2020-2021学年新教材人教版必修第一册 3.1 重力与弹力 作业

第1节　重力与弹力
第1课时　重力、弹力

必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点一 重力
1.(多选)下列关于力的说法中正确的是(　　)
A．只有直接接触的物体之间才会有力的作用
B．力的大小可以用天平来测量
C．力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变
D．力是不能离开施力物体和受力物体而单独存在的
2．(多选)关于重力，下列说法正确的是(　　)
A．重力的方向总是和支持重物的支持面垂直
B．重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出
C．质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小
D．物体对悬绳的拉力或对支撑面的压力的大小可以不等于重力
3．关于重心，下列说法正确的是(　　)
A．重心就是物体内最重的一点
B．物体发生形变时，其重心位置一定不变
C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变
D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下
知识点二 力和力的图示
4.(多选)一个重20 N的物体沿着斜面下滑，如图所示，关于物体所受重力的图示不正确的是(　　)
5．如图所示，匀质球A置于倾角为37°的光滑斜面上并用竖直光滑挡板挡住，已知球A的重力G＝40 N，斜面对A的弹力N1＝50 N，挡板对A的弹力N2＝30 N，要求在图中用直尺作出球A所受的力的图示．(作图要求：直尺作图，各力作用点均在球的重心上，标明各力名称)
知识点三 弹性形变和弹力
6.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．如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所受的重力
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
7．(多选)玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
知识点四 几种弹力及方向
8.一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是(　　)
9．在下图中，a、b表面均光滑，天花板和地面均水平．a、b间一定有弹力的是(　　)
10．如图所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是(　　)
A．球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上
B．球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下
C．球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上
D．球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向上
11．在图中画出物体A所受弹力的示意图．

关键能力综合练 进阶训练第二层
一、单项选择题
1．关于力，下列说法正确的是(　　)
A．力是物体间的相互作用
B．当物体不发生运动时，一定不受力的作用
C．力作用在物体上时，必定同时出现形变和运动状态的改变
D．物体本身就有重力，所以重力没有施力物体
2．(易错题)一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图所示，现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是(　　)
A．系统的重心慢慢下降
B．系统的重心先上升后下降
C．系统的重心先下降后上升
D．有可能绳的方向不竖直
3．下列关于重力的说法，正确的是(　　)
A．地球上的物体只有静止时才会受到重力的作用
B．物体从赤道移到北极，重力的大小逐渐减小
C．放在水平面上的物体，所受重力就是其对水平面的压力
D．物体的重心不一定在物体上
4．下列说法正确的是(　　)
A．物体的重力就是地球对物体的吸引力
B．物体的重力总是垂直接触面向下的
C．物体运动时受到的重力大于它静止时受到的重力
D．同一物体在地球两极处所受到的重力比在赤道处所受到的重力大
5．跳高运动员在下列四种过杆姿势中，重心最能接近甚至低于横杆的是(　　)
6．在立起一根木棍的过程中要经过如图所示的位置，此时地面对木棍的弹力方向是图中的(　　)
A．F1的方向 B．F2的方向
C．F3的方向 D．F4的方向
7.
