第三章 第一节 重力与弹力 课堂达标训练 2021~2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第三章
第一节
重力与弹力
课堂达标训练
一、单项选择题
1．关于重力，以下说法正确的是(　　)
A．重力的方向总是垂直于接触面向下的
B．把空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小
C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力
D．同一物体在地球上各处所受重力大小不一定相同
2．一个重20
N的物体静止在斜面上，如图所示，关于物体所受重力的图示正确的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
3．如图所示是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是(　　)
甲　　　　乙　　　　丙　　　　　丁
A．F1和F2
B．F1和F4
C．F1和F3、F4
D．都不相同
4．关于重力，下列说法正确的是(　　)
A．物体上只有重心处才受到重力作用
B．球体的重心一定在球心处
C．物体向上抛出时受到的重力小于它静止时受到的重力
D．同一物体在同一地点，无论其运动状态如何，所受重力都一样大
5．下列关于重心的说法正确的是(　　)
A．物体发生形变时，其重心位置一定不变
B．物体升高时，只要物体的形状和质量分布情况不变，其重心在空中的位置一定不变
C．将物体悬挂起来平衡时，重心必在悬点的正下方
D．形状规则的物体重心必在其几何中心处
6．下列各图中所有接触面都是光滑的，P、Q两球之间不存在弹力的是(　　)
7．下列关于重力的说法正确的是(　　)
A．同一物体所受的重力在地球各处都相等
B．物体静止时，对支持物的压力大小与重力相等
C．用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D．重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上
8．关于不倒翁不倒的原因，是它的重心设计巧妙，下列说法中正确的是(　　)
A．重心在不倒翁的几何中心上
B．不倒翁的重心很高
C．不倒翁的重心很低
D．不倒翁的重心不在物体上
9．一轻弹簧原长为10
cm，在它的下端挂一个重为4
N的物体时，弹簧的长度为12
cm，在弹性限度内若在它的下端挂一个重为8
N的物体时，弹簧的长度应为(　　)
A．24
cm
B．20
cm
C．15
cm
D．14
cm
10．如图所示，一轻质弹簧测力计，弹簧劲度系数为k，弹簧测力计上端固定于天花板上的O点，下端悬挂一个光滑的轻质定滑轮。A、B两重物用一跨过滑轮的轻绳相连接，重物A静止于地面上，设A、B两重物的重力分别为GA和GB。下列说法正确的是(　　)
A．重物A对地面的压力大小为GA
B．弹簧的伸长量为
C．弹簧测力计的读数为GA＋GB
D．轻绳所受到的拉力为GB
11．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.20
m，它们的下端固定在地面上，上端自由，如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则两根弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2)(　　)
A．k1＝100
N/m，k2＝200
N/m
B．k1＝200
N/m，k2＝100
N/m
C．k1＝100
N/m，k2＝300
N/m
D．k1＝300
N/m，k2＝200
N/m
二、多项选择题
12．(多选)关于胡克定律，下列说法中正确的是(　　)
A．由F＝kx可知，弹力F的大小与弹簧的长度x成正比
B．由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量x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
13．(多选)如图所示，两辆车以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是(　　)
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．重力的方向总是垂直向下的
C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关
D．物体只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用
14．(多选)
如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，根据图像判断，正确的结论有(　　)
A．弹簧的劲度系数为1
N/m
B．弹簧的原长为6
cm
C．弹簧伸长8
cm时，弹力为2
N
D．当弹力为4
N时，弹簧长度为10
cm或2
cm
三、非选择题
15．某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________
cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50
g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g取9.8
m/s2)。要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________。
16．如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2。上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧。求上述过程中下面的木块移动的距离。
17．一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图像如图所示．
(1)求弹簧的劲度系数k；
