上海市大境中学2020—2021学年高中物理沪科版（2019）必修第一册：3.2弹力 课时练（含解析）

3.2弹力
1．关于弹力，以下说法正确的是（　　）
A．弹力产生的原因是由于受力物体发生弹性形变
B．在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比
C．绳子的弹力方向不一定沿着绳子方向
D．两个物体只要有接触就一定有弹力
2．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，当悬挂10N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为（　　）
A．弹簧的原长L0=0.15m B．弹簧的原长L0=0.17m
C．弹簧的劲度系数k=500N/m D．弹簧的劲度系数k=1000N/m
3．在半球形光滑容器内放置一细杆，如图所示，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，则容器上A、B两点对细杆的作用力方向分别为
A．均竖直向上
B．均指向球心
C．A点处指向球心，B点处竖直向上
D．A点处指向球心，B点处垂直于细杆向上
4．一根轻质弹簧原长10cm，悬挂钩码静止后，弹簧长度变为12cm。已知该弹簧的劲度系数为1N/cm，则钩码重为（　　）
A．22 N B．12 N C．10 N D．2 N
5．如图所示，木块A、B的质量分别为3m、m，用一个劲度系数为k的轻质弹簧，其两端分别与A、B相拴接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（　　）
A．弹簧的最大弹力为μmg B．物块克服摩擦力做的功为μmgs
C．弹簧的最大弹性势能为2μmgs D．物块在A点的初速度为
7．将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100N的力来拉，弹簧的伸长量为10cm；若对该弹簧两端同时用50N的力反向拉时，弹簧的伸长量为ΔL。则（　　）
A．k=10N/m，ΔL=10cm
B．k=100N/m，ΔL=10cm
C．k=200N/m，ΔL=5cm
D．k=1000N/m，ΔL=5cm
8．将一弹性绳对折，相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳，每段绳在相同的外力作用下，其伸长量为原来的一半。现有一根原长20cm的弹性细绳，其外力F与伸长量x的关系如图所示，将此细绳对折，其两端点固定于天花板同一位置，并在对折点处竖直悬系一物体，然后再缓慢放手，平衡后发现物体下降了2cm，则该物体所受重力约为（　　）
A．0.8N B．1.6N C．3.2N D．6.4N
9．质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下保持静止(g取9.8N/kg)。则以下说法正确的是（　　）
A．物体的各部分中，只有重心处受重力
B．细绳所在直线可能与天花板不垂直
C．物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力
D．剪断细绳后，物体不受任何力的作用
10．探究弹力和弹簧伸长的关系时，作出弹力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。则（　　）
A．该弹簧的原长为10m
B．该弹簧的劲度系数为0.25N/m
C．在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时，弹簧的长度为18cm
D．在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时，弹簧的形变量为10cm
11．一个实验小组在做“探究弹簧形变与弹力的关系”的实验中，使用了两根不同的轻质弹簧M和N，他们得到弹力与弹簧长度的关系图象如图所示，则由图可知（　　）
A．M的原长比N的长
B．M的劲度系数比N的大
C．实验过程中两弹簧都已超过了弹性限度
D．弹力与弹簧长度成正比
12．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．如图所示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
13．如图是小梁做引体向上的示意图。假设小梁在30s内刚好连续做了10个完整的引体向上。若每次完整的引体向上分为身体“上引”（身体由静止开始从最低点升到最高点）和“下放”（身体从最高点回到最低点的初始状态）两个过程，单杠在整个过程中相对地面静止不动，则下列说法正确的是（　　）
A．单杠对双手的弹力是由于小梁的手发生了弹性形变产生的
B．一次完整的引体向上过程中，小梁的机械能守恒
C．小梁在30s内克服重力做功的功率约为100W
D．“上引”过程中，单杠对小梁做正功
14．如图所示，四个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中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（　　）
A． B． C． D．
15．东汉时期《考工记·弓人》中记载“假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺”这表明，在弹性限度内（　　）
A．弓的弹力与弓的形变量成正比
B．弓的弹力与弓的形变量成反比
C．弓的弹力与弓的形变量的平方成正比
D．弓的弹力与弓的形变量的平方成反比
16．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度的关系图象如图所示，则该弹簧的原长=_____，该弹簧的劲度系数为____。
17．某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长，它们的下端平齐并固定，另一端自由，如图甲所示。当砝码盘放在弹簧上端压缩此组合弹簧时，测得此弹簧的压缩量；将砝码放在砝码盘上并记录弹簧的压缩量，多次测得砝码质量与对应弹簧压缩量并描绘出的关系图像如图乙所示。已知重力加速度，则大弹簧的劲度系数_____，小弹簧的劲度系数后___，砝码盘的质量___（结果均保留2位有效数字）
参考答案
1．B
【解析】
A．弹力产生的原因是由于施力物体发生弹性形变而对跟它接触的物体产生的，故A错误；
B．根据胡克定律：
可判断，在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，故B正确；
C．绳子的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向，故C错误；
D．产生弹力的条件为：两物体相互接触且发生弹性形变；故两个物体只接触不一定有弹力产生，故D错误；
故选B。
2．C
【解析】
由胡克定律F=kx，有悬挂10N重物时
悬挂20N重物时
解得
，
故C正确，ABD错误。
故选C。
3．D
【解析】
碗对筷子A、B两点处都有支持力．
在A处：筷子与碗的接触面是碗的切面，碗对筷子的支持力垂直切面指向筷子，根据几何知识得知，此方向指向球心O，即A点处碗对筷子的支持力指向球心O．
在B处：筷子与碗的接触面就是筷子的下表面，所以B点处碗对筷子的支持力垂直于筷子斜向上．
A．均竖直向上，与结论不相符，选项A错误；
B．均指向球心，与结论不相符，选项B错误；
C．A点处指向球心，B点处竖直向上，与结论不相符，选项C错误；
D．A点处指向球心，B点处垂直于细杆向上，与结论相符，选项D正确；
4．D
【解析】
ABCD．根据胡克定律
悬挂钩码静止后，由平衡条件可得
ABC错误，D正确。
故选D。
5．D
【解析】
开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为，由胡克定律有
物体B恰好离开地面时，弹簧的拉力等于B的重力，设此时弹簧的伸长量为，由胡克定律有
这一过程中，物体A上升的高度
联立可得
故A、B、C错误，D正确；
故选D。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体从静止向右运动时，弹力先大于摩擦力，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等时，即
时，速度最大，物体继续向右运动，弹簧继续伸长直到自然状态，所以弹簧的最大弹力大于，A错误；
B．整个过程中，物块所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，则物块克服摩擦力做的功为，B错误；
C．物体向右运动的过程，根据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能
C错误；
D．设物块在A点的初速度为，对整个过程，利用动能定理得
可得
D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
弹簧上的弹力为100N，伸长量
由F=kx得
用50N力拉时
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意将一弹性绳对折，相当于将此弹性绳剪成相同长度的两段绳，每段绳在相同的外力作用下，伸长量变为原来的一半，根据胡克定律可知劲度系数变为原来的两倍。根据图像可知弹性细绳的劲度系数
则对折后，劲度系数变为
所以物体的重力为
ABD错误，C正确。
故选C。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体的各部分都受到重力作用，重心是各部分受到重力的等效集中点，故A错误；
B．细绳是竖直的，若天花板不水平，则细绳所在直线与天花板不垂直，故B正确；
C．体对绳子拉力的施力物体是物体，而物体所受重力的施力物体是地球，虽然方向均相同，但它们不是同一个力，故C错误；
D．剪断细绳后，物体仍受重力的作用，故D错误；
故选B。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据胡克定律可知弹簧的弹力为
当时，根据图像可知弹簧原长为
A错误；
B．弹簧的劲度系数为图线斜率，所以
B错误；
C．在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时，弹簧的伸长量为
则弹簧长度为
C错误；
D．在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时，弹簧的伸长量为
D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由胡克定律，图象中与x轴交点的横坐标代表弹簧的原长，故的原长比的长，A错误；
B．图象中斜率代表弹簧的劲度系数，故的劲度系数比大，B正确；
CD．弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度是一次函数关系，结合可知，该函数为一次函数关系，故两弹簧都没有超过弹性限度，且弹力与弹簧长度成线性关系，不是正比关系。故CD错误。
故选B。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
静止在草地上的足球受到草地给的弹力，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由于接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，故B错误；丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于网发生了形变，故C错误；D正确．所以D正确，ABC错误．
13．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．单杠对双手的弹力是由于单杠发生了弹性形变产生的，故A错误；
BD．在做引体向上运动时，单杠对小梁不做功，人的手臂对躯体做功消耗了人体的化学能得到了机械能，是将化学能转化为机械能，机械能不守恒，故BD错误；
C．小梁每做一次完整的引体向上所做的功约为
小梁在30s内克服重力做功的功率约为
故C正确。
故选C。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
由于弹簧质量不考虑，所以四种情况下弹簧的伸长量只由力F决定，因它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，即F相同，则弹簧的伸长量相同，故ACD错误，B正确。
故选B。
15．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意可知：每加物一石，则张一尺，说明每增加一石物体的重力，则形变量改变一尺，故说明在弹性限度内，弓的弹力与弓的形变量成正比，故BCD错误，A正确。
故选A。
16．15 500
【解析】
【详解】
[1]弹簧处于原长时，弹簧所受弹力为0，则从图中可知，F=0时，L0=15cm；
[2]由胡克定律有，从图中可知弹簧长度L=25cm时，弹簧伸长量
弹力F为50N，则该弹簧的劲度系数
17． 0.050kg
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3]大弹簧的劲度系数
解得
所以