
B.静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力
C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
D.绳对物体的弹力方向总是沿绳方向,杆对物体的弹力方向总是沿杆方向
13.拉伸弹簧拉力器可以锻炼肱二头肌。它由几根规格相同的弹簧并联而成,锻炼时可以根据自身情况选择挂3根弹簧或4根弹簧。如果甲同学挂3根弹簧拉伸时双手水平拉动拉力器,使弹簧产生稳定的形变;乙同学挂4根弹簧,用同样拉伸方式,使弹簧产生形变,则甲、乙两同学提供的拉力之比为( )
A.3∶4 B.3∶5 C.4∶5 D.2∶3
14.关于重心下列说法正确的是( )
A.重心是物体各部分所受重力的合力的作用点
B.具有规则几何形状的物体的重心必定与几何中心重合
C.重心总是在物体上
D.重心是物体内重力最大的点
15.弹簧秤的一端系在墙上,一位同学在另一端向左用力拉,如图所示,弹簧秤读数为40N(弹簧秤测量范围为0~100N),则( )
A.弹簧秤两端受到的力大小相等
B.这位同学对弹簧秤的作用力大小为20N
C.弹簧秤对墙的作用力与墙对弹簧秤的作用力是一对平衡力
D.这位同学的拉力越大,弹簧越长,并且弹簧伸长量与拉力成正比
二、填空题
16.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。
17.质量为3kg的物体放在桌面上,它所受的重力为______N,重力的施力物体是______,重力的方向______。(g取10m/s2)
18.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。
三、解答题
19.一根轻弹簧在10.0N的拉力作用下,长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm。
(1)当这根弹簧长度为4.20cm时,受到的压力有多大?弹簧的劲度系数为多大?
(2)当弹簧受到15N的拉力时,弹簧的长度是多少?
20.某同学用力传感器来“探究弹力F与弹簧长度L的关系”。在弹簧弹性限度范围内,测量出两组数据用“。”标记出来,如图所示。请根据图示数据,求:
(1)弹簧的原长为多少?
(2)弹簧的劲度系数为多大?
(3)若弹簧的长度为时,弹簧的弹力大小?
21.如图所示,一个质量为2kg的木块静止在水平桌面上,受到弹簧拉力的作用,已知弹簧的劲度系数200N/m,当弹簧伸长2cm时,(g=10m/s2)求;
(1)弹簧弹力的大小。
(2)作出木块重力的图示。
22.通过回忆初中学过的物理知识,力一般用什么样的方法来表示?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】
由弹性产生的条件可知坛子受到的支持力产生的直接原因是头的形变,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.C
【详解】
弹簧测力计的刻度是均匀分布的,指针初始位置指在0.5N处,测量力时,读数会比实际作用力大0.5N,所以要得到正确的结果,应当把每次读数减去0.5N。
故选C。
3.D
【详解】
质量、时间、距离只有大小没有方向是标量,弹力既有大小又有方向是矢量,ABC错误,D正确。
故选D。
4.A
【详解】
AB.弹簧产生的弹力和弹簧的形变量成正比,A错误,符合题意、B正确,不符合题意;
C.由题图乙知,F x是一个过原点的直线,可求得弹簧的劲度系数
k = N/m = 200N/m
C正确,不符合题意;
D.利用传感器进行弹力与弹簧形变量之间关系的实验,使实验更加准确,解答本题的关键是根据胡克定律正确分析乙图,得出弹力与形变量之间关系等信息。由于图象斜率不变,因此由实验可知该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变,D正确,不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】
ABC.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,不同弹簧k一般不同,同一弹簧k一定,与弹力和形变量无关, AB错误,C正确;
D.弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定,D错误。
故选C。
6.C
【详解】
A.由弹力F与弹簧总长度L的关系图线可知,当F=0时,弹簧为原长,故弹簧原长为
A错误;
B.由弹力F与弹簧总长度L的关系图线可知,图像斜率
B错误;
C.在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时
弹簧长度为
C正确;
D.在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时,
