高一物理人教版必修1（第3.2 弹力 课时同步附解析

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人教版必修1
第三章相互作用
2．弹力
第Ⅰ部分选择题
一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．关于弹力，下列说法不正确的是（　　）
A．书对桌面压力的方向垂直于桌面
B．书对桌面的压力和桌面对书的支持力都是弹力
C．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的长度成正比
D．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比
2．杂技演员有高超的技术，能轻松地顶接从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是（　　）
A．坛的形变
B．头的形变
C．物体受到的重力
D．人受到的重力
3．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
4．篮球放在光滑水平地面上与竖直墙面相靠，且处于静止状态，则篮球的受力情况是（　　）
A．受重力、水平面的支持力和墙面的弹力
B．受重力、水平面的支持力和篮球对地面的压力
C．受重力和篮球对地面的压力
D．受重力和水平面的支持力
5．如图所示的装置中，三个相同的弹簧在未受力状态下的原长相等，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3，其大小关系是（　　）
A．L1=L2=L3
B．L1=L2＜L3
C．L1=L3＞L2
D．L3＞L1＞L2
6．一个弹簧挂30N的重物时，弹簧伸长1.2cm，若改挂100N的重物时，弹簧总长为20cm，则弹簧的原长为（　　）
A．12cm
B．14cm
C．15cm
D．16cm
7．（★★☆）(胡克定律)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”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象如图所示。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．弹力与弹簧的伸长量成反比
8．如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，弹簧劲度系数为k，A、B质量分别为m1、m2；A放在水平地面上，B也静止；现用力拉B，使其向上移动，直到A刚好离开地面，此过程中，B物体向上移动的距离为（　　）
A．
B．
C．
D．
第Ⅱ部分非选择题
二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
9．在弹性限度之内，一轻弹簧受到10
N的拉力时，它的伸长量是4
cm，则该弹簧劲度系数是　　N/m，当弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数是　　
N/m，当弹簧两端受到拉力为10
N，弹簧的伸长量是　　cm。
10．下表是某同学为“探究弹力与弹簧伸长量的关系”所测的几组数据：
（1）请你在图中的坐标纸上作出F-x图线；
（2）写出图线所代表的函数式（x用m为单位）：　　；
（3）写出函数表达式中常数的物理意义　　；
（4）若弹簧的原长为40
cm，并且以弹簧的总长度l为自变量，写出函数表达式（以N和m为单位）：　　。
11．在弹性限度内，一个原长为20
cm的轻质弹簧，受到50
N的拉力时，总长度为22
cm，试求：
（1）弹簧的劲度系数；
（2）当弹簧总长度为19
cm时，弹簧的弹力大小。
12．如图所示，质量为m的物体被劲度系数为k2的弹簧2悬挂在天花板上，下面还拴着劲度系数为k1的轻弹簧1，托住下弹簧的端点A用力向上压，当弹簧2的弹力大小为时，弹簧1的下端点A上移的高度是多少？
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第三章相互作用
2．弹力
参考答案及解析
一、选择题
【答案】
1.C
【解析】弹力的方向垂直于接触面，所以书对桌面压力的方向垂直于桌面，故A不符合题意；压力和支持力都属于弹力，故B不符合题意；根据胡克定律F=kx，其中x为弹簧的形变量，而不是弹簧的长度，
D不符合题意，故本题选
C。
【答案】
2.A
【解析】头顶受到的压力是由于坛子产生形变，对与之接触的头产生力的作用，选项A正确，B、C、D错误。
【答案】
3.A
【解析】书受到的支持力，是由于桌面发生了微小形变而产生的，故A错误；圆木受到的弹力是由于木棍发生形变产生的，故B正确；绳的拉力与绳子形变量方向相反，故C正确；由支持力的概念可知，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体，故D正确。
【答案】
4.D
【解析】篮球受重力作用，要与地面接触并发生挤压，因此受到水平面的支持力，假设篮球受到竖直墙面的弹力，因为水平地面光滑，所以篮球不受面的摩擦力，水平方向不满足二力平衡，篮球不可能静止，假设不成立，即篮球不受竖直墙面的弹力，故选项D正确。
【答案】
5.A
【解析】以小球或下面小球为研究对象，由平衡条件得知，弹簧的弹力等于小球的重力G，由胡克定律F=kx（x是指弹簧的伸长量或压缩量）知，三个图中弹簧的形变量相同，故L1=L2=L3。选项A正确。
【答案】
6.D
【解析】一个弹簧挂30N的重物时，弹簧伸长1.2cm，根据胡克定律，有：F1=kx1；得k==
N/m
=2
500
N/m；若挂100N的重物时，有：F2=kx2；解得x2=m=0.04
m=4
cm，故弹簧的原长为：x0=x－x2=20cm－4cm=16cm。
【答案】
7.C
【解析】弹簧的弹力满足胡克定律，F=k（l－l0），在图象中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的小，故B错误，C正确；弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。
【答案】
8.C
【解析】开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为x1，由胡克定律有kx1=m2g，
物体A恰好离开地面时，弹簧的拉力为m1g，设此时弹簧的伸长量为x2，由胡克定律有kx2=m1g，这一过程中，物体B上移的距离x＝x1+x2＝，故选C。
二、非选择题
【答案】
9.
250
250
4
【解析】根据胡克定律F=kΔx得，k==
N/m
=250
N/m；　
弹簧的劲度系数由弹簧本身决定与受不受力无关，故为250
N/m；　
当弹簧两端受到拉力为10
N，弹簧的拉力为10
N，则x′==m=0.04
m=4
cm。　
【答案】
10.
（1）如图（2）F=20x（3）该弹簧每伸长（或压缩）1
m，其弹力增加20
N，即为弹簧的劲度系数（4）F=20（l－0.4）
【解析】（1）将x轴每一小格取为0.51cm，F轴每一小格取为0.1N，将各点描到坐标纸上，并连成直线
（2）由图象得直线的斜率k=0.2，如果x用m为单位，所以函数式为F=20x；
（3）函数表达式中常数的物理意义表示该弹簧每伸长（或压缩）1
m，其弹力增加20
N，即为弹簧的劲度系数；
（4）若弹簧的原长为40
cm，并且以弹簧的总长度l为自变量，函数表达式为：F=20x=
20（l－0.4）。
【答案】
11.
（1）2
500
N/m
（2）25
N
【解析】（1）根据胡克定律得：F=k
x
解得：k==2
500
N/m
（2）当弹簧总长度为19
cm时，根据胡克定律得F2=k（L0－L2）=25
N
【答案】
12.
或
【解析】A点上升的高度等于弹簧2和1缩短的长度之和，弹簧2可能处于拉伸状态也可能处于压缩状态
（1）A点上升，使弹簧2可能仍处于伸长状态时，弹力减小了
弹簧2比原来缩短：Δx2=
弹簧1的弹力为，压缩量为：Δx1=
所以A上移的高度是：Δx=Δx1+Δx2=　
（2）A点上升，使弹簧2可能处于压缩状态时，向下的弹力
压缩量Δx2=，所以弹簧2上升的高度为：Δx′=
+Δx2=
弹簧1上的弹力为：mg+，弹簧1的形变量为：Δx1=　
所以A上移的高度是：Δx=Δx1+Δx′=　
所以弹簧1的下端点A上移的高度是或