高中物理 第2章 力 3 弹力学业分层测评 教科版必修1

3 弹力 (建议用时：45分钟) 学业达标1.杂技演员有高超的技术，如图2311所示，能轻松地顶住从高处落下的坛子，关于他顶坛子时头顶受到的压力产生的直接原因是()图2311A坛子的形变B头的形变C坛子受到的重力D人受到的重力【解析】头顶受到的压力的施力物体是坛子，受力物体是头顶，压力产生的直接原因是坛子发生了形变，间接原因是坛子受到的重力，A项正确【答案】A2下列关于弹力的叙述中错误的是()A压力、拉力、支持力都是弹力B压力和支持力的方向总是垂直于接触面C轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上D轻杆不同于轻绳，弹力的方向可以不沿杆【解析】 弹力包括压力、拉力、支持力，其中拉力总沿绳收缩的方向，压力、支持力的方向总与接触面垂直，故A、B正确；杆不同于绳，杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形变，所以杆的弹力方向不一定沿杆，要具体问题具体分析C错误、D正确【答案】C3(多选)关于胡克定律，下列说法中正确的是()A由Fkx可知，弹力F的大小与弹簧的长度成正比B由k可知，弹簧的劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量x成反比C弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F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【解析】对于确定的弹簧而言，在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的形变量x成正比，A错误；弹簧的劲度系数k由弹簧本身的因素决定，与弹力F的大小和形变量x的大小无关，k在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小，B错误，C、D正确【答案】CD4(多选)在各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图2312所示就是一个实例下列说法正确的是 ()图2312A跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B跳板和运动员的脚都发生了形变C运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的【解析】在运动员跳起的过程中，跳板和运动员的脚都发生了形变，跳板受到的压力是脚发生形变而产生的，运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的，B、C正确【答案】BC5(2015南开附中高一检测)一个球形物体O静止放在光滑的水平地面上，并与竖直墙壁相接触，A、B两点是球与墙和球与地面的接触点，则下列说法正确的是()图2313A物体受三个力，重力、地面对物体的支持力、墙壁对物体的弹力B物体受两个力，重力、地面对物体的支持力C物体受两个力，重力、物体对地面的压力D物体受三个力，重力、物体对地球的引力、物体对地面的压力【解析】若墙壁对物体有弹力作用，则物体应向右运动，因此球形物体虽与墙接触，但它们之间无弹力作用，故物体只受重力和地面对物体的支持力两个力，B对【答案】B6如图2314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：中弹簧的左端固定在墙上；中弹簧的左端受到大小也为F的拉力作用；中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；中弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙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 ()图2314Al1l2Bl2l3Cl3l4Dl1l2l3l4【解析】弹簧的伸长量等于弹簧弹力与弹簧劲度系数的比值，分析四种情况下弹簧所受弹力，它们都等于外力F，又因弹簧完全相同，劲度系数相同，所以四种情况下弹簧的伸长量相等【答案】D7固定弹簧的上端，在弹性限度内，弹簧的下端悬挂重为8 N的重物时，弹簧的长度为0.16 m；悬挂重为12 N的重物时，弹簧的长度为0.18 m；则弹簧的原长L和劲度系数k分别为 ()AL0.12 mk50 N/mBL0.14 mk200 N/mCL0.12 mk200 N/mDL0.14 mk50 N/m【解析】根据胡克定律Fkx代入数值，8 Nk(0.16L)，12 Nk(0.18L)，解以上两式得L0.12 m，k200 N/m，C项正确【答案】C8(2016成都高一检测)某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图2315所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为_cm；该弹簧的劲度系数为_N/m.图2315【解析】当外力F0时，弹簧的长度即原长为L010 cm，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k102 N/m50 N/m.【答案】1050能力提升9如图2316所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重为G，平衡时小球在A处，今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为()图2316AkxBkxGCGkxD以上都不对【解析】设小球在A处时弹簧已压缩了x，小球平衡时弹力FAGkx.小球在B处时，弹簧又压缩x，小球再达平衡时弹力FBk(xx)Gkx，B正确【答案】B10(多选)如图2317所示，小球A的重力为G20 N，上端被竖直悬线挂于O点，下端与水平桌面相接触，悬线对球A、水平桌面对球A的弹力大小可能为 ()图2317A0，G BG,0C.，D.G，G【解析】小球静止在水平地面上，可能受重力和绳子的拉力而处于平衡；此时拉力TG，弹力为零；也可能绳子无拉力，而地面对物体有支持力，此时拉力为零，而支持力等于G；同时还有可能是绳子和地面均有力的作用，此时只要满足拉力与支持力的合力等于重力即可；故ABC均符合【答案】ABC11量得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻度线之间的距离为2.5 cm.求： 【导学号：70290094】(1)弹簧测力计3 N、5 N刻度线与零刻度线之间的距离；(2)弹簧测力计所用弹簧的劲度系数【解析】弹簧测力计的刻度值应与该刻度线到零刻度线的距离成正比(1)设3 N、5 N刻度线到零刻度线的距离分别为x1、x2劲度系数为k.根据胡克定律Fkx可得又x2x12.5由得：x13.75 cm，x26.25 cm.(2)由F1kx1可得k N/m80 N/m.【答案】(1)3.75 cm6.25 cm(2)80 N/m12某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，所用实验装置如图2318甲所示，所用的钩码每只质量都是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，并将数据填在下表中实验中弹簧始终未超过弹性限度，g取10 m/s2.试根据这些实验数据在如图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线则： 【导学号：70290095】甲乙图2318钩码质量(g)0306090120150弹簧总长度(cm)6.007.008.009.0010.0011.00(1)该图线的数学表达式F_ N；(2)该弹簧的劲度系数k_ N/m；(3)图线与横轴的交点的物理意义是_；(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_.【解析】描点作图，图像如图所示(1)由图像可以得出图线的数学表达式为F(30L1.8) N；(2)图线的斜率即为弹簧的劲度系数k30 N/m；(3)图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F0时弹簧的长度，即弹簧的原长；(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm，即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力【答案】作图见解析(1)(30L1.8)(2)30(3)弹簧原长(4)弹簧被压缩1 cm时的弹力