沪科版 (2019)必修 第一册第3章 力与相互作用3.2 弹力综合训练题

【精选】3.2弹力-1练习

一．填空题

1．弹力

（1）形变：物体在力的作用下___________或___________发生的变化。按形变能否恢复原状，形变可分为弹性形变和___________形变。

（2）弹力

①定义：发生形变的物体，要___________，对与它___________的物体产生的力。

②大小：弹力的大小与___________有关，同一物体在弹性限度内，___________越大，产生的弹力越大；形变消失，弹力消失。

③方向：与受力物体形变方向相同，与施力物体形变方向相反。

④作用点：在接触点或接触面上。

（3）常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向___________；绳子的拉力也是弹力，方向___________。

2．原长为 16cm 的轻质弹簧，将弹簧一端固定在墙壁上，另一端由甲一人用 10N 的力拉弹簧，弹簧长度变为 18cm，此弹簧的劲度系数为__________________N/m，若甲．乙两人同时用10N 的拉力向外拉弹簧时,弹簧长度为__________________cm。

3．某物理兴趣小组的同学在研究弹簧的弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的关系时，测得弹簧弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：

（1）图线a表示弹簧处于　   　（填“伸长”．“压缩”）状态；

（2）弹簧的劲度系数k=　    　 N/m；

（3）当弹簧被伸长时，弹力大小为5N时，弹簧的长度为　    　cm．

4．在弹性限度之内，一轻弹簧受到10N的拉力时，它的伸长量是4cm，则该弹簧劲度系数是 ______ N/m，当弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数是 ______ N/m，当弹簧两端受到拉力为5N，弹簧的伸长量是 ______ cm．

5．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长l0为　   　劲度系数k为　     　．

6．足球以5 m/s的速度向运动员飞来，运动员用力将足球以大小为8m/s的速度踢出，足球速度的变化量为______m/s，脚受到的力是______的形变产生的。

7．如图所示，A．B两木块质量均为m，1．2两轻弹簧的劲度系数均为k，弹簧与木块．弹簧与地面的接触点都相连，整个系统静止。现用力向上缓慢提A木块，直到2弹簧弹力大小变为原来的一半为止，在这过程中A木块移动的距离可能为_____。

8．弹力产生的条件有(1)_________________(2)______________________________

9．如图1所示装置可以用来测量劲度系数较大的弹黄的劲度系数k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g。电压表为理想电压表，当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其他给定条件， 可计算出弹簧的劲度系数k。

（1）写出m．U与k之间所满足的关系式m=_________（用题目中所给符号表示）；

（2）已知E=1.50 V， L=12.0cm， g=9.80 m/s2。某次实验得到的数据描出了如图2所示的m-U图像，由图可得m-U直线的斜率为_______kg/V，弹簧的劲度系数k=_________N/m。（结果均保留三位有效数字）

10．一根竖直悬挂的轻质弹簧，下端挂上2N的物体时，其伸长量为2cm．一研究小组用它探究弹簧弹力和伸长量的关系，在弹簧弹性限度内，测出悬挂不同重物时，弹簧弹力和弹簧伸长量的关系，画出了如图所示的图像．该图像纵轴表示弹力F，单位为牛顿，图线为反比例关系的双曲线，因绘图同学的硫忽，忘记横轴表示的物理量及单位，则分析可知横轴表示的物理量是___________．图像中采用国际单位制单位，对应纵坐标为4N的横坐标应为_______．

11．判断下列说法的正误。

（1）相互接触的物体之间一定存在弹力。_________

（2）水杯放在桌面上，因为没有观察到桌面发生形变，则没有产生弹力。_________

（3）由k=知，弹簧的劲度系数与弹力成正比。_________

（4）由F=kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比。_________

12．一根轻质弹簧，在弹性限度内，伸长量为2 cm时，弹簧弹力大小为4 N；当压缩量为2 cm时，弹簧弹力大小为____________N，弹簧劲度系数为____________N/m。

13．由实验测得某弹簧所受弹力和弹簧的长度的关系图象；由图可知，弹簧的劲度系数是___________ N/m；弹簧的原长是___________ cm。

14．将重为50N的物体悬挂在竖直轻质弹簧上，物体静止后弹簧伸长了2.0cm，则弹簧的劲度系数是____________N/m

15．如图所示两根完全相同的轻弹簧AO和BO (两弹簧间夹角为120o)，每根原长为L，倔强系数为K， A．B两端固定于同一高度，两弹簧的接点O处悬挂一重为G的球，系统处于平衡，则此时每根弹簧的长度为________。

