3.1重力与弹力第2课时基础达标（含解析）-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册

3.1重力与弹力第2课时基础达标（含解析）
一、单选题
1.关于弹力，正确的是（??
）
A.?压力是物体对支持面的弹力、方向总是垂直于支持面且指向支持面
B.?只要两个物体发生形变，就一定有弹力产生
C.?压力和支持力是一对平衡力
D.?放在桌面上的木块对桌面的压力是由于桌面发生了微小形变而产生的
2.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
3.如图所示，甲乙为两根完全相同的轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，另一端悬挂一质量为m的物块；乙弹簧一端固定在水平地面上，另一端连接一质量也为m的物块．两物块静止时，测得甲乙两根弹簧的长度分别为
和
．已知重力加速度为g，两弹簧均在弹性限度内．则这两根弹簧的劲度系数为(???
)
A.????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????D.?
4.图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（
??）
A.????????????????
B.????????????????
C.????????????????
D.???
5.下面关于弹力的几种说法，其中正确的是（
??）
A.?只要两物体接触就一定产生弹力?????????????????????????B.?只有发生形变的物体才能产生弹力
C.?只有受到弹簧作用的物体才会受弹力作用???????????D.?相互接触的物体间不一定存在弹力
6.关于弹簧的劲度系数k，下列说法正确的是（
??）
A.?与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大
B.?由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
C.?与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小
D.?与弹簧本身特性，所受拉力的大小.形变大小都无关
7.劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧一端固定，另一端受拉力作用，在弹性限度内长度变为l，则拉力大小为(??
)
A.?k(l+l0)?????????????????????????????????????B.?k(l-l0)?????????????????????????????????????C.?kl?????????????????????????????????????D.?kl0
8.三个重均为
的相同木块
、
、
和两个劲度系数均为
的相同轻弹簧
、
用细线连接如图，其中
放在无摩擦的水平桌面上。开始时，
弹簧处于原长，木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉
弹簧的左端，直到
木块刚好离开水平地面为止。该过程
弹簧的左端向左移动的距离是（轻弹簧和细线的重量都忽略不计）（
??）
A.????????????????????????????????????B.????????????????????????????????????C.????????????????????????????????????D.?
9.2018年俄罗斯世界杯决赛中,法国队以4∶2战胜克罗地亚队,时隔20年“高卢雄鸡”再次捧得大力神杯.而足球运动也成为目前全球体育界最具影响力的运动项目之一.如图所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是(???
)
A.?图(甲)中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B.?图(乙)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.?图(丙)中,即将被踢起的足球一定能被看做质点
D.?图(丁)中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变
10.在光滑的桌面上放置一根轻弹簧，两位同学分别用40N的水平力沿相反的方向在弹簧的两端拉弹簧，测得弹簧的形变量为20cm，则弹簧的弹力和弹簧的劲度系数分别是（??
）
A.?40N、400N/m??????????????B.?40N、200N/m??????????????C.?80N、400N/m??????????????D.?80N、200N/m
11.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中
、
为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧。下列说法正确的是（??
）
A.?缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.?垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小不相等
C.?垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D.?垫片向右移动时，两弹簧长度的改变量不相等
12.一个足球放在一块长木板上，如图所示，木板和足球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法错误的是（??
）
A.?足球受到的支持力是木板产生的弹力
B.?足球产生的弹力作用在木板上
C.?木板形变是由于木板产生弹力造成的
D.?足球产生的弹力就是足球对木板的压力
13.一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系如图所示．下列根据图象判断得出的结论正确的是(??
)
A.?弹簧的劲度系数为1
N/m????????????????????????????????????B.?弹簧的劲度系数为100
N/m
C.?弹簧的原长为4cm??????????????????????????????????????????????D.?弹簧伸长0.2
m时，弹力的大小为4
N
14.如图所示的装置中，三个相同的弹簧在未受力状态下的原长相等，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
、
、
，其大小关系是（???
）
A.?????????????????????B.?????????????????????C.?????????????????????D.?
15.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.?
16.一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力压弹簧的另一端，平衡时长度为；改用大小为的力拉弹簧，平衡时长度为，弹簧在拉伸或压缩时均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为
（???）
A.?????????????????????????????????B.?????????????????????????????????C.?????????????????????????????????D.?
二、综合题
17.如图为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系，试由图线确定：
（1）弹簧的原长；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）弹簧伸长了15cm时弹力的大小．
18.一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图象如图所示，
（1）求弹簧的劲度系数k；
（2）若弹簧原长l0=60cm，当把弹簧压缩到40
cm长时，需要多大的压力？
19.如图所示，在动力小车上固定一直角硬杆ABC，分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来．轻弹簧的劲度系数为k，小球P的质量为m．
（1）当小车静止时，轻弹簧保持竖直，而细线与杆的竖直部分的夹角为α，试求此时弹簧的形变量和细线受到的拉力
（2）当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时，轻弹簧保持竖直，而细线与杆的竖直部分的夹角为θ，试求此时弹簧的形变量．
答案解析
1.【答案】
A
【解析】A.
