4.2 形变与弹力 同步练习（含答案解析） (2)

第2节
形变与弹力
基础巩固
1．下列关于弹力的说法正确的是
(　　)
A．只有弹簧才有可能施加弹力
B．施加弹力的物体不一定有形变
C．物体的形变越大(弹性限度内)，产生的弹力也越大
D．形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大
解析：所有物体都有可能施加弹力．有弹力必有形变，弹力的大小不仅跟形变的大小有关，还跟劲度系数有关，不同的材料其劲度系数是不同的，形变大的物体产生的弹力不一定比形变小的物体产生的弹力大，故C正确，A、B、D错误．
答案：C
2．书放在桌面上，会受到桌面对它的弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是
(　　)
A．书的形变
B．桌面的形变
C．书所受到的重力
D．桌面所受到的重力
解析：弹力是物体发生形变对其接触的物体施加的力，书受到桌面的弹力，是由桌面形变而产生的，故A错，B正确．另外弹力与其他力无直接关系，故C、D均错．
答案：B
3．关于物体发生形变，下列说法正确的是
(　　)
A．在弹性限度内，弹簧的形变属于弹性形变
B．橡皮泥的形变属于范性形变
C．汽车在大桥上行驶，观察不到桥面变形，这是由于桥面根本没有形变
D．有些物体在形变极小的情况下，可近似看成弹性体
解析：形变分为弹性形变(比如弹簧、橡皮绳)和范性形变(比如弯曲了的铁丝)．有些物体在形变极小的情况下，可近似看成弹性体，在撤去外力后，就可以恢复原状，故A、B、D正确，C错误．
答案：ABD
4．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
解析：放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力，其方向为垂直于桌面向上，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．
答案：AD
5．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15
N重物时，弹簧长度为0.16
m；悬挂20
N重物时，弹簧长度为0.18
m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为
(　　)
A．L0＝0.02
m　k＝500
N/m
B．L0＝0.10
m　k＝500
N/m
C．L0＝0.02
m　k＝250
N/m
D．L0＝0.10
m　k＝250
N/m
答案：D
6．体育课上一学生将足球踢向固定倾斜挡板，如图4－2－10所示，下列关于足球与档板作用时档板给足球的弹力方向的说法正确的是
(　　)
A．沿v1的方向
B．沿v2的方向
C．先沿v1的方向后沿v2的方向
D．沿垂直于档板斜向左上方的方向
答案：D
知能提升
7．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
8.如图4－2－11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
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．
答案：D
9.如图4－2－12所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3
N，GB＝4
N．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F＝2
N，则细线中的弹力T及B对地面的压力N的可能值分别是
(　　)
A．7
N和0
N
B．5
N和2
N
C．1
N和6
N
D．2
N和5
N
解析：此处弹簧的弹力可能是拉力，也可能是压力．若为拉力，以A为研究对象，GA＋F＝T1，所以T1＝5
N．以B为研究对象，F＋FN＝GB，所以FN＝2
N，故B正确．同理若为压力，则T2＝1
N，FN′＝6
N，故C正确．
答案：BC
10．如图4－2－13甲所示，一个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长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象(如图4－2－13乙)．则下列判断正确的是
(　　)
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200
N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
解析：弹簧长度的增加量即形变量的增量，由F＝kx得ΔF＝kΔx，故B对；k＝＝200
N/m，C对；弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关，D对．
答案：BCD
11.如图4－2－14所示为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图象，试由图线确定：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧长为0.20
m时弹力的大小．
解析：读懂图象是求解本题的关键：
(1)当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长状态，由图可知原长l0＝10
cm.
(2)当弹簧长度为15
cm时，弹力大小为10
N，对应的弹簧伸长量为
Δl＝(15－10)cm＝5×10－2
m
由胡克定律F＝kx得
k＝＝
N/m＝200
N/m.
(3)当弹簧长为0.20
m时，弹簧伸长量为：
Δl′＝(0.20－0.10)m＝0.10
m
由胡克定律F＝kx得
F′＝k·Δl′＝200×0.10
N＝20
N.
答案：(1)10
cm　(2)200
N/m　(3)20
N
12.如图4－2－15所示，在水平地面上放一质量为m的物体，物体上端与劲度系数为k的轻弹簧相连．在弹簧上端施加竖直向上的力F.使弹簧上端从弹簧自然状态由静止开始竖直向上做加速度为a的匀加速直线运动．问力F至少作用多长时间能将物体拉起？写出在这段时间内拉力F随时间
t的变化关系式．
解析：恰好将物体拉起时，所用时间最短，此时弹簧的弹力恰好等于物体的重力，由此得kx＝mg解得x＝.
由x＝at2得t＝
＝
由于弹簧是轻弹簧，故拉力F始终与弹簧弹力大小相等，即
F＝kx＝kat2,0≤t≤
答案：
　F＝kx＝kat2,0≤t≤
13．下表是某同学为探索弹簧弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据：
弹簧弹力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧的伸长/cm
2.6
5.0
6.8
9.8
12.4
(1)请你在图4－2－16中的坐标纸上作出F-x图象．
(2)写出曲线所代表的函数．(x用m作单位)
(3)解释函数表达式中常数的物理意义．
图4－2－16
答案：(1)将x轴第一小格取为1
cm，y轴每一小格取为0.25
N，将各点描到坐标纸上，如图所示．
(2)由图象得：F＝20x.
(3)函数表达式中的常数表示使弹簧伸长(或缩短)1
m所需的拉力为20
N．
图4－2－10
图4－2－11
图4－2－12
图4－2－13
图4－2－14
图4－2－15