2024-2025学年高中物理第三章相互作用2弹力课时作业含解析新人教版必修1

PAGE11-弹力(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.下列关于弹力的叙述中,正确的是 ()A.只要物体相互接触,就肯定能产生弹力B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面C.微小的力不能使坚硬的物体发生形变D.弹簧只有在伸长时才能产生弹力【解析】选B。接触并且发生弹性形变才产生弹力,物体只相互接触,不肯定能产生弹力,A错误;支持力是由于支持物体发生弹性形变而对被支持物体产生的弹力,其方向总是垂直于支持面,指向被支持的物体;压力是由于物体发生弹性形变而对被压物体产生的弹力,其方向总是垂直于接触面,指向被压的物体,B正确;微小的力也能使坚硬的物体发生形变,例如用力压桌子,桌子会发生形变,只是由于桌子的形变量较小,不易视察到,C错误;弹簧在伸长时能产生弹力,弹簧在压缩时也能产生弹力,D错误。【易错提示】弹簧在伸长和压缩时都能产生弹力,而且形变量相同时,弹力大小也相等。2.(2024·吴淞高一检测)放在水平桌面上的苹果,处于静止状态,下列说法中正确的是 ()A.由于苹果发生微小的形变,使苹果受到重力作用B.由于桌面发生微小的形变,对桌面产生垂直于桌面对下的弹力C.由于苹果发生微小的形变,对桌面产生垂直于桌面对上的弹力D.由于桌面发生微小的形变,对苹果产生垂直于桌面对上的弹力【解析】选D。重力是由于地球的吸引产生的,故A错误;由于桌面发生微小的形变,要复原原状,故会对阻碍其复原原状的物体(苹果)施加弹力,方向垂直于桌面对上;由于苹果发生微小的形变,要复原原状,故会对阻碍其复原原状的物体(桌面)施加弹力,方向垂直于桌面对下,故D正确,B、C错误。【补偿训练】1.(多选)下列关于弹力的说法中正确的是 ()A.绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳指向绳收缩的方向B.静止在水平路面上的汽车受到的支持力,是汽车轮胎发生了形变而产生的C.水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力,是桌面发生微小形变而产生的D.用细竹竿拨动水中漂移的木块,木块受到的弹力是竹竿形变而产生的【解析】选A、D。绳中弹力的方向与绳子形变的方向相反,所以选项A正确;静止在水平路面上的汽车受到的支持力,是地面发生了形变而产生的,所以选项B错误;水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力,是水杯发生微小形变而产生的,所以选项C错误;用细竹竿拨动水中漂移的木块,木块受到的弹力是竹竿形变而产生的,所以选项D正确。2.“弹跳鞋”源于中国高跷,由德国人研制开发,被全球媒体誉为“世界十大绿色独创之一”。该鞋运用仿生学原理,依据袋鼠的腿仿制而成。弹跳鞋是一种主要由弹簧操控变形的曲形弹跳器,它运动的形式是垂直地面的,可获得更好的跳动和速跑实力。当人们穿着弹跳鞋获得向上的弹力时,关于该弹力,下列说法正确的是 ()A.该弹力是弹簧发生拉伸形变产生的B.该弹力是弹簧发生压缩形变产生的C.该弹力是人的脚发生形变产生的D.该弹力的施力物体是地面【解析】选B。该弹力是由于弹簧发生压缩形变产生的,压缩产生向上的弹力,施力物体是弹簧,B正确。3.(2024·临沂高一检测)台灯的灯头与灯座通过一根能弯曲的白色塑料细杆相连,甲、乙、丙三个图中白色塑料细杆的弯曲程度各不相同,以下说法正确的是()A.甲图中细杆对灯头的作用力最小B.丙图中细杆对灯头的作用力最大C.乙图中灯座对桌面的压力最大D.三图中灯座对桌面的压力一样大【解析】选D。灯头受细杆的弹力和重力,由二力平衡可知,弹力与重力等大反向,故三图中细杆对灯头的作用力相等,A、B错误;台灯受重力和桌面的支持力,且二者大小相等,支持力和压力大小相等方向相反,故三图中灯座对桌面的压力一样大,C错误、D正确。4.在立起一根木棍的过程中要经过如图所示的位置,此时地面对木棍的弹力方向是图中的 ()A.F1的方向 B.F2的方向C.F3的方向 D.F4的方向【解析】选B。本题属于点面接触,弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体,所以地面施予木棍的弹力方向正确的是F2的方向,故选B。5.(2024·佛山高一检测)一根原长为10cm的弹簧,劲度系数是k=103N/m,在弹簧两端有两人各用F=20N的水平力拉弹簧,静止时弹簧的长度为 ()A.12cmB.10cmC.14cmD.6cm【解析】选A。