3.1 专题 弹力 学案（含答案）高一上学期物理人教版（2019）必修 第一册
文档属性
| 名称 | 3.1 专题 弹力 学案（含答案）高一上学期物理人教版（2019）必修 第一册 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 63.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-21 14:23:01 | ||
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文档简介
弹力
基本要求 ⒈知道形变和弹性形变.能识别常见的形变，知道常见的弹力种类。 ⒉知道弹力产生的条件, 会判断弹力的有无及弹力的方向。 ⒊知道胡克定律的表达式，了解劲度系数的单位、符号，能运用胡克定律进行有关计算。 ⒋知道胡克定律的图象表示，掌握利用图象计算劲度系数的方法。 ⒌知道“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验原理和方法。
发展要求 ⒈会用简单器材显示微小形变,体会放大法的实验思想。 ⒉理解劲度系数的物理意义。
说明 多个弹簧的串、并联问题不作要求。
1．关于弹力的说法，正确的是--------------------------------------------（ ）
A．看不出有形变的物体间一定没有弹力 B．只要物体间有接触就一定有弹力产生
C．没有接触的两物体间一定没有弹力
D．发生形变的物体有恢复原状的趋势，对跟它接触的物体会产生弹力
解析：知道弹力产生的条件
答案． CD
2．下列说法正确的是-----------------------------------------------------（ ）
A．木块放在水平桌面上要受到一个竖直向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的
B．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的
C．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是因为电线发生微小的形变而产生的
D．绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向
解析：知道弹力产生的条件, 会判断弹力的有无及弹力的方向。
答案： CD
3.关于弹力的说法正确的是------------------------------------------------（ ）
A．只有弹簧、橡皮筯才能产生弹力
B．只要物体发生形状变化就会产生弹力
C．弹力的大小只跟物体形状变化的程度有关
D．任何物体都有一定的弹性限度，因此弹力不可能无限地大
解析：知道弹力产生的条件,知道弹力大小和物体形变程度有关
答案： D
4.如图所示，用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，当A处挂上重物时，绳与杆对手指和手掌均有作用，对这两个作用力的方向判断完全正确的是图中的：-----------------------------------------------------( )
解析：能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：D
5．图1，一个球形物体O静止放在水平地面上，并与竖直墙相接触，A、B两点是球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是 ----------( )
A．物体受三个力，重力、B点的支持力、A点的弹力
B．物体受二个力，重力、B点的支持力
C．物体受三个力，重力、B点的支持力、地面的弹力
D．物体受三个力，重力、B点的支持力、物体对地面的压力
解析：结合简单的受力分析，能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：B
6.关于弹簧测力计的认识，正确的是--------------------（ ）
A．弹簧测力计上的测量限度就是弹性限度
B．弹簧测力计的刻度是均匀的，因为弹簧的长度跟受到的拉力成正比
C．弹簧的伸长跟受到的拉力成正比，这就是弹簧测力计的原理
D．弹簧测力计是用弹簧做成的，因此就可以用弹簧来测量力
解析：知道弹簧测力计的原理及作用
答案：C
7．关于弹力的方向，下列说法正确的是----------------------（ ）
A．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向下的
B．放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的
C．将物体用绳吊在天花板上，绳所受物体的弹力方向是竖直向上的
D．物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体
解析：知道弹力产生的条件,能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：D
8．关于物体对水平面的压力F，下列说法正确的是--------------------（ ）
A．F就是物体的重力 B．F是由于支持面发生微小形变产生的
C．F的作用点在物体上 D．F的作用点在支持面上
解析：知道常见的弹力，知道弹力产生的条件,能判断弹力的方向。
答案：D
9．在图3－2－6中，物体A处于静止状态，请画出各图中A物体所受的弹力------（ ）