(易错题)如图所示，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，则弹性杆对小球的弹力(　　)
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
8．(易错题)如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平桌面上处于静止状态，那么以下说法正确的是(　　)
A．物体A对C有向下的压力作用
B．物体A和B对地面都有压力作用
C．地面对C的支持力是由于地面发生形变要恢复原状产生的
D．物体A对B的压力是由于B物体发生形变要恢复原状产生的
二、多项选择题
9．如果地面上物体所受重力都消失了，可能出现的现象是(　　)
A．江河的水不会向下流动
B．纸片和石块皆可悬浮在空中
C．天不会下雨
D．所有物体的质量都消失
10．下列说法不正确的是(　　)
A．重力就是地球对物体的引力
B．重力的方向竖直向下，故地球上一切物体所受的重力的方向都相同
C．物体的重心可以不在物体上
D．弹簧测力计可以测出物体的重力，但读数时必须保持弹簧测力计和物体都处于静止或匀速直线运动状态
11．(易混题)如图所示，小球C置于光滑的半球形凹槽B内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态．现缓慢减小A的倾角θ，下列说法正确的是(　　)
A．C受到的支持力逐渐变大
B．C受到的支持力大小不变
C．C对B的压力逐渐变大
D．C对B的压力大小不变
12．下列说法中正确的是(　　)
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
三、非选择题
13．(探究题)如图所示，n块厚度均为d、质量均为m的相同砖块，靠在一起平放在地面上，今将它们一块一块向上叠放起来，全部叠完这堆砖，砖的重心升高了多少？

学科素养升级练 进阶训练第三层
1．如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世珍宝，
飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为(　　)
A．马跑得快的缘故
B．马蹄大的缘故
C．马的重心在飞燕上
D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
2．(真实情境——学术情境)假如“嫦娥四号”探月过程中，把一块矿石从月球运到地球，则矿石所受重力与质量的变化是(　　)
A．重力变小，质量变大 B．重力变大，质量变大
C．重力不变，质量不变 D．重力变大，质量不变
3.
(真实情境——生活情境)可伸缩式自拍杆风靡全球，浩宇同学将质量为m的手机固定在自拍杆上保持静止状态，杆与水平方向成θ角，则自拍杆对手机的作用力大小为(　　)
A．mg B．mgsin θ
C．mgcos θ D．无法计算
4．运输货车的制造标准是当货车侧立在倾角为30°的斜坡上时，如图所示，货车仍不至于翻倒，也就是说，货车受到重力的作用线仍落在货车的支持面(以车轮为顶点构成的平面范围)以内．如果车轮间的距离为2.0 m，则车身的重心与路面之间的最大距离(水平路面上车身的重心的最大高度)是多少？(不计轮胎高度，设车的重心在如图所示的中轴线上)
5．如图所示，质量分布均匀的正方形薄板ABCD，边长为a，当薄板绕过C点垂直于纸面的水平轴转动时，其重心最多可升高多少？
第2课时　实验：探究弹簧弹力与形变量的关系

必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点一 实验原理及其操作
1.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中．
(1)以下是小明同学的实验步骤，请你帮他按操作的先后顺序，用字母排列出来：________.
A．以弹力为横坐标，以弹簧伸长量为纵坐标，用描点法作出实验图像
B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定刻度尺
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，当钩码静止时，记下弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F．解释函数表达式中常数的物理意义
(2)
小明同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行实验，根据测得的数据绘出如图所示的图像，根据图像，可计算得到两根弹簧的劲度系数分别为k甲＝________N/m，k乙＝________N/m.(结果保留3位有效数字)
(3)从图像上看，图像上端为曲线，说明该同学没能完全按实验要求做，图像上端为曲线是因为____________________．若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________(选填“甲”或“乙”)．
2．(1)在“探究弹簧伸长量与弹力的关系”实验中，以下说法正确的是________．
A．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
B．在悬挂钩码时，可以任意增加钩码的个数
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于静止
D．用几根不同的弹簧，分别测出拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学做“探究弹簧伸长量与弹力的关系”实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的________．
知识点二 实验数据处理
3.橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx.用如图甲所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值．下面表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录．
拉力F/N 5 10 15 20 25
伸长量x/cm 1.6 3.2 4.7 6.4 8.0
(1)请在图乙所示的坐标系中作出F－x图像．
(2)由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k＝________N/m.
知识点三 实验误差分析
4．在“探究弹簧的形变与外力的关系”实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F.实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示．
(1)由图求出弹簧的劲度系数，即k＝________.
(2)图线不过原点的原因是________________________________________________________________________．
5．某实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验，采用如图甲所示的装置．质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码可以改变弹簧的弹力．在实验过程中进行正确操作并收集实验数据，作出小盘中砝码重力G随弹簧伸长量x变化的关系图像如图乙所示．(重力加速度g取10 m/s2)
(1)由图乙可求得该弹簧的劲度系数为________N/m.
