31重力与弹力（分层作业）

第1节重力与弹力重力1．关于重力的说法，正确的是（）A．同一地点物体所受重力的大小不仅与物体质量有关，还与物体是否运动及怎样运动有关B．重力的大小可以用弹簧测力计测出，物体对弹簧的拉力（或压力），就是物体受到的重力C．物体受到的重力，就作用在重心上D．具有规则几何形状且质量分布均匀的物体的重心在其几何中心【答案】D【详解】A．根据G=mg可知，同一地点物体所受重力的大小仅与物体质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关，故A错误；B．重力的大小可以用测力计称出，物体对弹簧的拉力（或压力）大小等于物体的重力，但不能说“就是物体受到的重力”，故B错误；C．物体受到的重力作用在整个物体上，重心是重力的等效作用点，故C错误；D．具有规则几何形状且质量分布均匀的物体的重心在其几何中心，故D正确。故选D。2．如图所示，教室的读书角处挂了一个漂亮的装饰瓶，为教室增加了许多生趣，关于这个装饰瓶，下列说法正确的是（）

A．装饰瓶受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力B．装饰瓶的重心一定在其几何中心C．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关D．随着时间流逝，装饰瓶内的水会慢慢蒸发减少，在水减少的过程中，装饰瓶（含水）的重心一直在降低【答案】C【详解】A．力的作用是相互的，装饰瓶受到地球对它的吸引力，它对地球也有吸引力，故A错误；BC．装饰瓶的重心位置与其质量分布和形状有关，它的重心不一定与几何中心重合，只有形状规则的均匀物体的重心才一定与几何中心重合，B错误，C正确；D．随着时间流逝，装饰瓶内的水蒸发减少，则在水减少的过程中，装饰瓶（含水）的重心先降低后升高，故D错误。故选C弹力3．关于如图中光滑球的受力情况，下列说法正确的是（）A．甲球和斜斜面之间可能有弹力作用B．乙球和与其接触的小球间有弹力作用C．丙球和与其接触的小球间有弹力作用D．倾斜的细绳可能对丁球有拉力作用【答案】C【详解】A．甲球受到重力和水平面的支持力，这两个力大小相等方向相反，是一对平衡力，若斜面对甲球有弹力的作用，因球光滑，没有其他的力与斜面给球的弹力平衡，因此甲球不能处于静止状态，与实际情况不符，因此斜面不可能对甲球有弹力的作用，故A错误；B．乙球和与其接触的小球静止在水平面上，且两球均光滑，若两者之间有弹的作用，则没有其他力与弹力平衡，因此与之接触的球将不能处于静止状态，与实际情况不符，故B错误；C．对丙球受力分析如图所示