图3－2－6
解析：能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：物体A受力弹力如下图所示
10．如图3－2－7所示，小球静止在水平地面上，并有一竖直线向上拉着．小球是否受地面的弹力 ----------------------------------------------------------------（ ）
图3－2－7
解析：知道弹力产生的条件,能判断弹力的有无及弹力的方向。具体分析
不一定．由二力的平衡可知，当绳的拉力等于球受的重力时二力达到平衡，小球与地面接触但不挤压，所以小球不受地面的弹力；当绳的拉力小于小球的重力时，小球与地面相互挤压，小球将受到地面竖直向上的弹力作用．
答案：不一定
11．按下列要求画出下列物体所受的弹力的示意图。
（1）图：斜面对物块的支持力
（2）图：墙壁对球的支持力确
（3）图：大球面对小球的支持力
（4）图：半球形碗内壁对杆下端的支持力和碗边缘对杆的支持力
（5）图：墙棱和地面对杆的弹力
解析：知道弹力产生的条件, 会判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：略
12．一个弹簧秤，原来读数准确，由于更换了内部的弹簧，外壳上的读数便不能直接使用．某同学进行了如下测试，不挂重物时，示数为2 N；挂100 N的重物时，示数为92N（弹簧仍在弹性限度内）；那么当读数为20N时，所挂重物的实际重量是多少 -------（ ）
解析：弹簧秤示数2 N、92 N与弹簧长度对应，设重物的实际重量为G根据胡克定律F＝k x可得：
＝
解得：G＝20 N．
答案：20 N
13、若在弹簧测力计的吊环上安装一挂钩，把弹簧测力计倒过来悬挂，对新安的挂钩上施加5N的拉力，则弹簧测力计的示数--------------------------------------（ ）
A.大于5N B.等于5N C.小于5N D.不能确定
解析：知道胡克定律和弹簧秤工作的基本原理
答案：A
14、某弹簧测力计的端头部分失去了弱性，如果截去失去弹性的部分又使指针对准“0”刻线，当用它测某个物体的物重时，指针对准了3N的位置，则物体的实际重将__________3N。（填“大于、小于、等于”）
解析：知道胡克定律和弹簧秤工作的基本原理
答案：大于
15.某同学通过实验探究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的关系，他的实验方法步骤如下：将它竖直悬挂在铁架台上，用刻度尺测出弹簧的总长度l0=20cm，分别将不同质量的砝码挂在弹簧下端，分别测出弹簧的总长度，测量结果如下表：
悬挂砝码质量/g 50 100 150 200 250 300
弹簧的总长度/cm 20.50 21.01 21.29 21.99 22.50 23.01
(1)在右图中，根据上述实验数据作出弹簧所产生的
弹力随弹簧伸长量变化的图象。
(2)由上述图象可知弹簧所产生的弹力和弹簧形变量
之间关系的结论是
(3)若将质量为10kg的大砝码挂在弹簧下端，发现弹
簧的伸长量和弹力间的关系不在满足（2）中的结论，
原因是
解析： 知道“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验的原理和方法
答案：略
16.如图1－1－9所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k=4×102N/m，悬挂的重物的质量分别为m1=2 kg和m2=4 kg.若不计弹簧质量，取g=10 m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为-----（ ）
A. 5 ㎝，10 ㎝ B.10 ㎝，5 ㎝
C.15 ㎝，10 ㎝ D. 10 ㎝，15 ㎝
【解析】整个系统处于平衡状态，所以m1、m2受到的合外力都等于零，对m2受力分析由力的平衡条件得，m2受到弹簧S2竖直向上大小为m2g 的拉力F2，由胡克定律可知解得，再对m1进行受力分析，m1受到重力，弹簧S2对它竖直向下的拉力F2，弹簧S1对它的竖直向上的拉力F1，由平衡条件得，解得
【答案】C
17.一铁块m被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，如图1－1－10所示，下列哪一说法是错误的-----------------------------（ ）
A.铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体是黑板
B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——相互吸引的磁力和相互推斥的弹力
C.磁力和弹力是互相平衡的力
D.磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动
【解析】对m进行受力分析可知，m受重力，黑板的对铁块的吸引力和支持力，以及摩擦力，除重力外其余三个力的施力物体都是黑板．由于铁块静止不动则它受到的合外力等于零，由平衡条件可知，重力和摩擦力平衡两者相等，磁力和支持力平衡两者相等．
【答案】D
18.如图1—1—11所示，两木块的质量分别为m1和m2，两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，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为 -------------------------------（ ）