(2)由图乙还可求得小盘的质量为________kg，小盘的质量使弹簧劲度系数的测量结果(与真实值相比)________(选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)．

关键能力综合练 进阶训练第二层
1．(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，关于“测量原长”与“竖直悬挂”的先后顺序，下列说法正确的是(　　)
A．先测量原长，后竖直悬挂
B．先竖直悬挂，后测量原长
C．先后顺序对实验结果无影响
D．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重
2．某同学做“探究弹力和弹簧伸长量关系”的实验，某次测量如图甲所示，指针示数为________cm.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，由所得数据作出的钩码质量m与弹簧的形变量x的关系图像如图乙所示(重力加速度g取9.8 m/s2)．根据所测得的数据和关系曲线可知，这种规格的弹簧劲度系数为________ N/m.图像的末端变弯曲的原因是________________．
3．(探究题)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．
(1)实验中还需要的测量工具有_____________________________________________．
(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴表示钩码质量m，横轴表示弹簧的形变量x.由图可知，图线不通过原点，其原因是________________；弹簧的劲度系数k＝________N/m(计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取9.8 m/s2)．
(3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图线，下列说法正确的是________．
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．弹力与弹簧长度成正比
4．(易错题)某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．
(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态．
(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度x＝________cm.

学科素养升级练 进阶训练第三层
1．(多选)如图所示，探究的是某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系，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．当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝40 cm
D．当弹簧伸长量x1＝20 cm时，拉力是F1＝200 N
2．(多选)如图甲所示，一根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像，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．该弹簧受到压力时，劲度系数不变
3．某同学在做探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置．所用的钩码每只的质量都是30 g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．(形变始终未超过弹性限度，g取9.8 m/s2)
钩码质量/g 0 30 60 90 120 150
弹簧总长/cm 5.00 6.16 7.34 8.48 9.64 10.81
(1)试根据这些实验数据在图乙给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线．
(2)该弹簧的劲度系数k＝________N/m.
第三章　相互作用——力
第1节　重力与弹力
第1课时　重力、弹力
必备知识基础练
1．解析：不直接接触的物体间也可能有力的作用，比如磁铁间、电荷间不接触也会有力的作用，故A错误．力的大小可以用弹簧测力计测量，故B错误．力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变，故C正确．一个力必定与施力物体和受力物体两个物体相联系，力是一个物体对另一个物体的作用，只有一个物体不能产生力的作用，故D正确．
答案：CD
