粤教版2019必修第一册高一物理同步精品练习3.2弹力(作业)(原卷版+解析)

3.2 弹力 （原卷版）
1．关于弹性形变的概念，下面理解正确的是(　　)
A．物体形状的改变叫做弹性形变
B．一根铁丝用力弯折后的形变就是弹性形变
C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变
D．物体在外力的作用下发生的形变叫做弹性形变
2．下列关于弹力的说法中正确的是(　　)
A．两物体相互接触，就一定会产生相互作用的弹力
B．两物体不接触，就一定没有相互作用的弹力
C．笨重的金属块放在木板上，木板会发生形变对金属块施加弹力，而金属块不会发生形变，但因其自身重力会对木板施加压力
D．运动的小球去挤压弹簧，弹簧会发生形变产生弹力，小球虽不会发生形变，但由于运动会对弹簧产生压力
3．（多选）如图所示，一辆吉普车停在水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A．吉普车没有发生形变，所以汽车不受弹力
B．吉普车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变
C．吉普车受到向上的弹力，是因为吉普车发生了形变
D．地面受到向下的弹力，是因为吉普车发生了形变
4．(多选)关于弹力的方向，下列说法中正确的是(　　)
A．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的
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
5．如图，是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”。为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计。船体对冰块的弹力示意图正确的是（　　）
A . B．
C． D．
6．（多选）射箭，即箭术（Archery），是指借助弓的弹力将箭射出，在一定的距离内比赛精准度的体育运动，别称射箭运动。如图为奥运会上的射箭比赛，运动员放开弓弦，箭射出的过程中，有关弓弦受到的弹力的说法正确的是（　　）
A．弓弦受到的弹力是手施加的
B．弓弦受到的弹力的施力物体是箭
C．由于弓弦产生弹性形变使弓弦受力
D．由于箭产生弹性形变使弓弦受到力的作用
7.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是(　　)
A．重力和细线对它的拉力
B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C．重力和斜面对它的支持力
D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力
8．(多选)关于胡克定律，下列说法中正确的是(　　)
A．由F＝kx可知，弹力F的大小与弹簧的长度x成正比
B．由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量x成反比
C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量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
9．拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子用的力拉开拉力器，使其比原长伸长了，假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（　　）
A．每根弹性绳的劲度系数为
B．每根弹性绳的劲度系数为
C．若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大
D．若对拉力器的拉力减为，则弹性绳长度变为
10.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力为4 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力(　　) A．大小为4 N，方向平行于斜面向上
B．大小为2 N，方向平行于斜面向上
C．大小为4 N，方向垂直于斜面向上
D．大小为4 N，方向竖直向上
11．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是(　　)
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
12．锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm，某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m，则(　　)
A．人的每只手受到拉力器的拉力为300 N
B．每根弹簧产生的弹力为150 N
C．每根弹簧的劲度系数为93.75 N/m
D．每根弹簧的劲度系数为500 N/m
13．在图中，a、b两个小球相互间一定有弹力作用的是(其中A、B两图中a、b两球均用轻绳悬挂)(　　)
14.　在图所示图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动。
15.　一根弹簧原长为12 cm，在弹性限度内挂2 N的物体时长16 cm，则：
(1)挂1 N的物体时弹簧多长？
(2)弹簧的长度为22 cm时，弹簧悬挂的物体重多少？
16.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持　　　　状态。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图像。由此图像可得该弹簧的原长x0=　 cm,劲度系数k=　　　　　N/m。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度x=　 　　　cm。
17．某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。下表是该同学记录的实验数据，实验时弹簧伸长量始终未超过弹性限度。(g取10 m/s2)
钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150
弹簧总长度L/cm 6.0 7.2 8.3 9.5 10.6 11.8
(1)在所给坐标纸(如图所示)上建立坐标系，并标出合适的标度，根据实验数据作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。
(2)根据图像可计算出弹簧的劲度系数为________ N/m。(保留三位有效数字)
3.2 弹力 （解析版）
1．关于弹性形变的概念，下面理解正确的是(　　)
A．物体形状的改变叫做弹性形变
B．一根铁丝用力弯折后的形变就是弹性形变
C．物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变
D．物体在外力的作用下发生的形变叫做弹性形变
【答案】C
【解析】弹性形变是撤去外力作用后物体能恢复原状的形变，并非所有的形变都是弹性形变，因而选项A、D错误；铁丝用力弯折后，撤去外力，并不能恢复到原来的形状，因而不属于弹性形变，选项B错误，显然选项C正确。
2．下列关于弹力的说法中正确的是(　　)
A．两物体相互接触，就一定会产生相互作用的弹力
B．两物体不接触，就一定没有相互作用的弹力
C．笨重的金属块放在木板上，木板会发生形变对金属块施加弹力，而金属块不会发生形变，但因其自身重力会对木板施加压力
D．运动的小球去挤压弹簧，弹簧会发生形变产生弹力，小球虽不会发生形变，但由于运动会对弹簧产生压力
【答案】B
【解析】弹力的产生条件是两物体直接接触，而且发生弹性形变，B正确，A错误。两物体间发生弹力作用时，两物体都会发生弹性形变，给对方施加弹力作用，C、D均错误。
3．（多选）如图所示，一辆吉普车停在水平地面上，下列说法正确的是（　　）
A．吉普车没有发生形变，所以汽车不受弹力
B．吉普车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变
C．吉普车受到向上的弹力，是因为吉普车发生了形变
D．地面受到向下的弹力，是因为吉普车发生了形变
【答案】BD
【解析】A．吉普车和地面相互挤压，都发生了弹性形变，故汽车受到地面的弹力，地面受到汽车的弹力，A错误；
BC．地面发生形变，对吉普车产生向上的弹力，B正确，C错误；
D．吉普车发生形变，对地面产生向下的弹力，D正确。故选BD。
4．(多选)关于弹力的方向，下列说法中正确的是(　　)
A．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的
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
【答案】AD
【解析】放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力，其方向垂直于桌面向上，故A正确；放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上，故B错，D正确；绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向，而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向，故C错。
5．如图，是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”。为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计。船体对冰块的弹力示意图正确的是（　　）
A . B．
C． D．
【答案】C
【解析】船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．（多选）射箭，即箭术（Archery），是指借助弓的弹力将箭射出，在一定的距离内比赛精准度的体育运动，别称射箭运动。如图为奥运会上的射箭比赛，运动员放开弓弦，箭射出的过程中，有关弓弦受到的弹力的说法正确的是（　　）
A．弓弦受到的弹力是手施加的
B．弓弦受到的弹力的施力物体是箭
C．由于弓弦产生弹性形变使弓弦受力
D．由于箭产生弹性形变使弓弦受到力的作用
【答案】
【解析】ABCD．箭射出的过程中，箭产生弹性形变，有恢复原来状态的趋势，产生了对弓弦的作用力，故BD正确，AC错误。故选BD。
7.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是(　　)
A．重力和细线对它的拉力
B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C．重力和斜面对它的支持力
D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力
【答案】A
【解析】如果斜面对小球产生弹力，小球不会处于平衡状态，所以斜面对小球不会产生弹力，A选项正确。
8．(多选)关于胡克定律，下列说法中正确的是(　　)
A．由F＝kx可知，弹力F的大小与弹簧的长度x成正比
B．由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量x成反比
C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量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
【答案】CD
【解析】胡克定律F＝kx中，x是弹簧伸长或缩短的长度，k是劲度系数，与弹簧本身的性质有关，与F、x均无关。故选项A、B错误，C、D正确。
9．拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子用的力拉开拉力器，使其比原长伸长了，假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（　　）
A．每根弹性绳的劲度系数为
B．每根弹性绳的劲度系数为
C．若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大
D．若对拉力器的拉力减为，则弹性绳长度变为
【答案】A
【解析】AB．由胡克定律可得 则 ，故A正确，B错误；
C．弹性绳的劲度系数与弹性绳自身因数有关，与外力无关，故C错误；
D．若对拉力器的拉力减为，则有 得