A. B. C. D.
【解析】假设弹簧2原长为L，由于整个系统处于平衡状态，开始时弹簧2被压缩，所以m2离地的高度为．当上面的木块被提离开上面弹簧时，整个系统还处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧2这时被压缩，这时m2离地高度为，可知在这个过程中下面木块移动的距离为
【答案】C
二、填空题（每小题6分，共24分）
19．轻弹簧秤上端固定于O点，下端悬挂—个光滑的定滑轮C，已知C重1 N．木块A、B用跨过定滑轮的轻绳相连接，A、B的重力分别为5 N和2 N．整个系统处于平衡状态，如图1－1－12所示，由图及物体状态可以知道，地面对木块A的支持力大小为________，弹簧秤的示数是__________．
【解析】 对B进行受力分析，B受重力和绳的拉力，拉力等于2N；再对A进行受力分析，A受重力，绳的拉力和地面的支持力，由平衡条件得，地面的支持力等于3N；对定滑轮C进行受力分析，得弹簧的示数为5N
【答案】3N ，5N
(
0 0.1 0.2 0.3
) (
5
4
3
2
1
) (
F/N
) (
X/m
) (
图1－1－13
)20、如图1－1－13所示，大弹簧内套小弹簧，大的比小的长0.2m，底端一起固定在地面上，另一端自由竖直向上升，当压缩此组合时，测得弹力与压缩距离的关系如图所示，试求大小两根弹簧的劲度系数K1和K2．
【解析】由题意：
△F1＝K2X1
△F2＝（K1＋K2）X2
【答案】10N/m，20N/m
21、如右图1－1－14所示质量均为m的A、B两物体，用劲度系数为K的轻质弹簧相连，A被手用外力F提在空中静止，B离地面h，放手后A、B下落，且B与地面碰撞后不反弹，则B着地后当弹簧被压缩，它对A的弹力为mg时，物体A下落的距离是多少？
【解析】A下落的距离由三部分组成：一是共同下落的距离h，二是弹簧原来的伸长量，三是弹簧后来的压缩量．
故A下落的距离为：
【答案】
(
图1－1－15
)22．如图1－1－15所示，重力为G的质点M，与三根相同的螺旋型轻弹簧相连，静止时，相邻的两弹簧间的夹角为120o已知弹簧A、Ｂ对质点的作用力均为2G，则弹簧C对质点的作用力大小为多大？
【解析】互成120o角的两个等大力的合力与原两力大小相等，本题可能出现两种情况，一是弹簧被压缩则AB对M的为合力向上2G，因为M受力平衡，这时C对M的作用力为G方向向下；二是弹簧被拉伸，则AB对M的合力为2G向下，故C对M的作用力应为3G向上．
【答案】G向下或3G向上
基本要求 ⒈知道形变和弹性形变.能识别常见的形变，知道常见的弹力种类。 ⒉知道弹力产生的条件, 会判断弹力的有无及弹力的方向。 ⒊知道胡克定律的表达式，了解劲度系数的单位、符号，能运用胡克定律进行有关计算。 ⒋知道胡克定律的图象表示，掌握利用图象计算劲度系数的方法。 ⒌知道“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验原理和方法。
发展要求 ⒈会用简单器材显示微小形变,体会放大法的实验思想。 ⒉理解劲度系数的物理意义。
说明 多个弹簧的串、并联问题不作要求。
1．关于弹力的说法，正确的是--------------------------------------------（ ）
A．看不出有形变的物体间一定没有弹力 B．只要物体间有接触就一定有弹力产生
C．没有接触的两物体间一定没有弹力
D．发生形变的物体有恢复原状的趋势，对跟它接触的物体会产生弹力
解析：知道弹力产生的条件
答案． CD
2．下列说法正确的是-----------------------------------------------------（ ）
A．木块放在水平桌面上要受到一个竖直向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的
B．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的
C．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，这是因为电线发生微小的形变而产生的
D．绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向
解析：知道弹力产生的条件, 会判断弹力的有无及弹力的方向。
答案： CD
3.关于弹力的说法正确的是------------------------------------------------（ ）
A．只有弹簧、橡皮筯才能产生弹力
B．只要物体发生形状变化就会产生弹力
C．弹力的大小只跟物体形状变化的程度有关
D．任何物体都有一定的弹性限度，因此弹力不可能无限地大
解析：知道弹力产生的条件,知道弹力大小和物体形变程度有关
答案： D
4.如图所示，用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，当A处挂上重物时，绳与杆对手指和手掌均有作用，对这两个作用力的方向判断完全正确的是图中的：-----------------------------------------------------( )
