高中物理人教版必修一假期作业：第三章　第二节弹力+Word版含解析

第二节　弹力
　　　　　　　　　　　　　　　　
一、选择题
1．(弹力的理解)关于弹力，下列说法中正确的是(　　)
A．形变很小时，弹力也很小
B．形变量越大，弹力就越大，弹力大小总是与形变量成正比的
C．放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力
D．通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
答案　D
解析　有的物体不容易发生形变，虽形变量很小，但产生的弹力可能很大，故A错误。当物体发生弹性形变时(在弹性限度内)，形变量越大，弹力越大，否则形变量越大(超过弹性限度)，弹力不一定大，故B错误。书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同，但它们不是同一性质的力，压力是弹力。而且，它们的产生也不相同，压力是书发生形变而对桌面产生的力，它发生在书与桌面之间；而重力是由于地球对物体吸引而使物体所受的力，它发生在书与地球之间，故这两个力不是同一种力，即C错误。通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是由于弹性形变而产生的，因此都是弹力，故D正确。
2．(弹力有无判断)如图所示，下列四个图中，所有的球都是相同的，且形状规则质量分布均匀。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间，乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上，丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触，丁球用两根轻质细线吊在天花板上，且其中右侧一根线是沿竖直方向。关于这四个球的受力情况，下列说法正确的是(　　)
A．甲球受到两个弹力的作用
B．乙球受到两个弹力的作用
C．丙球受到两个弹力的作用
D．丁球受到两个弹力的作用
答案　C
解析　甲球竖直方向上，受重力和水平面的弹力，斜面对甲球无弹力，故A错误；乙球竖直方向上，受重力和水平面的弹力，乙与另一球之间无弹力，B错误；丙球受右侧球和地面的两个弹力作用，故C正确；丁球受竖直细线的拉力，倾斜细线的拉力为零，D错误。
3．(弹力方向)一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是(　　)
答案　D
解析　支持力、压力的方向垂直于接触面，D正确，A、B、C错误。
4．(弹力的理解)如图所示，一根弹性杆上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　小球只在重力和杆对小球的弹力作用下平衡，故弹力与重力等大反向，D正确。
5．(弹力有无判断)(多选)如图所示，a的质量是2 kg，b的质量是1 kg。设接触面是光滑的，a和b都静止不动，其中a受两个弹力的有(　　)
答案　CD
解析　A项中a受地面的支持力，b对a没有作用力，A错误；B项中a受地面的支持力，b对A没有作用力，B错误；C项中a受地面支持力和b的压力；D项中a受地面支持力和绳的拉力。故C、D正确。
6．(弹力的理解)(多选)下列关于弹力的说法正确的是(　　)
A．木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生了形变而产生的
B．拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于木头发生了形变而产生的
C．绳对物体的拉力方向总是沿着绳子而指向绳收缩的方向
D．挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的
答案　CD
解析　发生弹性形变的物体对与之接触且使之发生形变的物体产生弹力作用，而不是对自身，A、B错误，D正确；绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，C正确。
7．(胡克定律)如图所示，四根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。
弹簧质量不计，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有(　　)
A．L2>L1 B．L4>L3
C．L1>L3 D．L2＝L4
答案　D
解析　弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定。由于弹簧质量不计，这四种情况下，F弹都等于弹簧右端拉力F，因而弹簧伸长量均相同，故D正确。
8．(胡克定律)质量为mA和mB的小球与劲度系数均为k的轻弹簧L1和L2连接如图，静止时，两弹簧伸长量分别为x1和x2，则(　　)
A．只要mA＝mB，有x1＝x2
B．只要mA>mB，有x1C．只要mAD．只要不超出弹性限度，始终有x1>x2
答案　D
解析　由于kx2＝mBg，kx1＝(mA＋mB)g，故x1>x2，所以D正确。