弹簧长度为
D错误。
故选C。
7.B
【详解】
A.轻杆对物体的弹力方向,可能沿任意方向,不一定沿杆方向,选项A错误;
B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面,选项B正确;
C.根据F=kx可知,形变大的物体产生的弹力不一定比形变小的物体大,选项C错误;
D.相互接触是产生弹力的条件之一,则两个物体不相互接触,不可能产生弹力作用,选项D错误。
故选B。
8.C
【详解】
ABC.有一定距离的磁铁间有相互作用力说明物体不需要相互接触就能产生力的作用,力是物体与物体之间的作用,力不能脱离物体而单独存在,故AB错误,C正确;
D.力的大小可以用弹簧测力计测量,不能用天平测量,故D错误。
故选C。
9.A
【详解】
由胡克定律得
式中x为形变量,设弹簧原长为l0,则有
联立方程组可以解得
故A正确, BCD错误。
故选A。
10.B
【详解】
A.当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,与形状和大小无关,故A错误。
BC.能否看成质点,与体积大小无关,体积很大的物体也能看成质点,比如地球的公转,故B正确C错误。
D.当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,故D错误。
故选B。
11.A
【详解】
A.物体所受重力的方向总是竖直向下的,故A正确;
B.物体所受重力的方向一定经过重心,故B错误;
C.物体做自由落体运动时受到的重力不会发生变化,故C错误;
D.物体做匀速直线运动时受到的重力保持不变,故D错误。
故选A。
12.A
【详解】
A.弹力的产生条件是两物体接触并相互挤压发生形变,所以两物体接触并不一定产生弹力,故A正确;
B.静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球,物体对水平面的压力的施力物体是物体本身,所以上述两个力不是同一个力,故B错误;
C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力的施力物体是水平面,是因为水平面发生了形变,故C错误;
D.绳对物体的弹力方向总是沿绳方向,杆对物体的弹力方向不一定总沿杆方向,故D错误。
故选A。
13.B
【详解】
根据胡克定律,甲同学拉力为
乙同学拉力为
则拉力之比为3∶5,故B正确,ACD错误。
故选B。
14.A
【详解】
A.物体各部分都要受到重力,重心是物体各部分所受重力的合力的作用点,选项A正确;
B.物体的重心与物体的质量分布及物体形状有关,具有规则几何形状的物体,若质量分布不均匀,其重心不一定与几何中心重合,选项B错误;
C.重心不一定在物体上,比如圆环状和空心状的物体的重心就不在物体上,选项C错误;
D.重心是重力的作用点,不是物体内重力最大的点,选项D错误。
故选A。
15.A
【详解】
A.弹簧秤两端受到的力大小相等,A正确;
B.这位同学对弹簧秤的作用力大小为40N,B错误;
C.弹簧秤对墙的作用力与墙对弹簧秤的作用力是一对相互作用力,C错误;
D.这位同学的拉力越大,弹簧越长,在弹性范围内,弹簧伸长量与拉力成正比,D错误。
故选A。
16. L 地面 正方体
【详解】
略
17. 30 地球 竖直向下
【详解】
[1]质量为3kg的物体放在桌面上,它所受的重力为
G=mg=30N
[2][3]重力的施力物体是地球,重力的方向竖直向下。
18. 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
19.(1)8.0N,1.0×103N/m;(2)6.5cm
【详解】
(1)据胡克定律可得,弹簧的劲度系数为
当这根弹簧长度为4.20cm时,被压缩0.8cm,受到的压力大小为
(2)当弹簧受到15N的拉力时,弹簧的形变量为
此时弹簧的长度为
l=l0+x3=6.5cm
20.(1)16cm;(2)500N/m;(3)30N
【详解】
(1)由图像可知,弹簧的原长为L0=16cm
(2)弹簧的劲度系数为
(3)若弹簧的长度为时,弹簧的弹力大小
21.(1)4N;(2)
【详解】
(1)根据胡克定律可知,弹簧弹力的大小
(2)根据G=mg可得木块重力的大小为
G=mg=2×10N=20N
方向竖直向下;
以1cm表示5N,则可作出木块的重力的图示如图所示:
22.一般用力的图示,即用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力.或者用力的示意图
【详解】
一般用力的图示,即用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力.或者用力的示意图。
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