解析：能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：D
5．图1，一个球形物体O静止放在水平地面上，并与竖直墙相接触，A、B两点是球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是 ----------( )
A．物体受三个力，重力、B点的支持力、A点的弹力
B．物体受二个力，重力、B点的支持力
C．物体受三个力，重力、B点的支持力、地面的弹力
D．物体受三个力，重力、B点的支持力、物体对地面的压力
解析：结合简单的受力分析，能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：B
6.关于弹簧测力计的认识，正确的是--------------------（ ）
A．弹簧测力计上的测量限度就是弹性限度
B．弹簧测力计的刻度是均匀的，因为弹簧的长度跟受到的拉力成正比
C．弹簧的伸长跟受到的拉力成正比，这就是弹簧测力计的原理
D．弹簧测力计是用弹簧做成的，因此就可以用弹簧来测量力
解析：知道弹簧测力计的原理及作用
答案：C
7．关于弹力的方向，下列说法正确的是----------------------（ ）
A．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向下的
B．放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的
C．将物体用绳吊在天花板上，绳所受物体的弹力方向是竖直向上的
D．物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体
解析：知道弹力产生的条件,能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：D
8．关于物体对水平面的压力F，下列说法正确的是--------------------（ ）
A．F就是物体的重力 B．F是由于支持面发生微小形变产生的
C．F的作用点在物体上 D．F的作用点在支持面上
解析：知道常见的弹力，知道弹力产生的条件,能判断弹力的方向。
答案：D
9．在图3－2－6中，物体A处于静止状态，请画出各图中A物体所受的弹力------（ ）
图3－2－6
解析：能判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：物体A受力弹力如下图所示
10．如图3－2－7所示，小球静止在水平地面上，并有一竖直线向上拉着．小球是否受地面的弹力 ----------------------------------------------------------------（ ）
图3－2－7
解析：知道弹力产生的条件,能判断弹力的有无及弹力的方向。具体分析
不一定．由二力的平衡可知，当绳的拉力等于球受的重力时二力达到平衡，小球与地面接触但不挤压，所以小球不受地面的弹力；当绳的拉力小于小球的重力时，小球与地面相互挤压，小球将受到地面竖直向上的弹力作用．
答案：不一定
11．按下列要求画出下列物体所受的弹力的示意图。
（1）图：斜面对物块的支持力
（2）图：墙壁对球的支持力确
（3）图：大球面对小球的支持力
（4）图：半球形碗内壁对杆下端的支持力和碗边缘对杆的支持力
（5）图：墙棱和地面对杆的弹力
解析：知道弹力产生的条件, 会判断弹力的有无及弹力的方向。
答案：略
12．一个弹簧秤，原来读数准确，由于更换了内部的弹簧，外壳上的读数便不能直接使用．某同学进行了如下测试，不挂重物时，示数为2 N；挂100 N的重物时，示数为92N（弹簧仍在弹性限度内）；那么当读数为20N时，所挂重物的实际重量是多少 -------（ ）
解析：弹簧秤示数2 N、92 N与弹簧长度对应，设重物的实际重量为G根据胡克定律F＝k x可得：
＝
解得：G＝20 N．
答案：20 N
13、若在弹簧测力计的吊环上安装一挂钩，把弹簧测力计倒过来悬挂，对新安的挂钩上施加5N的拉力，则弹簧测力计的示数--------------------------------------（ ）
A.大于5N B.等于5N C.小于5N D.不能确定
解析：知道胡克定律和弹簧秤工作的基本原理
答案：A
14、某弹簧测力计的端头部分失去了弱性，如果截去失去弹性的部分又使指针对准“0”刻线，当用它测某个物体的物重时，指针对准了3N的位置，则物体的实际重将__________3N。（填“大于、小于、等于”）
解析：知道胡克定律和弹簧秤工作的基本原理
答案：大于
15.某同学通过实验探究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的关系，他的实验方法步骤如下：将它竖直悬挂在铁架台上，用刻度尺测出弹簧的总长度l0=20cm，分别将不同质量的砝码挂在弹簧下端，分别测出弹簧的总长度，测量结果如下表：
悬挂砝码质量/g 50 100 150 200 250 300
弹簧的总长度/cm 20.50 21.01 21.29 21.99 22.50 23.01
(1)在右图中，根据上述实验数据作出弹簧所产生的
弹力随弹簧伸长量变化的图象。