弹簧两端两人各用F=20N的水平力拉弹簧,则弹簧的拉力也是20N,依据胡克定律F=kx得:x==m=2cm,则弹簧的长度:L=L0+x=10cm+2cm=12cm,A正确。【补偿训练】缓冲装置可抽象成如图所示的简洁模型,图中A、B为原长相等、劲度系数分别为k1、k2(k1≠k2)的两个不同的轻质弹簧。下列表述正确的是 ()A.装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关B.垫片向右移动稳定后,两弹簧产生的弹力之比F1∶F2=k1∶k2C.垫片向右移动稳定后,两弹簧的长度之比l1∶l2=k2∶k1D.垫片向右移动稳定后,两弹簧的压缩量之比x1∶x2=k2∶k1【解析】选D。装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数有关,劲度系数大的缓冲效果好,故A错误;当垫片向右移动稳定后,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力大小相等,故B错误;当垫片向右移动稳定后,两弹簧均被压缩,两弹簧串联弹力大小相等,依据胡克定律知,压缩量之比为x1∶x2=k2∶k1,而此时弹簧的长度为原长减去压缩量,所以两弹簧的长度之比l1∶l2≠k2∶k1,故C错误、D正确。6.(2024·临沂高一检测)如图甲、乙所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,下列说法中正确的是 ()A.弹簧的劲度系数是2N/mB.弹簧的劲度系数是2×103N/mC.当弹簧受800N的拉力作用时,弹簧的长度为40cmD.当弹簧伸长20cm时,弹簧产生的拉力是200N【解析】选B。由图读出x=0.1m时,弹簧的拉力F=2×102N,由胡克定律F=kx,得k==2×103N/m,A错误,B正确;由图读出,当弹簧受F2=800N的拉力作用时,弹簧的伸长量为x2=40cm,C错误;由图读出,当弹簧伸长为x1=20cm时,弹簧产生的拉力是F1=400N,D错误。二、非选择题(本题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(8分)已知图中的物块和球均处于静止状态,B、C中的球是光滑的,请画出它们所受弹力的方向。【解析】各物体受力如图所示:答案:见解析【补偿训练】分别对下列甲图中小球、乙图中杆画出受力示意图。甲中小球用细绳拴着搁在角上,乙中杆放在光滑的半球形碗中。【解析】各物体受力如图所示:答案:见解析8.(12分)在弹性限度内,某弹簧下端悬挂500N重物时,总长为22cm,悬挂750N重物时,总长为23cm。那么该弹簧的劲度系数为多大?【解析】方法一:设弹簧的劲度系数为k,弹簧的自由长度为l0,由胡克定律可得F1=k(l1-l0),F2=k(l2-l0),又F1=G1,F2=G2,故有==,解得l0==m=0.20m,从而k==N/m=2.5×104N/m。方法二:前后两次弹簧的弹力之差ΔF=750N-500N=250N,伸长量的变更量Δx=0.23m-0.22m=0.01m,所以劲度系数k==N/m=2.5×104N/m。答案:2.5×104N/m(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(2024·佛山高一检测)如图所示,A、B两个木块叠放在水平桌面上,B对桌面施加一个竖直向下的压力。该压力是由于 ()A.A发生弹性形变产生的B.B发生弹性形变产生的C.桌面发生弹性形变产生的D.桌面和A发生弹性形变产生的【解析】选B。B对桌面施加一个竖直向下的压力。该压力是B发生了向上的形变,要复原原状,产生了向下的弹力,即对桌面的压力,故B正确,A、C、D错误。【补偿训练】(2024·石家庄高一检测)在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的状况比较普遍,如图所示,当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是 ()A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的C.跳板对运动员的支持力产生的干脆缘由是运动员受到了重力D.此时运动员对跳板的压力就是运动员受到的重力【解析】选B。依据力的作用的相互性,跳板和运动员都会受到力的作用,所以都会发生形变,A错误;弹力是由施力物体形变引起并指向受力物体的,故运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的,C错误;压力属于弹力,而弹力与重力是不同性质的力,D错误。