高中物理教科版必修一检测 第2章 3.弹力 Word版含解析

3.弹力
课时过关·能力提升
一、基础巩固
1.杂技演员有高超的技术,如图所示,能轻松地顶住从高处落下的坛子.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
解析:头顶受到的压力的施力物体是坛子,受力物体是头顶,它产生的直接原因是坛的形变,间接原因是物体受到的重力,选项A正确.
答案:A
2.右图为我国的极地考察破冰船——“雪龙号”.为满足破冰航行的要求,其船体结构经过特殊设计,船体下部与竖直方向成特殊角度.则以下关于船体对冰块的弹力的示意图正确的是(　　)
/
　　　　　　　　　　　　　　　　
/
解析:船体对冰块的弹力垂直于接触面,指向受力物体,故C正确.
答案:C
3.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是(　　)
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
B.由k=
??
??
可知,劲度系数??与弹力??成正比,与弹簧的形变量成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小
解析:在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F=kx,A正确;弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F及形变量x无关,B错误,C正确;由胡克定律得k=
??
??
,可知弹簧伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k相等,D正确.
答案:ACD
4.下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是(　　)
/
A.极限法　　　　　　　B.放大法
C.控制变量法 D.等效替代法
解析:题图甲是利用光的多次反射将微小形变放大,题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,选项B正确.
答案:B
5.如图所示的装置中,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,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是(　　)
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A.F1=F2=F3 B.F1=F2C.F1=F3>F2 D.F3>F1>F2
解析:第一个图中,以弹簧下面的小球为研究对象,第二个图中,以悬挂的小球为研究对象,第三个图中,以任意一小球为研究对象.第一个图中,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,二力平衡,F1=mg;后面的两个图中,小球受竖直向下的重力和细线的拉力,二力平衡,弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F2=F3=mg.故三图中平衡时弹簧的弹力相等.
答案:A
6.如图所示,轻质弹簧两端分别与m1和m2两物体连接,m2放在水平地面上,m1压在竖直的弹簧上,m2=2m1.当整个装置静止时,m1距地面的高度为h,用力F缓慢上提m1,使m2刚好要脱离地面时F=______ (用m1表示),此时m1距地面的高度为2h,则此弹簧自然伸长时的长度为　　　　.?
/
解析:当m2刚好要脱离地面时,F=m1g+m2g=3m1g.
设弹簧的劲度系数为k、原长为l0.当整个装置静止时,h=l0?
??
1
??
??
;
当m2刚好要脱离地面时,2h=l0+
??
2
??
??
,解得l0=
4
3
?.
答案:3m1g　
4
3
?
二、能力提升
1.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱.下图为三种与足球有关的情景.下列说法正确的是(　　)
/
A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
D.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
解析:静止在草地上的足球受到的弹力,与重力相平衡,但不是它的重力,故A错误;静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触,但由于它们之间没有弹性形变,所以没有受到相互作用的弹力,B错误;足球撞到网上,球网被撑开,由于球网的形变,而使足球受到了弹力,故C错误,D正确.
答案:D
2.如图所示,轻弹簧的两端各受10 N的拉力F作用,弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内),那么下列说法正确的是(　　)
A.该弹簧的劲度系数k=200 N/m
B.该弹簧的劲度系数k=400 N/m
C.根据公式k=
??
??
,弹簧的劲度系数??会随弹簧弹力??的增大而增大
D.弹簧的弹力为20 N
解析:根据胡克定律F=kx,得k=
??
??
=200 N/m,故选项A正确;弹簧劲度系数与弹力F无关,与弹簧本身有关,选项C错误;弹力为10 N,故选项D错误.
答案:A
3.由实验测得弹簧弹力F与长度l的关系如图所示,则该弹簧的原长l0=　　　cm,劲度系数k=　　　N/m.?
/
解析:由图像可知弹力F=0时(弹簧处于原长),弹簧原长为15 cm;由F=kx得
k=
??
??
=
300
(15-5)×1
0
-2
N/m=3 000 N/m
答案:15　3 000
4.画出图中物体A所受重力、弹力的示意图.(各接触面均光滑)
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解析:A的受力示意图如图所示,弹力产生在接触处,在一般的受力分析中可通过平移,移至物体的重心上.
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答案:见解析
5.一轻质弹簧的长度x和弹力F大小的关系如图所示,求:
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(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧伸长了15 cm时弹力的大小.
解析:(1)弹簧的原长x0=10 cm.
(2)由题图可知,当弹力为F=10 N时,弹簧长度的变化量x=5 cm=0.05 m
由F=kx得k=
??
??
=
10
0.05
N/m=200 N/m.
(3)x=15 cm=0.15 m,由F=kx得
F=200×0.15 N=30 N.
答案:(1)10 cm　(2)200 N/m　(3)30 N
6.如图所示,两根相同的轻弹簧S1、S2,劲度系数皆为k=4×102 N/m,悬挂的重物的质量分别为m1=2 kg和m2=4 kg,若不计弹簧质量,g取10 m/s2,则平衡时S1、S2的伸长量分别为多少?
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解析:平衡时,对m2有kx2=m2g,得
x2=0.10 m=10 cm.
平衡时,对m1和m2整体有kx1=(m1+m2)g,得
x1=0.15 m=15 cm.
答案:15 cm　10 cm