(2)由上述图象可知弹簧所产生的弹力和弹簧形变量
之间关系的结论是
(3)若将质量为10kg的大砝码挂在弹簧下端，发现弹
簧的伸长量和弹力间的关系不在满足（2）中的结论，
原因是
解析： 知道“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验的原理和方法
答案：略
16.如图1－1－9所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为k=4×102N/m，悬挂的重物的质量分别为m1=2 kg和m2=4 kg.若不计弹簧质量，取g=10 m/s2，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为-----（ ）
A. 5 ㎝，10 ㎝ B.10 ㎝，5 ㎝
C.15 ㎝，10 ㎝ D. 10 ㎝，15 ㎝
【解析】整个系统处于平衡状态，所以m1、m2受到的合外力都等于零，对m2受力分析由力的平衡条件得，m2受到弹簧S2竖直向上大小为m2g 的拉力F2，由胡克定律可知解得，再对m1进行受力分析，m1受到重力，弹簧S2对它竖直向下的拉力F2，弹簧S1对它的竖直向上的拉力F1，由平衡条件得，解得
【答案】C
17.一铁块m被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，如图1－1－10所示，下列哪一说法是错误的-----------------------------（ ）
A.铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体是黑板
B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——相互吸引的磁力和相互推斥的弹力
C.磁力和弹力是互相平衡的力
D.磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动
【解析】对m进行受力分析可知，m受重力，黑板的对铁块的吸引力和支持力，以及摩擦力，除重力外其余三个力的施力物体都是黑板．由于铁块静止不动则它受到的合外力等于零，由平衡条件可知，重力和摩擦力平衡两者相等，磁力和支持力平衡两者相等．
【答案】D
18.如图1—1—11所示，两木块的质量分别为m1和m2，两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，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为 -------------------------------（ ）
A. B. C. D.
【解析】假设弹簧2原长为L，由于整个系统处于平衡状态，开始时弹簧2被压缩，所以m2离地的高度为．当上面的木块被提离开上面弹簧时，整个系统还处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧2这时被压缩，这时m2离地高度为，可知在这个过程中下面木块移动的距离为
【答案】C
二、填空题（每小题6分，共24分）
19．轻弹簧秤上端固定于O点，下端悬挂—个光滑的定滑轮C，已知C重1 N．木块A、B用跨过定滑轮的轻绳相连接，A、B的重力分别为5 N和2 N．整个系统处于平衡状态，如图1－1－12所示，由图及物体状态可以知道，地面对木块A的支持力大小为________，弹簧秤的示数是__________．
【解析】 对B进行受力分析，B受重力和绳的拉力，拉力等于2N；再对A进行受力分析，A受重力，绳的拉力和地面的支持力，由平衡条件得，地面的支持力等于3N；对定滑轮C进行受力分析，得弹簧的示数为5N
【答案】3N ，5N
(
0 0.1 0.2 0.3
) (
5
4
3
2
1
) (
F/N
) (
X/m
) (
图1－1－13
)20、如图1－1－13所示，大弹簧内套小弹簧，大的比小的长0.2m，底端一起固定在地面上，另一端自由竖直向上升，当压缩此组合时，测得弹力与压缩距离的关系如图所示，试求大小两根弹簧的劲度系数K1和K2．
【解析】由题意：
△F1＝K2X1
△F2＝（K1＋K2）X2
【答案】10N/m，20N/m
21、如右图1－1－14所示质量均为m的A、B两物体，用劲度系数为K的轻质弹簧相连，A被手用外力F提在空中静止，B离地面h，放手后A、B下落，且B与地面碰撞后不反弹，则B着地后当弹簧被压缩，它对A的弹力为mg时，物体A下落的距离是多少？
【解析】A下落的距离由三部分组成：一是共同下落的距离h，二是弹簧原来的伸长量，三是弹簧后来的压缩量．
故A下落的距离为：
【答案】
(
图1－1－15
)22．如图1－1－15所示，重力为G的质点M，与三根相同的螺旋型轻弹簧相连，静止时，相邻的两弹簧间的夹角为120o已知弹簧A、Ｂ对质点的作用力均为2G，则弹簧C对质点的作用力大小为多大？
【解析】互成120o角的两个等大力的合力与原两力大小相等，本题可能出现两种情况，一是弹簧被压缩则AB对M的为合力向上2G，因为M受力平衡，这时C对M的作用力为G方向向下；二是弹簧被拉伸，则AB对M的合力为2G向下，故C对M的作用力应为3G向上．
【答案】G向下或3G向上