压力是一种弹力，是由于物体发生形变而对支持物产生的，方向总是垂直于支持面且指向支持面。A符合题意；
B.
弹力产生的条件是：1、物体要相互接触2、物体要发生弹性形变。两个条件同时满足物体间才会产生弹力。B不符合题意；
C.
压力和支持力是作用力和反作用力，作用在不同物体上，C不符合题意；
D.
弹力是由于施力物体形变产生的，放在桌面上的木块对桌面的压力是由于木块发生了微小形变而产生的，D不符合题意；
故答案为：A。
当弹性体发生弹性形变时而产生的力为弹力，压力、支持力、绳子的拉力都为弹力。
2.【答案】
B
【解析】如果将各容器的侧壁撤去，我们可以知道钢球还能处于静止状态，所以各容器的侧壁对钢球均无弹力作用，故每个球只受两个力，重力和底面的支持力，B符合题意，ACD不符合题意；
故答案为：B。
弹力的产生条件是：接触，挤压。根据弹力产生的条件判断是否都受到弹力。可以运用撤销法判断是否都受到弹力，如果将接触面撤去，看另一个物体的运动状态是否发生改变，如果不改变说明物体不受弹力，如果改变说明受弹力。
3.【答案】
B
【解析】设弹簧的劲度系数是k，原长为
，对甲弹簧，甲弹簧的伸长量为
，弹簧受到拉力为
，对乙弹簧，乙弹簧的压缩量为
，弹簧受到的压力为
，联立解得：
，B符合题意，A、C、D不符合题意；
故答案为：B．
弹簧测力计的原理是：在弹性限度范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，即F=kx，其中F为弹力大小，x为伸长量，k为弹簧的劲度系数．
4.【答案】
C
【解析】一般来讲轻质杆对物体的弹力不一定沿着杆的方向，A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，所以A不符合题意。B中因为绳竖直向上，如果
左边的绳有拉力的话，竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，B不符合题意。对于球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面（即在接触点与球心的连线上），即D中大半圆对小球的支持力
应是沿过小球与圆接接触点的半径，且指向圆心的弹力，所以D不符合题意。球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面（即在两球心的连线上），而指向受力物体，由上可知C符合题意。
故答案为：C．
由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力，压力、支持力都是弹力。
5.【答案】
D
【解析】AD.弹力产生必须具备两个条件：一是直接接触，二是发生弹性形变。互相接触的物体要发生弹性形变才产生弹力，接触不一定产生弹力。A不符合题意，D符合题意；
B.物体由于发生弹性形变而具有的力叫弹力。发生弹性形变的物体一定产生弹力。B不符合题意。
C.弹力不仅仅只有弹簧才有，只要发生弹性形变，均会出现弹力。C不符合题意；
故答案为：D
由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力，压力、支持力都是弹力。
6.【答案】
B
【解析】弹簧的劲度系数表示弹簧的软硬程度，它的数值与弹簧本身特性（弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长）有关。在其他条件一定时弹簧越长，单位长度的匝数越多，k值越小，而与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关，B符合题意，ACD不符合题意；
故答案为：B
弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F和弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，即F=
kx
，k是物质的弹性系数。
7.【答案】
B
【解析】根据胡克定律可知，拉力大小为F=k?x=k（l-l0），
故答案为：B.
利用胡克定律可以求出拉力的大小。
8.【答案】
C
【解析】对物块b分析受力可知，q弹簧初始时压缩量为：
对物块c分析受力可知，q弹簧末状态时伸长量为：
末状态下，对bc整体分析受力可知，细线对B向上的拉力大小为2mg，由于物块a平衡，所以p弹簧的弹力大小也为2mg，则末状态下p弹簧伸长：
由以上可知p弹簧左端向左移动的距离为：
s=△x1+△x2+△x3=8cm
故答案为：C
分别对三个物体进行受力分析，在拉力、弹力、重力的作用下，两个物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
9.【答案】
D
【解析】A．图(甲)中，静止在草地上的足球受到的弹力大小等于它的重力，因弹力和重力是不同性质的力，不能说“弹力”就是“重力”，A不符合题意；
B．图(乙)中，静止在光滑水平地面上的两个足球之间无相互作用的弹力，假设有弹力，则水平方向球不能平衡，不能静止，B不符合题意；
C．图(丙)中，即将被踢起的足球大小不能忽略，不能被看做质点，C不符合题意；
D．图(丁)中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变，D符合题意。
故答案为：D
由于物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力，压力、支持力都是弹力，弹力的方向是垂直于接触面，指向被压物体。
10.【答案】
B
【解析】用40N的水平力拉弹簧的两端，则弹簧的弹力F=40N，伸长的长度?x=0.20m，根据胡克定律
劲度系数
故答案为：B。
利用水平拉力的大小可以求出弹力的大小；利用胡克定律可以求出劲度系数的大小。