丙球受重力，圆弧面的支持力以及与之接触的球对其弹力的作用而处于静止状态，故C正确；D．丁球受重力与竖直细绳的拉力，在竖直方向平衡，若倾斜的细绳对丁球有拉力作用，则没有其他力与之平衡，因此小球就不能处于静止状态，与实际情况不符，则可知倾斜的细绳对丁球一定没有拉力得作用，故D错误。故选C。4．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示。下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是（）A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向【答案】D【详解】点面接触时，弹力方向垂直于接触面，所以足球受到沿垂直于斜台斜向左上方的弹力。故选D。胡克定律5．关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是（）A．因胡克定律可写成k＝，由此可知弹力越大，劲度系数越大B．在弹性限度内，弹簧拉长一些后，劲度系数变小C．在弹性限度内，无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变D．劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大【答案】C【详解】ABC．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的，不同弹簧k一般不同，在弹性限度内，同一弹簧k一定，与弹力和形变量无关，故AB错误，C正确；D．弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定，故D错误。故选C。6．一个实验小组在“探究弹簧弹力与弹簧长度的关系”的实验中，得到弹力与弹簧长度的关系图像如图所示，下列正确的是（）A．弹簧的原长为6cm B．弹簧的劲度系数为1N/cmC．弹簧的长度为4cm时的弹力是4N D．弹簧的劲度系数为150N/m【答案】D【详解】A．由图可知，弹簧原长为2cm，故A错误；BD．由胡克定律可得故B错误，D正确；C．弹簧的长度为4cm时的弹力是故C错误。故选D。 探究弹簧弹力与形变量的关系7．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，装置如图甲所示，实验时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，每次测出相应的弹簧总长度。（1）某同学通过以上测量后把6组数据描点在坐标图乙中，请作出图线；（2）由此图线可得出该弹簧的原长=m，劲度系数=。【答案】0.0525【详解】（1）[1]根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上，可以判定F和L间是一次函数关系，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，如图（2）[2]图线与坐标轴交点表示弹簧所受弹力大小F=0时弹簧的长度，即弹簧的原长为0.05m；[3]图线的斜率表示弹簧的劲度系数8．某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在（选填“水平”或“竖直”）方向。（2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线（不计弹簧的重力）。由图线可得弹簧的原长，劲度系数，他利用本实验原理把图甲中的弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量。【答案】竖直40.56【分析】（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须竖直；（2）弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律求解劲度系数；直接从弹簧秤得到弹力，即可求解。【详解】（1）[1]弹簧是竖直悬挂的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态；（2）[2][3][4]弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为；弹簧弹力为时，弹簧的长度为，伸长量为；根据胡克定律有由图丙得到弹簧的弹力为，依据胡克定律有9．2020年2月13日凌晨，我国空军共出动包括6架运­20和2架运­9在内的3型11架运输机，分别从乌鲁木齐、沈阳、西宁、天津、张家口、成都、重庆7地机场起飞，将近千名军队医疗队员和74吨医疗物资运往武汉，支援新冠病毒疫情的斗争，这是国产运­20首次参加非战争军事行动，展现了中国空军强大的战略运输能力，如图所示。关于运­20运输机受到的重力，下列说法正确的是（）A．运­20受到的重力指向地心B．运­20受重力的同时，它也对地球产生吸引C．运­20受到的重力的施力物体是地球D．运­20匀速飞行时，它不受重力作用【答案】BC【详解】A．重力的方向竖直向下，而不一定指向地心，A错误；B．由于地球对运­20的吸引而使运­20受到重力，同时运­20对地球也产生吸引，B正确；C．任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，C正确；D．地球附近的任何物体都受重力作用，与运动状态无关，D错误。故选BC。10．如图所示，一条长的链子对称地挂在光滑圆环上，若稍有扰动，链子从右侧滑下，至链子刚离开圆环的过程，以下说法正确的是（）A．链子重心下移了 B．链子重心下移了C．下滑过程中链子重心先上移再下移 D．下滑过程中链子重心一直下移【答案】BD【详解】AB．初始时链子重心距圆环下端10cm，刚离开圆环时链子重心距圆环下端20cm，链子重心下移了，故A错误，B正确；CD．下滑过程中，可看作将链子左侧下端移到链子右侧下端，则重心一直下移，故C错误，D正确。故选BD。11．如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是（