16.1.1   重力与弹力课前预习

17．为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲．乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出图示的图像，从图像上看，甲弹簧的劲度系数为___________N/m，乙弹簧的劲度系数为___________N/m。图像上端成为曲线的原因是___________。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧___________（填“甲”或“乙”）。

18．由实验测得弹簧的弹力F与弹簧的长度L的关系如图所示，则弹簧的原长为20cm，劲度系数为   N/m．

参考答案与试题解析

1．【答案】形状    体积    塑性    恢复原状    接触    形变量大小    形变量    垂直接触面，指向被支持或被压的物体    沿绳，指向绳收缩的方向   

【解析】

（1）[1][2][3]形变：物体在力的作用形状或体积发生的变化。按形变能否恢复原状，形变可分为弹性形变和塑性形变。

（2）弹力

①[4][5]定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。

②[6][7]大小：弹力的大小与形变量大小有关，同一物体在弹性限度内，形变量越大，产生的弹力越大；形变消失，弹力消失。

③方向：与受力物体形变方向相同，与施力物体形变方向相反。

④作用点：在接触点或接触面上。

（3）[8][9]常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向垂直接触面，指向被支持或被压的物体；绳子的拉力也是弹力，方向沿绳，指向绳收缩的方向。

2．【答案】500N/m    18cm   

【解析】【来源】陕西省汉滨区2018-2019学年高一上学期期末考试物理试题

【详解】

甲．乙两人同时用10N的力由两端反向拉时，弹簧拉力为F=10N。根据：F=k（l-l0），将l=18cm，l0=16cm，代入得：k=5N/cm=500N/m；当用10N的力拉时有：F=kx，代入数据得x=2cm，因此此时弹簧长度为：l=l0+2cm=18cm。

3．【答案】（1）压缩． （2）200． （3）12.5

【解析】【考点】胡克定律

【分析】（1）由弹簧的长度L和弹力f大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长．根据弹簧的长度与原长关系，判断弹簧的状态．

（2）由图读出弹力为F=10N，弹簧的长度为x=5cm，求出弹簧压缩的长度，由胡克定律求出弹簧的劲度系数．

（3）据胡克定律求出弹簧的弹力为5N时弹簧的伸长量，得到弹簧的长度．

【解答】解：（1）由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=10cm，即弹簧的原长为10cm，图线a弹簧对应的长度小于原长，所以a图线表示弹簧处于压缩状态．

（2）由图读出弹力为 F1=10N，弹簧的长度为L1=5cm，弹簧压缩的长度 x1=L0﹣L1=5cm=0.05m，

由胡克定律得，弹簧的劲度系数为 k===200N/m

（3）当弹簧被伸长时，弹簧的弹力为5N，弹簧的形变量△x===0.025m=2.5cm

弹簧的原长为10cm，所以弹簧的长度为12.5cm．

故答案为：（1）压缩． （2）200． （3）12.5．

【点评】胡克定律公式f=kx中，x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度．第（3）问也可以直接由图象读出结果．

4．【答案】250    250    2   

【解析】【来源】河北省任丘市第一中学2018-2019学年高一上学期期末考试物理试卷

【详解】

在弹性限度之内，一轻弹簧受到10N的拉力时，它的伸长量是4cm，由胡克定律得，劲度系数。当弹簧不受拉力时，弹簧的劲度系数不变，仍为。当弹簧两端受到拉力为5N时，弹簧的拉力为5N，则。

5．【答案】0.10m；250N/m．

【解析】【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．

【分析】当悬挂15N重物时，弹簧的弹力为15N；当悬挂20N重物时，弹簧的弹力为20N．弹簧伸长的长度是弹簧的长度与原长之差．根据胡克定律列方程求解原长和劲度系数．

