4.2 形变与弹力 同步练习（含答案解析） (1)

4.2
形变与弹力
同步练习
1．下列说法中不正确的是(　　)
A．书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的
B．用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的
C．绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
D．支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体
【解析】　弹力是发生弹性形变的物体对对方施加的力，书放在水平桌面上受到的支持力，是由于桌面发生了微小形变而产生的．A不正确，B正确．弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体，绳类柔软物体的弹力方向指向收缩的方向，C、D正确．故选A.
【答案】　A
2．关于形变和弹力的说法中，正确的是(　　)
A．相互接触的物体先产生形变后产生弹力
B．相互接触的物体先产生弹力后产生形变
C．相互接触的物体产生形变的同时产生弹力
D.
物体间弹力的作用不是相互的
【解析】　相互接触的物体产生形变的同时也就产生了弹力，二者无先后之分，A、B错误，C正确，物体间任何力的作用都是相互的，D错．
【答案】　C
3．下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是(　　)
图4－2－13
A．极限法　　　　　　　
B．放大法
C．控制变量法
D．等效替代法
【解析】　图甲是利用光的反射将微小形变放大，图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，故为放大法，B正确．
【答案】　B
4．体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球，如图4－2－14所示，试分析篮球与地面作用时，地面给篮球的弹力的方向为(　　)
图4－2－14
A．斜左上
B．斜右上
C．竖直向上
D．竖直向下
【解析】　篮球与水平地面接触时发生形变，产生弹力．如果认为球的一点与地面接触，则属于点与面接触问题，弹力应垂直于面(即地面)，方向向上．
【答案】　C
5．如图4－2－15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为2
N的小球，小球处于静止状态，则关于弹性杆对小球的弹力，下列结论正确的是(　　)
图4－2－15
A．大小为2
N，方向平行于斜面向上
B．大小为1
N，方向平行于斜面向上
C．大小为2
N，方向垂直于斜面向上
D．大小为2
N，方向竖直向上
【解析】　小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向．
【答案】　D
6．如图4－2－16所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G＝1
N，则弹簧测力计A和B的示数分别为(　　)
图4－2－16
A．1
N,0
B．0,1
N
C．2
N,1
N
D．1
N,1
N
【解析】　弹簧测力计的示数等于钩受到的拉力，与弹簧测力计外壳受力无关，物体平衡时绳对物体的拉力F与物重G是一对平衡力，所以F＝G＝1
N．两弹簧测力计的读数都为1
N，所以D正确．
【答案】　D
7．如图4－2－17所示，弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时球在A位置，今用力F将小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为(　　)
图4－2－17
A．kx
B．kx＋G
C．G－kx
D．以上都不对
【解析】　对此题，x不是弹簧形变后的长度与不发生形变的长度的差值．球在A位置时弹簧已经伸长了(令它为Δx)，这样FB＝k(Δx＋x)＝kΔx＋kx.球在A位置平衡时有G＝kΔx，所以FB＝kx＋G，故选项B是正确的．
【答案】　B
8．如图4－2－18所示，物块A静止在斜面B上，下列说法正确的是(　　)
图4－2－18
A．斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的
B．物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的
C．斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的
D．物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相反的
【解析】　斜面B对物块A的弹力方向垂直于斜面向上，A错，C对．物块A对斜面B的弹力方向垂直于斜面向下，跟物块A恢复形变的方向是相同的，B、D错．
【答案】　C
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.弹簧的拉伸和压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为(　　)
A.
B．
C.
D．
【解析】　设弹簧的原长为l，劲度系数为k，由胡克定律F＝kx得，F1＝k(l－l1)，F2＝k(l2－l)，联立两式求得k＝，C正确．
【答案】　C
10．如图4－2－19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中弹簧的左端固定在墙上；②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④中弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙的桌面上滑动．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(　　)
图4－2－19
A．l1＞l2
B．l2＞l3
C．l3＞l4
D．l1＝l2＝l3＝l4
【解析】　本题考查弹簧所受拉力与弹簧伸长量的关系．弹簧的伸长量等于弹簧弹力与弹簧劲度系数的比值，分析四种情况下弹簧所受弹力都等于外力F，又因弹簧完全相同，劲度系数相同，所以四种情况下弹簧的伸长量相等．
【答案】　D
11．某人设计了一只弹簧测力计，如图4－2－20所示，当弹簧的自由端B未悬挂重物时指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上80
N重物时指针正对刻度45；当指针正对刻度20时，请你探究分析所挂重物的重量为多少？
图4－2－20
【解析】　弹簧的伸长量可用刻度的变化量表示．当所挂重物G1＝80
N时，伸长量x1＝40；当指针正对刻度20时，弹簧伸长量x2＝15.设所挂重物为G2，根据二力平衡和胡克定律得，G1＝kx1，G2＝kx2，所以G2＝G1＝×80
N＝30
N.
【答案】　30
N
12.
“蹦极”是一种非常刺激的户外休闲运动，人从水面上方某处的平台上跳下，靠自身所受的重力让其自由下落，被拉伸的橡皮绳又会产生向上的力，把人拉上去，然后人再下落．正是在这上上下下的运动中，蹦极者体会到惊心动魄的刺激，如图4－2－21所示．设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15
m．质量为50
kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3
000
N，已知此人停在空中时，蹦极的橡皮绳长度为17.5
m，橡皮绳的弹力与伸长的关系符合胡克定律．(取g＝10
N/kg)．求：
图4－2－21
(1)橡皮绳的劲度系数；
(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高？
【解析】　(1)人静止于空中时，橡皮绳的拉力F1＝500
N.
而F1＝k(l－l0)，所以橡皮绳劲度系数k＝＝
N/m＝200
N/m.
(2)设橡皮绳拉力最大时，绳长为l′.
据胡克定律F2＝k(l′－l0)得
l′＝＋l0＝
m＋15
m＝30
m.
【答案】　(1)200
N/m　(2)30
m