2．解析：A错：重力的方向总是竖直向下而不一定和支持面垂直．B错：弹簧测力计可以直接测出物体的重力，而天平直接测出的是物体的质量而不是物体的重力．C对：由公式G＝mg可知，重力大小由质量m和g值共同决定．由于在不同的地理位置g值不同，有可能质量大的物体所受重力反而小．D对：用一根悬绳吊起一个物体，当物体静止时对悬绳的拉力大小等于物体的重力；当物体摆动起来时对悬绳的拉力大小不等于物体的重力．把物体静置于一水平支撑物上，物体对该水平支撑物的压力大小等于物体的重力，若物体静止于斜面上，则物体对斜面的压力大小不等于物体的重力．
答案：CD
3．解析：重心是物体各部分所受重力的等效作用点，故A项错误；重心的位置和物体的质量分布及形状都有关系，当质量分布均匀、形状规则时物体重心和几何中心“二心”重合，把一根质量分布均匀的直铁棒弯成圆后重心由原来在物体上变到圆心处，故B项错误；物体升高时，重心的空间位置变化与否看具体情形，如某人从一楼上升到五楼重心升高到五楼，C项错误；背越式跳高被现在大多数跳高运动员采用的原因就在于重心可能在横杆之下，D项正确．
答案：D
4．解析：重力的方向总是竖直向下即垂直于水平面向下的，不一定与接触面垂直；另外，选取不同的标度，表示力的大小的线段长度会有所不同，则选项A、D图示正确，选项B、C图示错误，B、C符合题意．
答案：BC
5．答案：如图所示
6．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
7．解析：汽车与桥面相互挤压都发生了形变，B错；由于桥面发生弹性形变，所以对汽车有向上的弹力，C对，D错；由于汽车发生了形变，所以对桥面产生向下的弹力，A对．
答案：AC
8．解析：弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，D对．
答案：D
9．解析：图A中a、b间无弹力产生，因为a、b无相互挤压，没有发生形变，故A错误．图B中a、b间有弹力产生，细绳偏离竖直方向，则a、b相互挤压，产生弹力，故B正确．图C中假设a、b间有弹力存在，a对b的弹力方向水平向右，b将向右滚动，而题设条件b是静止的，所以a、b间不存在弹力，故C错误．图D中假设a、b间有弹力存在，a对b的弹力垂直于斜面向上，则b受三个力：竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力，这三个力的合力不可能为零，即三个力不可能平衡，与题设条件矛盾，故D错误．
答案：B
10．解析：由于球A与挡板和斜面接触挤压，挡板和斜面都产生弹性形变，它们对球A产生弹力，而且弹力的方向垂直于接触面，所以挡板对球A的弹力水平向右，斜面对球A的弹力垂直于斜面向上．
答案：C
11．解析：支持力、压力的方向都与接触面垂直并指向被支持或被压的物体．
答案：见解析
关键能力综合练
1．解析：根据力的定义可知，力是物体间的相互作用，A正确；力是物体间的相互作用，与物体是否发生运动无关，B错误；力有两种作用效果，即力可以使物体发生形变，或改变物体的运动状态，但不是说力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变，C错误；任何一个力，一定能找到受力物体和施力物体，物体受到的重力的施力物体是地球，D错误．
答案：A
2．解析：装满水的容器和水组成的系统，其重心在球心，随着水从阀门不断流出，重心位置不断下降，当水快要流完后，重心又上升，最后处于球心，故重心的位置先下降后上升，故C正确．
答案：C
3．解析：地球上的物体都受到重力，与是否静止无关，故A错误；同一物体从赤道移到北极，重力的大小逐渐增大，故B错误；静止在水平面上的物体所受的重力与它对水平面的压力不同，重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，故C错误；物体的重心是重力的作用点，重心不一定在物体上，故D正确．
答案：D
4．解析：物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的，并不等同于地球对物体的吸引力，选项A错误；物体的重力总是竖直向下的，选项B错误；物体运动时受到的重力等于它静止时受到的重力，选项C错误；同一物体在地球两极处所受到的重力比在赤道处所受到的重力大，选项D正确．
答案：D
5．解析：四种过杆姿势中，前三种过杆时重心均在横杆之上，而背越式过杆时，头、躯干、腿依次过杆，身体的大部分与杆接近，甚至低于杆．
答案：D
6．解析：本题属于点面接触，弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体，所以地面对木棍的弹力方向是F2的方向．
答案：B
7．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，杆对小球的弹力与小球重力等大、反向，故D正确．
答案：D
8．解析：根据弹力产生的原理可知，弹力是接触力，因此A对C没有压力，故A错误．由以上分析可知，物体A和B对地面没有压力作用，故B错误．物体由于发生了弹性形变，要恢复原状，会对使其发生弹性形变的物体施加弹力，因此地面对C的支持力是由于地面发生形变要恢复原状产生的，故C正确．由C选项分析可知，A对B的压力是由于A物体发生形变要恢复原状产生的，故D错误．