2.(多选)如图所示的四个图中球和每个接触面间均存在弹力的是 ()【解析】选B、D。选项A中由于球受到重力,与面a肯定挤压,但与面b不产生挤压(假如与b面挤压,则球不会静止)。选项B中若撤去面a或面b球均不能静止,故球与a、b面均产生挤压,B正确。选项C中球与面间不挤压,假如挤压,弹力方向垂直于斜面,则球不会处于图中位置,必使绳偏离竖直方向,故C错,D正确。【补偿训练】下列四个图中,全部的球都是相同的,且形态规则,质量分布匀称。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向。关于这四个球的受力状况,下列说法正确的是 ()A.甲球受到两个弹力的作用B.乙球受到两个弹力的作用C.丙球受到两个弹力的作用D.丁球受到两个弹力的作用【解析】选C。甲球受水平面的弹力,斜面对甲球无弹力,乙球受水平面的弹力,乙与另一球之间无弹力,丙球受右侧球和球壳的两个弹力作用,丁球受竖直细线的拉力,倾斜细线的拉力刚好为零,故C对,A、B、D错。3.(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,与弹簧长度的变更量x成反比C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质确定的,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【解析】选C、D。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,故A、B错误,C、D正确。4.(多选)如图所示,杆Ⅰ的左端固定在P,右端连着质量为M的物体,弹簧Ⅱ右端固定在Q,左端连在物体M上,M静止在光滑水平面上,弹簧的长度比原长大。则对下列状况的叙述正确的是 ()A.剪断Ⅰ的瞬间,Ⅱ对M的弹力马上消逝B.剪断Ⅰ的瞬间,Ⅱ对M的弹力还存在C.剪断Ⅱ的瞬间,Ⅰ对M的弹力马上消逝D.剪断Ⅱ的瞬间,Ⅰ对M的弹力还存在【解析】选B、C。剪断Ⅰ的瞬间,由于弹簧的伸长量没有变更,弹簧还处于拉伸状态,所以弹簧的弹力还存在,故A项错,B项正确。剪断Ⅱ的瞬间,弹簧上的弹力消逝,杆上的力可以突变,Ⅰ对M的弹力马上消逝,故C项正确,D项错。5.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起,a弹簧的一端固定在墙上,如图所示。起先时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧,已知a弹簧的伸长量为L,则 ()A.b弹簧的伸长量也为LB.b弹簧的伸长量为C.p端向右移动的距离为2LD.p端向右移动的距离为(1+)L【解析】选B。两弹簧的弹力相等,由F=kx,得b弹簧的伸长量为,p端向右移动的距离为L+=(1+)L,B正确。【补偿训练】如图所示,两个重物P、Q与两根弹簧连接。设两弹簧共伸长L,现用手向上托重物Q,缓慢上移L后停止,下列结论正确的是 ()A.两弹簧均变为自由长B.Ⅰ弹簧比自由长短,Ⅱ弹簧比自由长长C.Ⅰ弹簧比自由长长,Ⅱ弹簧比自由长短D.Ⅰ弹簧比自由长长,Ⅱ弹簧恰为自由长【解析】选C。假设两弹簧均变为原长,则重物P只受重力,不能平衡,故重物P肯定会向下运动导致Ⅰ弹簧比自由长长,Ⅱ弹簧比自由长短。6.一个试验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的试验中,运用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是 ()A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)F-l图象中直线的斜率表示弹簧的劲度系数。(2)F-l图象中横轴上的截距表示弹簧的原长。【解析】选B。在图象中横截距表示弹簧的原长,故a的原长比b的短,故A错误;在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k,故a的劲度系数比b的大,故B正确、C错误;弹簧的弹力满意胡克定律,弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误。二、非选择题(14分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.由试验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度l的关系图象如图所示,求: