3.2 弹力同步练习—【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第一册 （机构使用）（word含答案）

粤教版（2019）高中物理必修第一册第三章相互作用第二节弹力同步练习
选择题
1.下列叙述中正确的是（?? ）
A.?我们所学过的物理量∶速度、加速度、位移、路程都是矢量
B.?物体只在重力作用下的下落运动叫自由落体运动
C.?通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
D.?任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，且也一定在物体内
2.如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放，落在弹簧上后继续向下运动到最低点的过程中，小球的速度v随时间t的变化图象如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BCD是平滑的曲线。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，则关于A、B、C、D各点对应的小球下落的位置坐标x及所对应的加速度a的大小，以下说法正确的是（?? ）
A.?xA=? ， aA=0?????????????????????????????????????????????????B.?xB=?+mgk,aB=0
C.?xB=?+2mgk ， aC=g????????????????????????????????????D.?xB=?+2mgk ， aD=g
3.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k.在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变为(? ?)
A.?伸长量为? m1gktanθ???????B.?压缩量为 m1gktanθ???????C.?伸长量为 m1gktanθ???????D.?压缩量为 m1gktanθ
4.如图所示，在粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接，木块与地面之间的动摩擦因数为μ。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时，两木块之间的距离为（??? ）
A.?l+μm1gk??????????????????????B.?l+μ(m1+m2)gk??????????????????????C.?l+μm2gk??????????????????????D.?l+μm1m2gk(m1+m2)
5.如图所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和口小底大的普通茶杯中， 钢球与各容器的底部和侧壁相接触，均处于静止状态。若钢球和各容器内部都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，下列说法中正确的是（ ??）
A.?量杯中的钢球受到一个力的作用????????????????????????? B.?各容器中的钢球都受到两个力的作用
C.?口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用???? D.?口小底大的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用
6.如图所示，轻弹簧的两端各受10N拉力F作用，弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），下列说法正确的是（??? ）

A.?根据公式 k=Fx ，弹簧的劲度系数k随弹簧弹力F的增大而增大
B.?该弹簧的劲度系数 k=400N/m
C.?该弹簧的劲度系数 k=200N/m
D.?该弹簧所受的弹力为20N
7.从“神舟号”载人飞船的发射成功可以预见，随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节．轨道舱处于完全失重状态，以下器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是(??? )
A.?弹簧拉力器????????????????????????????????B.?单杠????????????????????????????????C.?跑步机????????????????????????????????D.?哑铃
8.一铅笔盒静止放在水平桌面上，铅笔盒对桌面施加压力F，桌面对铅笔盒施加支持力N，下列说法正确的是（?? ）
A.?F是由于桌面形变产生的?????????????????????????????????????????? B.?N是由于桌面形变产生的
C.?铅笔盒对桌面的压力是由于铅笔盒的重力产生的?????D.?铅笔盒能够静止是因为桌面对铅笔盒有摩擦力
9.下列说法，正确的是(? ）
A.?两个物体只要接触就会产生弹力
B.?形状规则的物体的重心必与其几何中心重合
C.?滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
D.?放在桌面上的物体受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的
10.某同学想知道一把弹簧秤内弹簧的劲度系数，他用直尺测出弹簧秤1N刻度线到3N刻度线的距离为4cm，则该弹簧的劲度系数为（??? ）
A.?25N/m??????????????????????????????B.?50N/m??????????????????????????????C.?0.25N/m??????????????????????????????D.?0.5N/m
11.体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向是（ ??）
A.?沿v1的反方向????????????????????????????????????????????????????? B.?沿v2的方向
C.?先沿v1的反方向后沿v2的方向?????????????????????????????D.?沿垂直于斜台斜向左上方的方向
12.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
13.如图所示，一同学实验时在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6N拉力，并使其保持静止，此时弹簧测力计的示数为（??? ）
A.?0????????????????????????????????????????B.?3N????????????????????????????????????????C.?6N????????????????????????????????????????D.?12N
14.如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧，上端固定在天花板上，下端悬挂木块A． 木块A处于静止状态时弹簧的伸长为 Δl (弹簧的形变在弹性限度内)，则木块A所受重力的大小等于(?? )
?