答案：C
9．解析：江河中水的流动、纸片和石块下落、雨滴下落都是重力引起的，而物体的质量与物体所受重力无关，它表示物体所含物质的多少，故A、B、C均正确，D错误．
答案：ABC
10．解析：重力是由于地球吸引而使物体受到的力，但不是地球对物体的引力，故A说法错误；重力的方向竖直向下，但在地球不同位置，物体受到的重力方向不同，故B说法错误；物体的重心可以在物体上，也可以不在物体上，故C说法正确；用弹簧测力计测物体受到的重力时，要使物体处于平衡状态，物体受到的重力和弹簧弹力才是一对相互平衡的力，故D说法正确．A、B符合题意．
答案：AB
11．解析：小球C受支持力和自身重力两个力的作用，处于平衡状态，重力与支持力二力平衡，所以小球所受的支持力大小始终等于重力的大小，小球对B的压力等于小球所受的支持力，也保持不变，选项B、D正确．
答案：BD
12．解析：书放在水平桌面上受到的支持力，不是由于书发生了微小形变而产生的，而是由于桌面发生了微小形变，要恢复原状，对书产生的弹力，故A错误；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，要恢复原状，对圆木产生的，故B正确；绳对物体的拉力是因为绳发生拉伸形变产生的，所以绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向，故C正确；支持力是由于支持物体发生弹性形变而对被支持物体产生的弹力，其方向总是垂直于支持面，指向被支持的物体，故D正确．
答案：BCD
13．解析：砖块靠在一起平放在地面上时的重心高度为h1＝d，
全部叠完后砖的重心高度为h2＝nd，
所以砖的重心升高了Δh＝h2－h1＝.
答案：
学科素养升级练
1．解析：飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞翔的燕子上，和马蹄的大小无关，而是因为飞燕对马的支持力和马的重力在一条竖直线上，故B错误，D正确．“马踏飞燕”是雕塑，马是静止的，故A错误．根据马的形态可知，马的重心不会在飞燕上，C错误．
答案：D
2．解析：矿石从月球运到地球的过程中，其质量保持不变，但由于地球表面的重力加速度大，故重力变大，故D正确，A、B、C错误．
答案：D
3．解析：对手机受力分析，受到自拍杆对手机的作用力F与手机本身的重力mg，二力平衡，则自拍杆对手机的作用力大小为F＝mg，故选A.
答案：A
4.
解析：设O为车厢的重心，过O作两车轮连线的垂线，交点为A，如图所示，过O作重力作用线，此线不能超过B车轮，否则车将翻倒，取临界点B，在直角三角形OAB中，由几何关系可知∠AOB＝30°，AB＝BC＝1.0 m，则OA＝AB＝1.73 m.
答案：1.73 m
5．解析：
初状态重心高度h0＝a.
翻转后，板的重心在板的几何中心，
如右图所示，重心高度h＝a.
重心位置升高Δh＝h－h0＝a.
答案：a
第2课时　实验：探究弹簧弹力与形变量的关系
必备知识基础练
1．解析：(1)根据实验过程可知，实验中先组装器材，然后进行实验，最后处理数据．所以先后顺序为CBDAEF.
(2)劲度系数k甲＝＝ N/m≈66.7 N/m，k乙＝＝ N/m＝200 N/m.
(3)图像向上弯曲的原因是弹力过大，超过弹簧的弹性限度．注意该图像中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，从图像上可以看出甲的斜率大于乙的斜率，所以甲的劲度系数较小，因此用甲制作的弹簧测力计精确度高，所以应选弹簧甲．
答案：(1)CBDAEF　(2)66.7　200　(3)弹力过大，超过弹簧的弹性限度　甲
2．解析：在探究弹力和弹簧伸长量的关系实验中，弹簧的弹力与弹簧长度变化量的关系满足F＝kx，其中k由弹簧本身决定；对于物理图像问题，要弄清横轴和纵轴代表的含义，在这里x代表的是弹簧的伸长量，即L－L0，最后结合数学知识综合判断．
(1)弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧的长度减去弹簧原长，故A错误；悬挂钩码时，在不超出弹性限度的前提下可以任意增加钩码的个数，故B错误；用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码静止时再读数，故C正确；拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同弹簧的劲度系数一般不同，故D错误．
(2)实验中用纵轴表示弹簧的伸长量x，横轴表示弹簧的拉力F(即所挂重物的重力大小)，由F＝kx可知，不考虑弹簧重力时图像过原点；如果考虑弹簧自身的重力，不挂钩码时伸长量已经不为零，故A、C、D错误，B正确．
答案：(1)C　(2)B
3．解析：由胡克定律F＝kx知，F－x图像的斜率等于该橡皮筋的劲度系数，k＝＝312.5 N/m.
