3.1 重力和弹力 知识点练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 3.1 重力和弹力 知识点练习（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-08 14:19:46 | ||
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文档简介
3.1 重力和弹力知识点专项练习
知识点1 重力和重心
1．重心位置在工程上有重要意义，例如，起重机要正常工作，其重心位置应满足一定条件；舰船的浮升稳定性也与重心的位置有关；高速旋转机械，若其重心不在轴线上，就会引起剧烈的振动等，关于重心，下列说法正确的是（ ）
A．重心可能在物体的外部
B．重心一定在物体的几何中心
C．重心不会随物体几何形状的改变而改变
D．物体除重心受重力之外，其他部分不受重力作用
2．（多选）“夸父逐日”的故事最早出自《山海经·海外北经》。若夸父“逐日”的足迹遍及全球，且总在地面上，则下列说法正确的是（ ）
A．夸父所受的重力竖直向下
B．夸父所受的重力垂直地面向下
C．夸父在赤道时所受的重力比其在北极时所受的重力大
D．夸父在赤道时所受的重力比其在北极时所受的重力小
3．一辆自重为3×104N的大卡车，车上装载着40包水泥，每包水泥的质量为80kg，g=10N/kg。求：
（1）该卡车上水泥的总重力；
（2）大卡车和水泥的总重力；
（3）大卡车和水泥的总质量为多少？
（4）如图所示是一桥头上的标志牌，请你说出标识牌的含义？请你通过计算，该卡车载40包水泥通过该桥梁时是否超载？
知识点2 弹力
4．如图是物理老师在课堂上演示形变的两个实验，实验中体现出的共同的物理思想方法是（ ）
A．极限法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．放大法
5．在下列各图中，A，B两球间一定有弹力作用的是( )
A． B．
C． D．
6．下列情境中关于小球所受弹力的描述，正确的是（ ）
A．甲图，质量分布不均的小球，重心在处，受到墙的支持力过圆心
B．乙图，竖直细线悬挂的小球一定受到细绳的拉力和斜面的支持力
C．丙图，静止在半圆形碗里的小球受到碗的支持力方向如丙图所示
D．丁图，静止在杆顶端的小球受到沿杆向上的弹力
7．弹力指的是发生 的物体，由于要 ，会对引起形变的物体施加的力。
8．如图所示，船破冰前行时，作出船体对碎冰块的弹力和摩擦力的示意图；其中弹力是由于 的形变而直接产生的。
知识点3 探究弹簧弹力与形变量的关系
9．物理实验小组的同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置。
（1）在实验中，以下说法正确的是_____。（填正确答案标号）
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
（2）规范操作，他们分别测量弹簧1和弹簧2，得到两根弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系图，图乙中，已知弹簧1的劲度系数为，则弹簧2的劲度系数为 。
（3）如图丙所示，把图乙中的两根弹簧串联接起来，若不考虑弹簧自身重力的影响，把两根弹簧当成一根新弹簧，则新弹簧的劲度系数测量值约为 。
10．图a用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验
（1）为完成实验，还需要的实验器材有 。
（2）图b是弹簧所受弹力F与弹簧长度x的图线。根据此图像计算出弹簧劲度系数为 N/m
（3）某次测量时测力计的示数如图c所示，则其读数为 N；
知识点4 胡克定律
11．如下图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①弹簧的左端固定在左墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）
A． B． C． D．
12．如图所示，甲、乙为两根完全相同的轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，另一端悬挂一质量为的物块；乙弹簧一端固定在水平地面上，另一端连接一质量为的物块，两物块静止时，测得甲、乙两根弹簧的长度分别为和，已知重力加速度大小为，两弹簧均在弹性限度内，请写出弹簧劲度系数的表达式？
13．如图所示，两根原长相同、劲度系数分别为和的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为的物体，最下端挂着质量为的另一物体，整个装置处于静止状态。
（1）求两根弹簧各自的伸长量；
（2）若用一块木板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平木板对物体的支持力大小。
提高练习
14．某下列图中各物体均处于静止状态图中画出了小球A所受弹力的情况，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
15．一根质量分布均匀、长为L的圆柱形钢管平放在水平地面上，工人将其竖直立起，则（ ）
A．钢管重心上升的高度为L
B．钢管重心上升的高度为
C．地面对钢管的弹力方向始终沿钢管向上
D．地面对钢管的弹力方向始终垂直钢管向上