9．(胡克定律)S1、S2表示劲度系数分别为k1、k2的两根弹簧，k1>k2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物体，ma>mb，将弹簧与物块按如图所示的方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最短，则应使(　　)
A．S1在上，a在上 B．S1在上，b在上
C．S2在上，a在上 D．S2在上，b在上
答案　A
解析　根据胡克定律确定弹簧伸长量的大小。要使两根弹簧的总长度最短，则应使两弹簧的总伸长量最小。两物体的总重力要由上弹簧承担，故上弹簧一定用劲度系数大的弹簧，即弹簧S1在上，下弹簧要承担下面物体的重力，则为了使弹簧的形变量小，则应使物体重力小的在下面，即b物体在下面，而a物体在上面。综上所述，A正确。
10．(胡克定律)(多选)如下图所示是探究某根弹簧的弹力F与弹簧伸长量x之间关系的相关图象。下列说法中正确的是(　　)
A．弹簧的劲度系数是2 N/m
B．弹簧的劲度系数是2×103 N/m
C．当弹簧弹力F2＝800 N时，弹簧的伸长量x2＝40 cm
D．当弹簧的伸长量x1＝20 cm时，弹簧产生的弹力F1＝200 N
答案　BC
解析　由乙图知弹簧的劲度系数为k＝ N/m＝2×103 N/m，A错误，B正确；根据胡克定律F＝kx得，x2＝＝ m＝0.4 m＝40 cm，C正确；当弹簧伸长量x1＝20 cm时，弹簧产生的拉力F1＝kx1＝2×103×20×10－2 N＝400 N，D错误。
11．(胡克定律)(多选)如图甲所示，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形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示。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．弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
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
答案　BCD
解析　由题图乙知，F－x图象是一条过原点的直线，k＝ N/m＝200 N/m，可知C正确；由胡克定律知A错误，B正确；弹簧的劲度系数只跟弹簧本身有关与受力无关，D正确。
二、非选择题(按照题目要求作答，计算题须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题注明单位)
12．(胡克定律)为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为______________________。这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为________ N/m，乙弹簧为________ N/m。若要制作一个精确度相对较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填“甲”或“乙”)。
答案　超过了弹簧的弹性限度　66.7　200　甲
解析　向上弯曲的原因是超出了弹性限度，注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出k甲≈66.7 N/m，k乙＝200 N/m，由于甲的劲度系数小，因此做成的弹簧测力计在相同拉力作用下，伸长量更大，其精度更高。
13．(胡克定律)竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？(过程中没有超过弹簧的弹性限度)
答案　10 cm　200 N/m
解析　设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1＝4 N的重物时弹簧的长度为L1，挂G2＝6 N的重物时弹簧的长度为L2，则L1＝12 cm，L2＝13 cm，由胡克定律得：
G1＝k(L1－L0)
G2＝k(L2－L0)
代入数据解得：L0＝10 cm，k＝200 N/m，
即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m。
14．(胡克定律)如图所示，质量为m的物体与A、B两个弹簧相连，其劲度系数分别为k1和k2，B弹簧下端与地相连，现用手拉A的上端，使A缓慢上移，当B弹簧的弹力为原来的时，A上端移动的距离是多少？
答案　mg＋或mg＋
解析　B原来处于压缩状态，其压缩量为x0＝，F＝k2·x0＝mg，当向上缓慢拉A使B中弹力减为原来的时，有两种可能：
(1)B仍处于被压缩的状态，则此时A弹簧的弹力为F1，伸长量为x1，B弹簧的弹力F2＝mg
F1＝mg－F2＝mg，x1＝＝
弹簧B受到的压力为ΔF2＝mg－F2＝mg
这时B上端移动的位移x2＝＝＝
所以A上端移动的距离
sA＝x1＋x2＝mg＋。
(2)B处于拉伸状态，则此时A的弹力和伸长量分别为F1′＝mg＋F2′＝mg，x1′＝＝mg
同样B弹簧受到的拉力ΔF2′＝mg
这时B上端移动的位移
x2′＝＝mg
所以A上端上移的距离为
sA′＝x1′＋x2′＝mg＋。