(2)若弹簧原长l0＝60
cm，当把弹簧压缩到40
cm长时，需要多大的压力？
(3)如果用600
N的拉力拉弹簧(仍在弹性限度内，弹簧原长同上)，弹簧长度l是多少？
答案与部分解析
一、单项选择题
1．D　
[解析]重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂直于接触面向下，比如在斜面上的物体所受的重力方向并不垂直于斜面，A项错误；重力G＝mg，其大小只和质量、重力加速度g有关，与其他因素无关，B项错误；绳子对物体的拉力的施力物体是绳子，重力的施力物体是地球，两者的施力物体不同，不是同一个力，C项错误；由于重力加速度随着纬度、高度的变化而变化，所以同一物体在地球上各处所受重力大小不一定相同，D项正确
2．A　
[解析]B、C选项图示中重力的方向错误，应是竖直向下，而不是垂直于斜面向下或平行于斜面向下，B、C错误，A正确；D选项中标度为5
N，则图示中有向线段的长度表示10
N，D错误
3．B　
[解析]判断作用效果是否相同，应从力的三要素，即大小、方向和作用点去考虑，三要素相同则作用效果相同，力沿其作用线平移时作用效果不变，选项B正确
4．D　
[解析]物体上各个部分都受到重力作用，A错误。重心不仅与物体的形状有关，还与质量分布有关，所以球体的重心不一定在球心处，B错误。物体的重力与物体的运动状态无关，则知物体向上抛出时受到的重力等于它静止时受到的重力，C错误。同一物体在同一地点，重力加速度g相同，物体的重力G＝mg相同，D正确
5．C　
[解析]物体的重心位置和物体的形状，质量分布有关，形状变化，重心位置可能要发生变化，A错误；物体的形状和质量分布情况不变，物体升高时，其重心在空中位置可能升高，B错误；用一绳子把一个物体悬挂起来，物体处于完全静止状态，此时根据二力平衡可知，拉力和重力一定在同一条直线上，所以悬线的方向一定通过重心，重心必在悬挂点的正下方，C正确；只有质量分布均匀、形状规则的物体其重心在其几何中心，其他物体的重心不一定在其几何中心，D错误。
6．B　
[解析]A图中若两球间无弹力，则小球将向凹面的底部运动，故P、Q间有弹力，故A错误；B图两球间若有弹力，则小球将向两边运动，故P、Q间无弹力，故B正确；C图两球间若无弹力，则小球P将向下运动，故P、Q间有弹力，故C错误；D图两球间若无弹力，则小球P将向右下方运动，故P、Q间有弹力，故D错误。
7．C
[解析]由于重力加速度随着纬度的增大而增大，随着高度的增大而减小，所以同一个物体的重力G＝mg在地球各处不一定相等，A错误；物体放在斜面上，对斜面的压力小于重力，B错误；用细线将物体悬挂起来，物体受重力和拉力，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上，C正确；重心是重力对物体的等效作用点，可以在物体上，也可以不在物体上，如质量分布均匀的手镯，其重心在圆心，不在手镯上，D错误．
8．C
[解析]由于物体在其他条件不变的情况下，重心越低，物体的稳定性越好，不倒翁的重心一定做得很低，C对，A、B均错误．“不倒翁”的重心在它的底部接近地面位置，故D错误．
9．D　
[解析]弹簧的原长l0＝10
cm，当弹簧下端挂重物而静止时，弹簧的弹力等于重物的重力。当挂4
N重物时，弹簧的弹力F1＝4
N，弹簧的长度l1＝12
cm，则形变量x1＝l1－l0＝2
cm；当挂8
N重物时，F2＝8
N，设弹簧的长度为l2，则x2＝l2－l0。由胡克定律F＝kx可知，＝，即＝，得＝，解得l2＝14
cm。
10．D　
[解析]对重物B受力分析得：T＝GB；对重物A受力分析可得：T＋FNA＝GA，则重物A对地面的压力大小为FNA′＝FNA＝GA－GB，选项A错误，D正确；弹簧测力计的读数为2T＝2GB，弹簧的伸长量为Δx＝＝，选项B、C错误。
11．A　
[解析]大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2，依据F＝kΔx得：在0到0.2
m范围内：20
N＝k1×0.2
m　①，在0.2
m到0.3
m范围内：(这个范围内小弹簧的压缩量比大弹簧小0.2
m)50
N＝k1×0.3
m＋k2×0.1
m　②，解①②得：k1＝100
N/m，k2＝200
N/m，故选项A正确。
二、多项选择题
12．CD.
[解析]胡克定律F＝kx中，x是弹簧伸长或缩短的长度；k是劲度系数，与弹簧本身的性质有关，与F、x均无关，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．故A、B错误，C、D正确．
13．AC
[解析]重力作用在物体的各部分，重心是物体所受重力的等效作用点，A正确，D错误；重力的方向总是竖直向下的，B错误；物体的形状和质量分布影响物体的重心位置，C正确．
14．BD.
[解析]由k＝得，k＝100
N/m，A错误；F＝0时，弹簧处于原长，由图可知x0＝6
cm，B正确；伸长8
cm时的弹力：F＝k·Δx＝8
N，C错误；由图知，F＝4
N时，弹簧长2
cm或10
cm，D正确．
三、非选择题
15．85　0.98　弹簧原长
[解析]最小分度是1毫米的刻度尺，应估读到0.1毫米，故读数为25.85
cm；F2＝2mg＝2×0.050×9.8
N＝0.98
N；本实验是“探究弹簧弹力与形变量的关系”，故还需要测量弹簧原长。
16．　【答案】
[解析]　未提木块之前，下面弹簧上的弹力
F1＝(m1＋m2)g，根据胡克定律得下面弹簧的压缩量x2＝，当上面的木块被提离弹簧时，下面弹簧上的弹力F2＝m2g，下面弹簧的压缩量x2′＝，所以下面木块向上移动的距离Δx＝x2－x2′＝。
17．【答案】(1)1
500
N/m　(2)300
N　(3)100
cm
[解析](1)由题图可知当弹簧受外力F1＝9×102
N时
弹簧的伸长量x1＝0.6
m
故k＝＝＝1
500
N/m.
(2)当把弹簧压缩到40
cm长时，弹簧的形变量
x2＝(0.6－0.4)
m＝0.2
m
弹力为F2＝kx2＝1
500
N/m×0.2
m＝300
N
故需用300
N的压力．
(3)由F3＝kx3，得x3＝＝＝0.4
m＝40
cm
故弹簧的长度l＝l0＋x3＝60
cm＋40
cm＝100
cm.