人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用2 弹力当堂检测题

2　弹力

第1课时　弹力

基础过关练

题组一　形变与弹力

1.以下是力学中的两个实验装置,由图可知这两个实验共同的物理思想方法是 (　　)

A.放大的思想方法 B.极限的思想方法

C.控制变量的方法 D.猜想的思想方法

2.(2021江苏常州统考)当跳水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,是运动员的脚发生形变而产生的

C.此时运动员对跳板的压力就是运动员的重力

D.此时跳板对运动员的支持力的大小等于运动员对跳板压力的大小

题组二　弹力有无的判断

3.(2020广东广州执信中学高一上期中)(多选)如图所示,各接触面是光滑的,A、B处于静止状态,则A、B间无弹力作用的是              (　　)

4.(2021山东淄博一中月考)在图中,A、B(A、B均处于静止状态)间一定有弹力的是              (　　)

题组三　弹力的方向

5.(2019广东湛江一中高一上期中)下列与力有关的说法中正确的是 (　　)

A.相互接触的物体间一定有弹力作用

B.细杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆收缩的方向

C.书对桌面的压力就是书的重力

D.轻绳对物体的拉力是由轻绳的形变产生的,其方向指向轻绳收缩的方向

6.在图中画出物体A所受弹力的示意图。

题组四　对胡克定律的理解

7.(2021浙江杭州期中)男子用如图所示的弹簧拉力器(3根弹簧)健身,

双手左右拉开弹簧拉力器,使其弹簧相比原长伸长40 cm(在弹性限度内,每根弹簧伸长相同),此时弹簧拉力器的两端所受拉力均为300 N,则              (　　)

A.若双手拉力均变为150 N,弹簧长度将变为20 cm

B.每根弹簧的劲度系数为250 N/m

C.每根弹簧的劲度系数为750 N/m

D.每根弹簧的劲度系数随弹簧弹力的增大而增大

8.(2021陕西咸阳月考)探究弹力和弹簧伸长的关系时,作出弹力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。则下列说法正确的是              (　　)

A.该弹簧的原长为10 m

B.该弹簧的劲度系数为0.25 N/m

C.在该弹簧下端悬挂1 N的重物时,弹簧的长度为18 cm

D.在该弹簧下端悬挂2 N的重物时,弹簧的形变量为10 cm

能力提升练

题组一　对弹力的理解

1.(2021浙江湖州统考,)乒乓球运动在我国十分普及。如图所示,乒乓球与球桌作用时,桌面给乒乓球的弹力方向              (　　)

A.与v1的方向相反

B.与v2的方向相反

C.沿垂直于桌面向上的方向

D.先与v1的方向相反,后沿v2的方向

2.(2021江苏无锡期中,)如图所示,一只小鸟落在了树枝上,树枝发生了弯曲,此时小鸟处于静止状态。下列说法正确的是              (　　)

A.树枝发生了弯曲,是因为小鸟对树枝的压力大于树枝对小鸟的支持力

B.树枝对小鸟有支持力是由于树枝发生了形变

C.树枝对小鸟的作用力斜向右上方

D.小鸟起飞瞬间,翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力

题组二　对胡克定律的理解

3.(2021江苏扬州期中,)小明同学研究按动签字笔中的小弹簧,用刻度尺测得其原长为l0,将其一端固定,另一端施加沿弹簧轴线方向的力F,测其长度l,他画出的弹簧的F-l图象可能是下列选项中的              (　　)

4.(2020安徽宿州十三所重点中学高一上联考,)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=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,需要多大的力?

题组三　胡克定律和二力平衡的综合应用

5.(2021湖北武汉统考)如图所示,竖直的轻质弹簧连接A、B两物体,弹簧劲度系数为k=400 N/m,A、B质量分别为3 kg、1 kg,A放在水平地面上,B静止。现用力拉B,使其竖直向上慢慢移动,直到A刚好离开地面,此过程中,B物体向上移动的距离为(取g=10 m/s2)              (　　)

A.10 cm B.7.5 cm 

C.5 cm D.2.5 cm

答案全解全析

基础过关练

1.A　左图中,桌面受力而发生的微小形变借助于光的反射来放大,运用了放大的思想方法;右图中,玻璃瓶受力而发生的微小形变借助于液柱高度的变化来放大,运用了放大的思想方法。两个实验均体现出放大的思想方法,故选A。

2.D　根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,故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,故B错误;重力与压力是两种不同性质的力,运动员对跳板的压力作用点在跳板上,运动员的重力的作用点在运动员上,运动员所受的重力与运动员对跳板的压力有许多不同之处,所以不能认为运动员对跳板的压力就是运动员的重力,故C错误;力的作用是相互的,跳板对运动员的支持力和运动员对跳板的压力一定大小相等,方向相反,故D正确。故选D。