16．如图所示，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轻质弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，重力加速度为g。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的轻质弹簧，在此过程中上面木块移动的距离为（ ）
A． B． C． D．
17．如图所示，轻质弹簧P上端固定在天花板上，下端的挂钩钩住轻弹簧Q的环，P、Q的劲度系数分别为100N/m和200N/m，现用大小为20N的拉力F竖直向下拉弹簧Q，两只弹簧形变量之和为Δx，两弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧Q拉弹簧P的力大于P拉Q的力
B．Δx=0.3m
C．若将拉力F增加一倍，则稳定后两只弹簧的总长度之和也增加一倍
D．上述两只弹簧形变的效果与一只劲度系数为150N/m的弹簧等效
18．（多选）如图所示，两根轻弹簧和，它们的劲度系数分别为，它们的端分别固定在质量为m的物体上，端分别固定在支架和正下方地面上，当物体静止时，上方的弹簧恰好处于原长．重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，物体均可视为质点，则（ ）
A．下方弹簧的压缩量为
B．若物体的质量变为，则当物体再次静止时，弹簧伸长
C．若物体的质量变为，则当物体再次静止时，弹簧伸长
D．若物体的质量变为，则当物体再次静止时，和弹簧的弹力大小之比为
19．如图甲，某同学用一根劲度系数为的轻弹簧吊着一瓶矿泉水，静止时弹簧的长度为。如图乙，若用同一根弹簧同时吊着两瓶矿泉水，静止时弹簧的长度为。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为，每瓶矿泉水的质量均相等。
（1）求每瓶矿泉水的质量；
（2）如图丙，若将劲度系数均为的两根相同的轻弹簧串接后吊起一瓶矿泉水并处于静止状态，求两根弹簧总的伸长量。
20．某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，所用钩码的重力均为2.0N。回答下面的问题，不计一切摩擦。
（1）如图甲所示，弹簧左、右两端分别与轻质细绳相连，将两侧细绳分别悬挂一个钩码，钩码静止时弹簧处于水平，则弹簧的弹力大小为 N。（保留两位有效数字）
（2）若得到弹力大小F与弹簧长度l的关系图线如图乙所示，则由图乙可知该弹簧原长为 cm（保留两位有效数字），劲度系数 N/m。
21．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，如图甲所示将弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定并与刻度尺的零刻度线对齐，右端通过平行于桌面的细线跨过光滑的定滑轮与托盘相连，随后在托盘中逐一增加砝码，待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。以砝码的重力为纵坐标，以弹簧的形变量为横坐标建立坐标系，并将测得的数据在坐标纸上描点，得到如图乙所示图线，g=10m/s2。
（1）由图线求得弹簧的劲度系数为 N/m。（保留3位有效数字）
（2）托盘的质量为 kg。
（3）图线AB段发生明显弯曲，造成这种现象的主要原因 。
（4）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图像，下列说法正确的是_________。
A．a的原长比b的小
B．a的劲度系数比b的大
C．弹性限度内施加同样大的力，a的形变量比b的大
D．在弹性限度内，两弹簧的弹力都与弹簧的长度成正比
参考答案
1．A
2．A,D
3．（1）
（2）
（3）
（4）不超载
4．D
5．B
6．A
7．弹性形变；恢复原状
8．船体
9．（1）A；B
（2）
（3）
10．刻度尺；200；2.98
11．C
12．
13．解：（1）设上面弹簧的伸长量为，下面弹簧的伸长量为，由
得
由
得
（2）要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，必须是上面弹簧伸长，下面弹簧缩短，对有
对有
得
14．C
A．弹力的方向与施力物体的形变恢复方向相一致，注意应用假设法分析弹力的有无。图中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，根据二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；
B．图中因为右边的绳竖直，如果左边的绳有拉力，竖直的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；
C．支撑面的弹力：支持力的方向总是垂直于支撑面，指向被支持的物体；压力总是垂直于支撑面指向被压的物体。图中小球A受到竖直墙面的垂直于接触面向左的弹力，小球A还受到下方小球的弹力，方向垂直于过接触点的公切面，方向由下方小球的球心指向小球A的球心，故C正确；
D．小球与球面接触处有弹力，且方向过接触点垂直于接触面，所以大半圆对小球的支持力应该是沿着过小球与圆弧接触点的半径的方向，且指向圆心，故D错误。
15．B
16．C
17．B
18．A,D
19．（1）解：设每瓶矿泉水的质量为m，弹簧原长为L0，则挂一个瓶子时
挂两个瓶子时
解得，
（2）解：若将劲度系数均为的两根相同的轻弹簧串接后吊起一瓶矿泉水并处于静止状态，则每根弹簧受弹力为mg，则每根弹簧的长度为L，每根弹簧的伸长量为
两根弹簧总的伸长量