则此时弹性绳的长度一定大于20cm，故D错误。
故选A。
10.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力为4 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力(　　) A．大小为4 N，方向平行于斜面向上
B．大小为2 N，方向平行于斜面向上
C．大小为4 N，方向垂直于斜面向上
D．大小为4 N，方向竖直向上
【答案】D
【解析】小球受重力和杆的弹力两个力的作用，且重力的方向竖直向下，由于小球处于静止状态，根据二力平衡条件可知，弹力与重力大小相等，方向相反，故弹力大小为4 N，方向竖直向上，D正确。
11．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是(　　)
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
【答案】B
【解析】图像的横轴截距表示弹簧原来的长度，A错误，图像的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误，图像不过原点，D错误。
12．锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm，某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m，则(　　)
A．人的每只手受到拉力器的拉力为300 N
B．每根弹簧产生的弹力为150 N
C．每根弹簧的劲度系数为93.75 N/m
D．每根弹簧的劲度系数为500 N/m
【答案】B
【解析】每根弹簧的弹力F＝ N＝150 N，故B对；由150 N＝k(1.6 m－0.4 m)，解出k＝125 N/m，故C、D错。每只手受拉力都为600 N，A错。
13．在图中，a、b两个小球相互间一定有弹力作用的是(其中A、B两图中a、b两球均用轻绳悬挂)(　　)
【答案】B
【解析】由弹力产生的条件，物体之间有接触但不一定互相挤压，是否挤压可以用假设法进行判断：撤去其中一物体，看另一物体是否运动。故A、C、D不对，B正确。
14.　在图所示图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态，丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动。
【答案】见解析图
【解析】　甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；乙中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆斜向上；丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A处弹力方向水平向右，B处弹力垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中小球P不管运动与否，都属于平面与球面相接触，弹力应垂直于平面，且过球心，即向上。它们所受弹力的示意图如图所示。
15.　一根弹簧原长为12 cm，在弹性限度内挂2 N的物体时长16 cm，则：
(1)挂1 N的物体时弹簧多长？
(2)弹簧的长度为22 cm时，弹簧悬挂的物体重多少？
【答案】(1)14 cm　(2)5 N
【解析】(1)弹簧的原长L0＝12 cm＝0.12 m
挂2 N的物体时弹簧长L1＝16 cm＝0.16 m
弹簧的伸长量x＝L1－L0＝0.04 m
由二力平衡得F弹＝G＝2 N
由胡克定律F弹＝kx得
k＝＝ N/m＝50 N/m
挂1 N的物体时的伸长量
x′＝＝ m＝0.02 m＝2 cm
L2＝L0＋x′＝12 cm＋2 cm＝14 cm。
(2)L3＝22 cm时，弹簧的伸长量x′′＝L3－L0＝10 cm
由胡克定律F＝kx得
F′′＝kx′′＝50×10×10－2 N＝5 N。
16.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持　　　　状态。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图像。由此图像可得该弹簧的原长x0=　 cm,劲度系数k=　　　　　N/m。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度x=　 　　　cm。
【答案】(1)竖直　(2)4　50　(3)10
【解析】(1)悬挂重物后,弹簧沿竖直方向伸长,要测量弹簧沿竖直方向上的伸长量,刻度尺当然要保持竖直状态。
(2)如果以弹簧长度x为横坐标,弹力大小F为纵坐标,作出F-x图像,那么图像与横轴的截距表示弹簧的原长,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,所以根据图像可知,该弹簧的原长x0=4 cm,劲度系数k==50 N/m。
(3)弹簧测力计的示数表示弹力的大小,即F=3 N,所以该弹簧的长度为x=x0+=10 cm。
17．某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。下表是该同学记录的实验数据，实验时弹簧伸长量始终未超过弹性限度。(g取10 m/s2)
钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150
弹簧总长度L/cm 6.0 7.2 8.3 9.5 10.6 11.8
(1)在所给坐标纸(如图所示)上建立坐标系，并标出合适的标度，根据实验数据作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。
(2)根据图像可计算出弹簧的劲度系数为________ N/m。(保留三位有效数字)
【答案】(1)见解析　(2)25.9
【解析】(1)计算弹簧的弹力及相应伸长量，如下表所示：
弹力F/N 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50
伸长x/cm 1.2 2.3 3.5 4.6 5.8
以F为纵坐标，x为横坐标，坐标标度如图所示，描点并连接成直线。
(2)k＝＝ N/m＝25.9 N/m。