答案：(1)如解析图所示　(2)312.5
4．解析：根据图像斜率可求出弹簧的劲度系数，k＝200 N/m.
答案：(1)200 N/m　(2)由于弹簧原长是水平放置时的长度，而竖直悬挂时弹簧的自身重力会使弹簧伸长，故实验图像不过原点
5．解析：(1)根据胡克定律ΔF＝kΔx，弹簧的劲度系数k＝＝ N/cm＝2 N/cm＝200 N/m.
(2)由图像横截距意义可知：mg＝kx1，m＝＝ kg＝0.1 kg，
应用图像法处理实验数据，小盘的质量对弹簧劲度系数的测量结果无影响．
答案：(1)200　(2)0.1　不受影响
点拨：根据“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”“小盘中砝码重力G随弹簧伸长量x变化的关系图像如图乙所示”可知，本题利用图像处理实验数据，根据图像的斜率和截距的意义分析解答．
关键能力综合练
1．解析： 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，因为弹簧的自重的影响，水平放置和竖直悬挂时，弹簧的长度不同，所以应先竖直悬挂，后测量原长，这样施力时测出弹簧伸长后的长度减去原长能准确反映伸长量，故A错误，B正确；先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重，故C错误，D正确．
答案：BD
2．解析：标尺分度值是1 mm，要估读到分度值的下一位，由题图甲可得指针示数为16.00 cm.由mg＝kx得k＝，结合题图乙直线部分可求弹簧的劲度系数k＝ kg/m，可得k＝9.8 N/m.
图像的末端变弯曲的原因是m与x不成正比，即超出弹簧的弹性限度．
答案：16.00　9.8　超出弹簧的弹性限度
3．解析：(1)实验需要测量弹簧的长度，故还需要的测量工具是毫米刻度尺．
(2)由题图乙可知，当m＝0，即F＝0时，x大于零，说明没有挂重物时，弹簧已经伸长，这是由于弹簧自身的重力造成的；由题中图线可知k＝＝ N/m＝4.9 N/m.
(3)在F－L图像中横截距表示弹簧的原长，则b的原长比a的长，故A错误；F－L图像的斜率表示弹簧的劲度系数k，则a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力与弹簧形变量的关系满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．
答案：(1)毫米刻度尺(直尺)　(2)弹簧自身有重力　4.9　(3)B
4．解析：(1)弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态．
(2)弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4 cm；弹簧弹力为2 N时，弹簧的长度为8 cm，伸长量为4 cm，根据胡克定律F＝kΔx，有：
k＝＝＝50 N/m.
(3)由图(c)可知弹簧的弹力为3 N，根据图(b)得到弹簧的长度为10 cm.
答案：(1)竖直　(2)4　50　(3)10
学科素养升级练
1．解析：由题中右图可知图线的斜率表示弹簧的劲度系数，k＝＝2 000 N/m，所以当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝40 cm，B、C正确，A错误；当弹簧伸长量x1＝20 cm时，根据F＝kx可得拉力F1＝400 N，D错误．
答案：BC
2．解析：由乙图可知F＝kx，即弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，A错误，B正确；k＝＝ N/m＝200 N/m，故C正确；弹簧的劲度系数是弹簧的固有属性，不随弹力的变化而改变，故D正确．
答案：BCD
3．解析：(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上，可以判定F和L间是一次函数关系．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，如图所示．
(2)根据胡克定律得：k＝＝ N/m≈25.8 N/m.
答案：(1)如解析图所示　(2)25.8