20．（1）2.0
（2）1.5；200
21．（1）16.0
（2）0.08
（3）弹簧的弹力超出了弹性限度
（4）A；C
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知识点1 重力和重心
1．重心位置在工程上有重要意义，例如，起重机要正常工作，其重心位置应满足一定条件；舰船的浮升稳定性也与重心的位置有关；高速旋转机械，若其重心不在轴线上，就会引起剧烈的振动等，关于重心，下列说法正确的是（ ）
A．重心可能在物体的外部
B．重心一定在物体的几何中心
C．重心不会随物体几何形状的改变而改变
D．物体除重心受重力之外，其他部分不受重力作用
2．（多选）“夸父逐日”的故事最早出自《山海经·海外北经》。若夸父“逐日”的足迹遍及全球，且总在地面上，则下列说法正确的是（ ）
A．夸父所受的重力竖直向下
B．夸父所受的重力垂直地面向下
C．夸父在赤道时所受的重力比其在北极时所受的重力大
D．夸父在赤道时所受的重力比其在北极时所受的重力小
3．一辆自重为3×104N的大卡车，车上装载着40包水泥，每包水泥的质量为80kg，g=10N/kg。求：
（1）该卡车上水泥的总重力；
（2）大卡车和水泥的总重力；
（3）大卡车和水泥的总质量为多少？
（4）如图所示是一桥头上的标志牌，请你说出标识牌的含义？请你通过计算，该卡车载40包水泥通过该桥梁时是否超载？
知识点2 弹力
4．如图是物理老师在课堂上演示形变的两个实验，实验中体现出的共同的物理思想方法是（ ）
A．极限法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．放大法
5．在下列各图中，A，B两球间一定有弹力作用的是( )
A． B．
C． D．
6．下列情境中关于小球所受弹力的描述，正确的是（ ）
A．甲图，质量分布不均的小球，重心在处，受到墙的支持力过圆心
B．乙图，竖直细线悬挂的小球一定受到细绳的拉力和斜面的支持力
C．丙图，静止在半圆形碗里的小球受到碗的支持力方向如丙图所示
D．丁图，静止在杆顶端的小球受到沿杆向上的弹力
7．弹力指的是发生 的物体，由于要 ，会对引起形变的物体施加的力。
8．如图所示，船破冰前行时，作出船体对碎冰块的弹力和摩擦力的示意图；其中弹力是由于 的形变而直接产生的。
知识点3 探究弹簧弹力与形变量的关系
9．物理实验小组的同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置。
（1）在实验中，以下说法正确的是_____。（填正确答案标号）
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
（2）规范操作，他们分别测量弹簧1和弹簧2，得到两根弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系图，图乙中，已知弹簧1的劲度系数为，则弹簧2的劲度系数为 。
（3）如图丙所示，把图乙中的两根弹簧串联接起来，若不考虑弹簧自身重力的影响，把两根弹簧当成一根新弹簧，则新弹簧的劲度系数测量值约为 。
10．图a用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验
（1）为完成实验，还需要的实验器材有 。
（2）图b是弹簧所受弹力F与弹簧长度x的图线。根据此图像计算出弹簧劲度系数为 N/m
（3）某次测量时测力计的示数如图c所示，则其读数为 N；
知识点4 胡克定律
11．如下图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①弹簧的左端固定在左墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）
A． B． C． D．
12．如图所示，甲、乙为两根完全相同的轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，另一端悬挂一质量为的物块；乙弹簧一端固定在水平地面上，另一端连接一质量为的物块，两物块静止时，测得甲、乙两根弹簧的长度分别为和，已知重力加速度大小为，两弹簧均在弹性限度内，请写出弹簧劲度系数的表达式？
13．如图所示，两根原长相同、劲度系数分别为和的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为的物体，最下端挂着质量为的另一物体，整个装置处于静止状态。
（1）求两根弹簧各自的伸长量；
（2）若用一块木板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平木板对物体的支持力大小。
提高练习
14．某下列图中各物体均处于静止状态图中画出了小球A所受弹力的情况，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
15．一根质量分布均匀、长为L的圆柱形钢管平放在水平地面上，工人将其竖直立起，则（ ）
A．钢管重心上升的高度为L
B．钢管重心上升的高度为
C．地面对钢管的弹力方向始终沿钢管向上
D．地面对钢管的弹力方向始终垂直钢管向上
16．如图所示，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轻质弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，重力加速度为g。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的轻质弹簧，在此过程中上面木块移动的距离为（ ）