11.【答案】
D
【解析】A．由胡克定律
知F相同时，k不同，x不同，可知缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，A不符合题意；
B．当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力大小相等，B不符合题意；
CD．当垫片向右移动时，垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不同，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
由于弹力相同时劲度系数不同导致弹簧的形变量不同所以缓冲效果和劲度系数有关；垫片向右移动时弹簧产生的弹力大小相等，但劲度系数不同时形变量不同。
12.【答案】
C
【解析】A．足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的，A不符合题意；
B．木板对足球有弹力的作用，物体间力作用是相互的，足球产生的弹力作用在木板上，B不符合题意；
C．木板形变是由于木板受到足球的作用力形成的，C符合题意；
D．足球产生的弹力就是足球因为受到重力对木板产生压力的结果，D不符合题意。
故答案为：C。
足球受到的弹力是木板产生的；木板形变时由于足球的作用力产生的；足球产生的弹力作用于木板上。
13.【答案】
B
【解析】C．当弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度等于原长，所以弹簧的原长为6cm，C不符合题意；
AB．由图读出弹力为
时，弹簧压缩的长度
；由胡克定律得弹簧的劲度系数为
A不符合题意，B符合题意；
D．弹簧伸长0.2m，可知弹力大小为F=kx=20N
D不符合题意。
故答案为：B。
利用弹簧弹力等于0可以求出原长的大小；利用图像斜率可以求出劲度系数的大小；利用胡克定律可以求出弹力的大小。
14.【答案】
A
【解析】弹簧的弹力等于弹簧任何一端受到的作用力，由胡克定律得
第一个弹簧的下端、第二个弹簧的右端、第三个的右端受力相等，都等于小球的重力，所以三个弹簧的弹力相等，又因为是相同的弹簧，劲度系数也相同，所以三个弹簧的形变量相等，而弹簧的原长相等，则弹簧的总长度也相等
故答案为：A。
利用物体的静止可以求出弹簧弹力的大小，利用弹力的大小可以比较形变量的大小。
15.【答案】
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
故答案为：D。
弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F和弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，即F=
kx
，k是物质的弹性系数。
16.【答案】
A
【解析】分别以两次作用为研究对象，弹簧弹力为F=kx，x为弹簧的形变量，所以由胡克定律可知：故A项正确。
【17.【答案】
（1）解：当F=0时，弹簧处于原长状态，由图读出F=0时，l=10cm，即弹簧的原长为l0=10cm．
（2）解：由图知：F=10N，l=5cm
则弹簧被压缩的长度x=l0-l=10cm-5cm=5cm=0.05m．
根据胡克定律F=kx得：k=
=
N/m=200N/m
（3）解：当弹簧伸长了x′=15cm=0.15m，弹力的大小为F′=kx′=200×0.15N=30N；
【解析】（1）从弹力等于0可以得出弹簧的长度即弹簧的原长；
（2）当弹力的大小及形变量已知，结合胡克定律可以求出弹簧的劲度系数；
（3）弹簧伸长时的长度减去原长可以求出伸长量的大小，结合胡克定律可以求出弹力的大小。
18.【答案】
（1）解：由x-F图线知，弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，根据胡克定律F=kx知图线的斜率的倒数等于弹簧的劲度系数，则
（2）解：若弹簧原长l0=60cm，当把弹簧压缩到40cm长时，弹簧的压缩量为x=60cm-40cm=20cm=0.2m
需要的压力
【解析】（1）由于弹簧弹力与形变量成正比，利用图像斜率可以求出劲度系数的大小；
（2）已知弹簧原长和压缩后的长度，可以求出形变量的大小；利用胡克定律可以求出压力的大小。
19.【答案】
（1）小车静止时，由于弹簧竖直，球受重力和弹簧的弹力，二力平衡，细线对小球没有作用力，可以用假设法，若细线对小球有拉力则弹簧不能竖直，故细线的拉力为零．
对小球：
kx1=mg
解得：
x1=
答：弹簧的形变量为
?
细线的拉力为F=0
（2）小球受力如图：
水平方向有：
Tsinθ=ma
竖直方向有：
F+Tcosθ=mg
讨论：
①当Tcosθ=mg时，F等于0，故形变量x=0
②当Tcosθ＜mg，F向上
故有F+macotθ=mg
解得：
F=mg﹣macotθ
弹簧形变量为：
x=
③当Tcosθ＞mg，F向下
竖直方向有：F+mg=Tcosθ
解得：
F=Tcosθ﹣mg
=macotθ﹣mg
弹簧形变量为：
x=
答：弹簧形变量为：
①当Tcosθ=mg时，F等于0，故形变量x=0
②当Tcosθ＜mg，F向上，形变量为
③当Tcosθ＞mg，F向下，形变量为
【解析】（1）小车静止时，由于弹簧竖直，球受重力和弹簧的弹力，二力平衡，细线对小球没有作用力，可以用假设法，若细线对小球有拉力则弹簧不能竖直，故细线的拉力为零．由二力平衡可以求弹力，继而求形变量（2）小球受重力，弹力，细线的拉力，由此可以列水平的牛顿第二定律方程和竖直的平衡方程，但是本题由于不知道重力，弹力，加速等的具体数值，因此对小球来说，其弹力①可能向上，②可能没有，③可能向下，由此需做三种讨论，以便确定弹簧形变量．