A.?Δl???????????????????????????????????????B.?k?Δl???????????????????????????????????????C.?Δlk???????????????????????????????????????D.?kΔl
15.玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法错误的是(? )
A.?桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变
B.?汽车发生了形变，所以对桥梁产生了向下的弹力作用
C.?汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变
D.?桥梁发生了弹性形变，所以对汽车产生了弹力的作用
16.如图所示的装置中，劲度系数相同的弹簧的原长相等，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=L2L2???????????????????????D.?L3>L1>L2
17.下列说法正确的是(?? )
A.?有静摩擦力一定有弹力 B.?重心就是物体的几何中心
C.?弹力越大，静摩擦力越大 D.?滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
18.关于弹力的产生条件及其方向，下列说法中正确的是（?? ）
A.?两物体间有弹力时，两物体必接触；反之，两物体接触，它们之间必有弹力
B.?物体对水平支持面的压力就是物体重力
C.?轻绳的拉力方向一定沿绳而且指向绳收缩的方向
D.?放在水平桌面上的书，由于书发生微小形变而产生桌面对书的支持力
19.有四位同学把斜面对重物的支持力3N，分别画成下图中的四种样子，其中哪个图是正确的（???? ）
A.? B.?
C.? D.?
20.一个实验小组在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”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像如图所示，则由图可知（?? ）
A.?M的原长比N的长???????????????????????????????????????????????B.?M的劲度系数比N的小
C.?M的劲度系数比N的大????????????????????????????????????????D.?弹力与弹簧长度成正比
综合题
21.如图所示，一光滑杆固定在底座上，构成支架，放置在水平地面上，光滑杆沿竖直方向，一劲度系数为k的轻弹簧套在光滑杆上。一套在杆上的圆环从距弹簧上端H处由静止释放，接触弹簧后，将弹簧压缩，弹簧的形变始终在弹性限度内。已知圆环的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。取竖直向下为正方向，圆环刚接触弹簧时的位置为坐标原点O，建立x轴。
（1）请画出弹簧所受弹力F随压缩量x变化的图像；并根据图像确定弹力做功的规律或表达式；
（2）求圆环下落过程中的最大动能Ekm；
（3）证明在圆环压缩弹簧的过程中弹簧和圆环组成的系统机械能是守恒的。
22.如图所示，A、B两个物块用轻弹簧相连接，它们的质量分别为mA=2kg和mB=3kg，弹簧的劲度系数为k=400N/m，物块B置于水平地面上，物块A靠弹簧托住，系统处于静止状态。现用一恒力F=60N竖直向上拉物块A使之向上运动，重力加速度g取10m/s2 ， 试求：
（1）物块B刚要离开地面时，物块A的加速度a的大小；
（2）从开始拉A到物块B刚要离开地面时，物块A的位移s。
23.如图所示，一轻弹簧一端固定在竖直放置光滑大圆环最高点，大圆环半径为R，另一端栓接一轻质小圆环，小圆环套在大圆环上，开始时弹簧与竖直方向成60°，当在小圆环上挂一质量为m的物体后使之缓慢下降，静止时弹簧与竖直方向成45°。求：
（1）弹簧的劲度系数；
（2）当在小圆环上挂多大质量的物体，静止时弹簧与竖直方向成37°；
（3）当在小圆环上挂的质量满足什么条件时，稳定后，小圆环处于最低位置。（弹簧始终在弹性限度内，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
24.小美同学在学习了弹力这一部分内容后，在实验室找到一根轻质弹簧测定其劲度系数。经测量发现，当弹簧受到 F1=8N 的拉力时，长度 l1=14cm ；当弹簧受到 F2=12N 的拉力时，长度 l2=16cm （弹簧形变量均在弹性限度内）。