A． B． C． D．
17．如图所示，轻质弹簧P上端固定在天花板上，下端的挂钩钩住轻弹簧Q的环，P、Q的劲度系数分别为100N/m和200N/m，现用大小为20N的拉力F竖直向下拉弹簧Q，两只弹簧形变量之和为Δx，两弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧Q拉弹簧P的力大于P拉Q的力
B．Δx=0.3m
C．若将拉力F增加一倍，则稳定后两只弹簧的总长度之和也增加一倍
D．上述两只弹簧形变的效果与一只劲度系数为150N/m的弹簧等效
18．（多选）如图所示，两根轻弹簧和，它们的劲度系数分别为，它们的端分别固定在质量为m的物体上，端分别固定在支架和正下方地面上，当物体静止时，上方的弹簧恰好处于原长．重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，物体均可视为质点，则（ ）
A．下方弹簧的压缩量为
B．若物体的质量变为，则当物体再次静止时，弹簧伸长
C．若物体的质量变为，则当物体再次静止时，弹簧伸长
D．若物体的质量变为，则当物体再次静止时，和弹簧的弹力大小之比为
19．如图甲，某同学用一根劲度系数为的轻弹簧吊着一瓶矿泉水，静止时弹簧的长度为。如图乙，若用同一根弹簧同时吊着两瓶矿泉水，静止时弹簧的长度为。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为，每瓶矿泉水的质量均相等。
（1）求每瓶矿泉水的质量；
（2）如图丙，若将劲度系数均为的两根相同的轻弹簧串接后吊起一瓶矿泉水并处于静止状态，求两根弹簧总的伸长量。
20．某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，所用钩码的重力均为2.0N。回答下面的问题，不计一切摩擦。
（1）如图甲所示，弹簧左、右两端分别与轻质细绳相连，将两侧细绳分别悬挂一个钩码，钩码静止时弹簧处于水平，则弹簧的弹力大小为 N。（保留两位有效数字）
（2）若得到弹力大小F与弹簧长度l的关系图线如图乙所示，则由图乙可知该弹簧原长为 cm（保留两位有效数字），劲度系数 N/m。
21．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，如图甲所示将弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定并与刻度尺的零刻度线对齐，右端通过平行于桌面的细线跨过光滑的定滑轮与托盘相连，随后在托盘中逐一增加砝码，待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。以砝码的重力为纵坐标，以弹簧的形变量为横坐标建立坐标系，并将测得的数据在坐标纸上描点，得到如图乙所示图线，g=10m/s2。
（1）由图线求得弹簧的劲度系数为 N/m。（保留3位有效数字）
（2）托盘的质量为 kg。
（3）图线AB段发生明显弯曲，造成这种现象的主要原因 。
（4）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图像，下列说法正确的是_________。
A．a的原长比b的小
B．a的劲度系数比b的大
C．弹性限度内施加同样大的力，a的形变量比b的大
D．在弹性限度内，两弹簧的弹力都与弹簧的长度成正比
参考答案
1．A
2．A,D
3．（1）
（2）
（3）
（4）不超载
4．D
5．B
6．A
7．弹性形变；恢复原状
8．船体
9．（1）A；B
（2）
（3）
10．刻度尺；200；2.98
11．C
12．
13．解：（1）设上面弹簧的伸长量为，下面弹簧的伸长量为，由
得
由
得
（2）要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，必须是上面弹簧伸长，下面弹簧缩短，对有
对有
得
14．C
A．弹力的方向与施力物体的形变恢复方向相一致，注意应用假设法分析弹力的有无。图中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，根据二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；
B．图中因为右边的绳竖直，如果左边的绳有拉力，竖直的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；
C．支撑面的弹力：支持力的方向总是垂直于支撑面，指向被支持的物体；压力总是垂直于支撑面指向被压的物体。图中小球A受到竖直墙面的垂直于接触面向左的弹力，小球A还受到下方小球的弹力，方向垂直于过接触点的公切面，方向由下方小球的球心指向小球A的球心，故C正确；
D．小球与球面接触处有弹力，且方向过接触点垂直于接触面，所以大半圆对小球的支持力应该是沿着过小球与圆弧接触点的半径的方向，且指向圆心，故D错误。
15．B
16．C
17．B
18．A,D
19．（1）解：设每瓶矿泉水的质量为m，弹簧原长为L0，则挂一个瓶子时
挂两个瓶子时
解得，
（2）解：若将劲度系数均为的两根相同的轻弹簧串接后吊起一瓶矿泉水并处于静止状态，则每根弹簧受弹力为mg，则每根弹簧的长度为L，每根弹簧的伸长量为
两根弹簧总的伸长量
20．（1）2.0
（2）1.5；200
21．（1）16.0
（2）0.08
（3）弹簧的弹力超出了弹性限度
（4）A；C
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