）A．地面对汽车的支持力方向竖直向上B．汽车受到支持力，是地面发生弹性形变造成的C．地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力D．因车身倾斜，地面对汽车的支持力方向平行轮胎平面斜向上【答案】AB【详解】AD．地面对汽车的支持力方向垂直于水平地面竖直向上，故A正确，D错误；B．汽车受到支持力，是地面发生弹性形变造成的，故B正确；C．根据受力平衡可知，地面对汽车的支持力大小等于汽车的重力，故C错误。故选AB。12．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重为2N的小球，小球处于静止状态。则关于弹性杆对小球的弹力，下列结论正确的是（）A．大小为2N B．大小为1N C．方向平行于斜面向上 D．方向竖直向上【答案】AD【详解】根据平衡条件可知，小球受重力与弹性杆对小球的弹力，两力大小相等，方向相反，则有弹性杆对小球的弹力大小为2N，方向竖直向上，所以AD正确；BC错误；故选AD。13．两个劲度系数分别为和的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始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L B．b弹簧的伸长量为C．P端受到向右的拉力为 D．P端受到向右的拉力为【答案】BC【详解】AB．两根弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律可得解得b弹簧的伸长量为故A错误，B正确；CD．b弹簧静止，根据平衡条件可知P端受到向右的拉力大小等于轻质弹簧a、b间弹力大小，等于，故C正确，D错误。故选BC。14．如图甲所示，轻质弹簧的左端与固定在墙上的拉力传感器连接，在右端拉力T的作用下从原长开始沿水平方向缓慢伸长，通过刻度尺可以读出弹簧的总长l，通过拉力传感器可以读出弹簧的弹力F，作出F－l图像如图乙所示。弹簧与水平面不接触，下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为B．弹簧的原长为C．传感器对弹簧的作用力大小与弹簧对传感器的作用力大小相等D．F－l图像中图线明显变弯曲的原因可能是超出了弹簧的弹性限度【答案】ACD【详解】A．令原长为，根据胡克定律有根据图乙可知故A正确；B．结合上述，当F等于时，横坐标等于，解得故B错误；C．传感器对弹簧的作用力与弹簧对传感器的作用力为一对相互作用力，可知传感器对弹簧的作用力大小与弹簧对传感器的作用力大小相等，故C正确；D．根据上述可知，F与l成线性关系，在弹性限度之内，图像是一条倾斜的直线，图中F－l图像中图线明显变弯曲的原因可能是超出了弹簧的弹性限度，故D正确。故选ACD。15．某同学在购物网站购买了一个如图所示的跳跳杆弹跳器进行健身，该器材由扶手杆、支架、脚踏板和弹簧组成，为了检测该商品弹簧的性能，该同学与其他几名同学一起进行如下测试：①平放弹跳器后在其下方支架位置贴上刻度纸，零刻度与脚踏板下方齐平；②用电子秤测量甲同学所受的重力并记录在表格中；③让甲同学站在弹跳器脚踏板上，其他同学水平用力使弹跳器处于竖直状态；④稳定后，测得脚踏板下沉的长度（脚踏板下方与刻度对齐的读数），并记录在表格中；⑤重复步骤2、3、4，分别让乙、丙、丁、戊4位同学站在脚踏板上参与测试。实验数据如下表所示：甲同学乙同学丙同学丁同学戊同学重量520493614562450长度5.505.236.445.924.80该同学利用表格进行数据处理，把数据进行拟合，得到如图所示的图像。（1）由图像可知弹簧的劲度系数为。（2）图像中拟合的直线没有经过坐标原点，试分析其原因是。（3）为了安全，人静止站在弹跳器上时弹簧的形变量不能超过，则该弹跳器允许最大质量为的人使用（结果保留三位有效数字，取重力加速度大小）。【答案】弹跳器自身重力的影响【详解】（1）[1]由图像可知，选取直线上两点数据计算可得弹簧的劲度系数为（2）[2]图像中拟合的直线没有经过坐标原点，是由于弹跳器自身有重力，竖起来后有一定的初始形变量，使得图像不过原点。（3）[3]由图像可知重力为零时，形变量为，根据图像的斜率可知解得即允许最大质量为的人使用。16．如图1为一同学利用压力传感器探究弹力与弹簧伸长量关系的装置示意图，水平放置的压力传感器上叠放着连接轻弹簧的重物，左侧固定有竖直刻度尺。现竖直向上缓慢地拉动弹簧，分别记录指针示数和对应的传感器示数。

（1）关于本实验操作，下列说法正确的是()A．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态B．刻度尺读数时，只要能够看清楚，不必正视读数C．刻度尺读数时必须保持手静止不动，但接着读对应的压力传感器示数时则不必再保持手静止（2）在以传感器示数FN为纵轴、指针示数x为横轴的坐标系中，利用实验记录的数据用描点法作出了图像如图2所示，根据图像可求得弹簧的劲度系数为N/m（结果保留两位有效数字）。（3）本实验中，若弹簧的自重不能忽略不计，则弹簧的自重对所测得的劲度系数（选填“有”或“无”）影响。【答案】A75无【详解】（1）[1]A．弹簧的弹力方向是竖直向上，即弹簧的形变方向沿竖直方向，刻度尺测量弹簧的弹簧的长度变化，故刻度尺必须保持竖直状态，故A正确；B．为减小读数误差，用刻度尺测量长度读数时，视线应与刻度尺面垂直，不能斜视，故B错误；C．.刻度尺读数时必须保持手静止不动，弹簧长度不变，弹力不变，故读对应的压力传感器示数时手也必须保持静止，否则压力会改变，故C错误。故选A。（2）[2]重物受到竖直向上的弹簧弹力F，竖直向上的支持力N和竖直向下的重力mg，受力平衡，则所以即得图象的斜率绝对值为弹簧的劲度系数，由图象可知（3）[3]因为本实验中，用图象斜率求得弹簧劲度系数，故弹簧的自重对所测