（1）求该弹簧的劲度系数及原长；
（2）若用 F3=2N 的力压缩该弹簧，求压缩后弹簧的长度 l3 。
参考答案
1. C 2. B 3. A 4. A 5. B 6. C 7. A 8. B 9. D 10. B 11. D 12. D 13. C 14. B 15. C 16. A 17. A 18. C 19. A 20. C
21.【答案】 （1）解：根据胡克定律得 F=kx ，画出弹簧弹力F随压缩量x变化的图线如图
弹力做功 W=Fx=0+kx2·x=12kx2
（2）解：当圆环所受的合力为零时速度最大，由平衡条件有 mg=kx
得 x=mgk
根据圆环和弹簧组成的系统机械能守恒得 mg(H+x)=12kx2+Ekm
联立解得 Ekm=mgH?m2g22k
（3）解：底座为参考平面，设圆环从距底座h1高度处运动到h2时，圆环的速度从v1变到v2 ， 弹簧的弹性势能从Ep1增大到Ep2 ， 此过程弹簧的弹力对圆环做功为W，取弹簧原长位置圆环的重力势能为零，对圆环，由动能定理得 mg（?1??2）+W=12mv22?12mv12
由功能关系有 W=Ep1?Ep2
联立解得 mg（?1??2）+Ep1?Ep2=12mv22?12mv12
整理得 mg?2+Ep2+12mv22=mg?1+Ep1+12mv12
即 E1=E2
所以系统的机械能守恒
【解析】（1）利用胡克定律可以画出对应的图像及求出弹力做功的表达式；
（2）利用平衡条件结合机械能守恒定律可以求出最大的动能；
（3）利用动能定理结合功能关系可以证明机械能守恒。
22.【答案】 （1）解：B刚要离开地面时，弹簧弹力为F1=mBg
据牛顿第二定律，有F－F1－mAg＝mAa
解得a=5m/s2
（2）解：开始，未用力F拉动时，A、B静止，设弹簧压缩量为x1 ， 由胡克定律有 kx1=mAg
得x1＝ mAgk ＝0.05m
由题意当物块B刚要离开地面时x2＝ mBgk ＝0.075m
物块A的总位移s＝x1＋x2＝0.125m
【解析】（1）对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体的加速度，
（2）结合拉力大小的变化，用胡克定律求解物体的位移。
23.【答案】 （1）解：静止时弹簧与竖直方向成45°，对圆环进行受力分析，如图所示：
根据平衡条件，弹簧的弹力 F=mgcos45°=2mg
根据几何关系，弹簧的伸长量△x=（ 2 -1）R
根据胡克定律F=k△x
联合上面各式解得 k=(2+2)mgR
（2）解：设静止时弹簧与竖直方向成θ，小环上挂的物体的质量为m1 ， 对圆环进行受力分析，受到重力m1g、弹簧的拉力F、大圆环的支持力N，根据平衡条件，作出三个力的矢量三角形，如图所示：
根据几何知识，力的矢量三角形和实物三角形AOB相似，而OA和OB都等于R，所以m1g和N始终相等AB=2Rcosθ
F=2m1gcosθ
弹簧的伸长量△x=2Rcosθ-R=（2cosθ-1）R
根据胡克定律F=k△x
即 2m1gcosθ=(2+2)mgR?（2cosθ?1）R ?①
当θ=37°时，代入①式解得 m1=38（2+2）m
（3）解：小圆环恰好处于最低位置，此时θ=0，代入①式解得 m2=12(2+2)m
所以小圆环所挂物体质量 m2≥12(2+2)m 时，小圆环可以处于最低点。
【解析】（1）对物体进行受力分析，在重力、弹力、支持力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解弹力大小，结合弹簧的形变量求解劲度系数；
（2）同理，在重力、弹力、支持力的作用下，物体处于平衡状态，结合此时弹簧的形变量和劲度系数求解弹力大小，结合弹力方向求解重力大小；
（3）物体到达最低点，重力等于弹力。
24.【答案】 （1）解：设弹簧原长为L0 ， 劲度系数为k
由胡克定律F=kx=k（L-L0）得8N=k（14cm-L0）
12N=k（16cm-L0）
由两式联立求得L0=10cm=0.10m；
k=2N/cm=200N/m。
（2）解：由胡克定律F=kx得F3=k（L0-l3）
即2=200×（0.10-l3）
解得l3=0.09m
【解析】（1）由于弹力和弹簧的形变量成正比；利用弹力的大小结合形变量的大小可以求出弹簧的原长和劲度系数的大小；
（2）弹簧受到压力作用下其长度变小；利用胡克定律可以求出弹簧压缩的长度，结合原长可以求出弹簧压缩后的长度大小。