3.AC　在选项B、D的图中,因为物体A、B间有相互挤压,必定存在弹力,故选项B、D错误。在选项A的图中,假设A、B间有弹力,则A、B两物体均不能处于静止状态,故A、B间无弹力作用,故选项A正确。同理,在选项C的图中,物体A与其他物体间也没有弹力,否则三个物体不能静止,故选项C正确。

4.B　A选项中,假设A球和B球间存在弹力,A、B球不可能静止,故A、B间一定无弹力,选项A错误。B选项中,假如没有A球,B球不可能在原位置静止;假如没有B球,A球也不可能在原位置静止,故A、B球间一定有弹力,故B选项正确。同理可分析出C、D选项错误。

5.D　弹力的产生条件是直接接触并发生弹性形变,所以相互接触的物体间不一定有弹力作用,故A错误;杆的弹力不一定沿着杆的方向,可以指向各个方向,比如水平杆末端固定一小球,小球处于静止状态,则杆对小球的作用力竖直向上,故B错误;书对桌面的压力是因为重力而引起的,但压力不是重力,故C错误;轻绳对物体的拉力是由轻绳的形变产生的,其方向指向轻绳收缩的方向,故D正确。

6.答案　如图所示

7.B　用300 N拉力拉时,弹簧形变量为40 cm,故用150 N拉力拉时,弹簧形变量为20 cm,由于弹簧具有原长,故弹簧长度一定大于20 cm,故A错误;根据胡克定律F=kx得,弹簧的劲度系数k== N/m=250 N/m,故C错误,B正确;弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的,与弹簧拉力的大小无关,故D错误。故选B。

8.D　由F-L图可知,当F=0时,弹簧为原长,故弹簧原长为L0=10 cm,故A选项错误;由F-L图,图线斜率为k=,在图线上取相距较远的两个点计算,有k==20 N/m,故B选项错误;在该弹簧下端悬挂1 N的重物时,弹簧弹力大小为F=1 N,由题图得,弹簧长度为L=15 cm,故C选项错误;在该弹簧下端悬挂2 N的重物时,弹簧弹力大小为F=2 N,由题图得L=20 cm,弹簧的形变量为ΔL=L-L0=10 cm,故D选项正确。故选D。

能力提升练

1.C　当乒乓球与球桌接触时,球桌对球的作用力的方向垂直于桌面的方向向上,由题图可知,球的两个速度v1与v2的方向都不是与桌面垂直的,故C正确,A、B、D错误。故选C。

2.B　小鸟对树枝的压力使树枝发生了弯曲,根据力的作用是相互的,可知小鸟对树枝的压力大小等于树枝对小鸟的支持力大小,故A错误;根据弹力的定义,可知树枝对小鸟的支持力是由于树枝发生形变后要恢复原状,会对与它接触的小鸟产生力的作用,故B正确;由于小鸟处于静止状态,根据平衡条件,可知树枝对小鸟的作用力与小鸟的重力等大反向,即树枝对小鸟的作用力的方向竖直向上,故C错误;小鸟起飞瞬间,根据力的作用是相互的,可知翅膀对空气的作用力大小等于空气对翅膀的作用力大小,故D错误。故选B。

3.D　根据胡克定律可知,弹簧弹力的大小为F=k(l-l0),弹簧拉伸时产生向里的拉力,弹簧压缩时产生向外的弹力,两者方向相反;外力对弹簧的力与弹簧产生的弹力等大反向,因此作出的F-l图象中,F既有正值又有负值,图象的斜率为劲度系数,则图象的倾斜程度不变,当压缩到一定程度后,不能再压缩,力F增大,弹簧的长度不再变化,故D正确,A、B、C错误。故选D。

4.答案　(1)1 500 N/m　(2)300 N

解析　(1)根据胡克定律F=kx知x-F图线的斜率的倒数等于弹簧的劲度系数,则k== N/m=1 500 N/m。

(2)若弹簧原长l0=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,弹簧的压缩量为Δx=60 cm-40 cm=20 cm=0.2 m;

需要的力F'=kΔx=1 500×0.2 N=300 N。

5.A　开始时,A、B都处于静止状态,弹簧的压缩量设为x1,

此时弹簧的弹力大小为mBg

由胡克定律有kx1=mBg

物体A恰好离开地面时,弹簧对B的拉力为mAg,

设此时弹簧的伸长量为x2,由胡克定律有kx2=mAg,这一过程中,物体B上移的距离d=x1+x2

联立可解得d== m=0.1 m=10 cm

故A正确,B、C、D错误。故选A。