【解答】解：根据胡克定律得

   当悬挂15N重物时，F1=k（L1﹣L0）

   当悬挂20N重物时，F2=k（L2﹣L0）

将F1=15N，L1=0.16m，F2=20N，L2=0.18m，代入解得

   k=250N/m，L0=0.10m

故答案为：0.10m；250N/m．

6．【答案】-13    足球   

【解析】【来源】上海市普陀区曹杨中学2020-2021学年高一（上）期中物理试题

[1]设足球飞来的方向为正，则足球速度的变化量为-8m/s-5m/s=-13m/s，负号代表与正方向相反；

[2]脚受到的力是足球的形变产生的。

7．【答案】或

【解析】

由胡克定律可知，1弹簧的形变量

2弹簧的形变量

2弹簧弹力大小变为原来的一半时，且2弹簧仍处于压缩状态，则此时2弹簧的压缩量为

由此可知1弹簧处于原长，在这过程中A木块向上移动的距离是

若2弹簧弹力大小变为原来的一半时，且2弹簧处于拉伸状态，则此时2弹簧的拉伸量为

可知B木块对2弹簧拉力大小是mg，分析可知1弹簧的弹力大小为2mg，此时1弹簧的拉伸量为

在这过程中A木块向上移动的距离是

8．【答案】    (1). 两物体相互接触    (2). 接触面之间发生弹性形变

【解析】弹力产生的条件有：(1). 两物体相互接触  (2). 接触面之间发生弹性形变。

9．【答案】    ①.     ②. 10.0    ③. 1.23×103

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]弹簧下降的高度通过电压表的读数变化来确定，多次测量便可求得劲度系数。在木板上方放置重物后，有

电压表示数

消去x，解得

（2）[2] 由图可得 m-U直线的斜率为10.0 kg/V；

 [3] 由（1）得

代入数据解得

k=1.23×103 N/m

10．【答案】       

【解析】

【详解】

[1]．弹簧下端挂2N的物体时，弹簧的伸长量为2cm，则由胡克定律得，即

  ①

设图像横轴表示a，则图线表达式为（为反比例函数的比例系数），由图像可知

  ②

由①②可得，故横轴表示的是，单位是．

[2]．由知，当F=4N时，．

11．【答案】错误    错误    错误    错误   

【解析】

略

12．【答案】4    200   

【解析】【来源】湖南省郴州市2019-2020学年高二学业水平考试模拟监测物理试题

【分析】

【详解】

[1]根据胡克定律可知当压缩量为时与伸长时的形变量相同，所以弹力仍然为。

[2]胡克定律可知劲度系数为

13．【答案】500    15   

【解析】

[2]弹簧处于原长时，弹簧所受弹力为，从图中可知，时，该弹簧的原长

[1]从图中可知弹簧长度时，弹簧伸长量为

此时对应的弹力为

由胡克定律

得该弹簧的劲度系数为

14．【答案】2500

【解析】【来源】陕西省镇安中学2019-2020学年高一上学期期中考试物理试题

【详解】

[1]弹簧的弹力等于物体重力，

，

根据胡克定律得：

；

15．【答案】L+

【解析】

【分析】

从图中可以看到平衡状态下，AO和BO的合力大小为物体的重力G；根据弹簧弹力公式求出弹簧的总长度．

【详解】设弹簧的弹力F，此时弹簧的总长度为L1，据受力分析可知竖直方向：两侧弹簧弹力的竖直分力之和与物体所受的重力平衡。故  2Fcos60°=G
化简得  F=G
弹簧此时弹力公式为  F=k（L1-L）
联立得  L1＝L+

16．【答案】200    600    弹力过大，超过弹簧弹性限度    甲   

【解析】

[1][2]注意该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出

[3]该同学得出的图象上端弯成曲线，原因是超出了弹性限度，所以施加在弹簧上的力分别不能超过6N和12N．
[4]由于甲的劲度系数小，因此其精度高．若要制作一个精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧甲．

17．【答案】20，1500

【解析】

考点：胡克定律．

分析：当弹力为零时，弹簧处于原长；根据胡克定律F=kx，从图上根据弹簧的形变量和弹力大小，求出劲度系数，即图线的斜率．

解答：解：由图可知，当弹力为零时，弹簧原长为20cm 

 据胡克定律F=kx得：F=k（l﹣l0）

由图象斜率等于劲度系数：k=N/m=1500N/m

故答案为：20，1500

点评：解决本题的关键掌握胡克定律F=kx和据图象知道原长和斜率为劲度系数，题目较简单．