高中人教版 (2019)1 重力与弹力巩固练习

3.1重力与弹力

一、单选题

1．下列关于重力的说法中正确的是(　 　)

A．物体只有静止时才受重力作用

B．重力的方向总是指向地心

C．地面上的物体在赤道上受的重力最小

D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力

2．体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球，如图所示，在篮球与地面作用时，地面给篮球的弹力的方向为

A．竖直向上 B．斜右上 C．斜左上 D．竖直向下

3．如图所示，是陕西西安半坡村出土的盛水陶罐（也称为欹qī器），它的特点是底尖、腹大、口小．穿入绳子（系绳的耳环设在瓶腹稍靠下的部位），将空的欹器悬挂起来静止时，发现整个容器无法正立而是略有倾斜（如图所示）．往其中注入适量的水（一半水左右）后，发现整个容器正立了，保持竖直状态；若注入水太满，容器会自动倾倒，将多余的水倒出．关于以上几个状态时容器重心的变化，下列说法正确的是( )

A．让未装水的欹器竖立时，它的重心略低于耳环

B．装一半水时的欹器，重心略高于耳环

C．装一半水时的欹器，重心略低于耳环

D．装满水时的欹器重心最低

4．实验室常用的弹簧测力计如图所示，弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为G，弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将该弹簧测力计以如图（乙）和（丙）的两种方式固定在地面上，并分别用同样的力F0（F0>G）竖直向上拉弹簧测力计，则稳定后弹簧测力计的读数分别为（　　）

A．乙图读数为F0-G，丙图读数为F0

B．乙图读数为F0+G，丙图读数为F0-G

C．乙图读数为F0，丙图读数为F0-G

D．乙图读数为F0-G，丙图读数为F0+G

5．S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧，k1>k2；a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块，ma>mb，将弹簧与物块按图示方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最大，则应使(　　)

A．S1在上，a在上

B．S1在上，b在上

C．S2在上，a在上

D．S2在上，b在上

6．如图为F1、F2两个力的图示，它们的大小关系是（　　）

A．F1<F2 B．F1>F2

C．F1＝F2 D．无法判断

7．一圆球和两块光滑板接触，底下的一块板水平。能正确画出小球受力图的是（    ）

A． B．

C． D．

8．一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是

A．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力

B．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变

C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变

D．以上说法都不正确

二、实验题

9．某物理实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置来“探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”时，完成了如下的操作：该小组的同学将弹簧自由悬挂在铁架台的横梁上，在不悬挂钩码的情况下测量出弹簧下端在刻度尺上所对应的刻度值，而后取质量均相同的钩码，并在弹簧的下端逐渐增加钩码的个数，依次测量出弹簧的下端在刻度尺上所对应的刻度值．并将测量的数据记录在下表中：(重力加速度的大小g取9.8 m/s2)

(1)请在如图乙所示的坐标系中，根据表中的数据作出弹簧下端的刻度值x与钩码质量m的关系图线______；

(2)请根据作出的图线分析，当弹簧的弹力大小在________N以内时胡克定律对该弹簧成立，并求出该弹簧的劲度系数k＝__________N/m.

10．(1)为了“探究弹力和弹簧伸长量的关系”，某学习小组竖直悬挂一轻弹簧，弹簧静止时，让刻度尺零刻线与弹簧上端平齐，此时轻弹簧的长度记为，刻度尺（分度值是）的示数如图甲所示，则弹簧的长度为________；

(2)该学习小组用和(1)中相同的两根轻弹簧、组成如图乙所示装置，图中（重力加速度取），此时测得弹簧的长度为，则弹簧的劲度系数_______，此时弹簧的长度为________。

11．在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。

(1)为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：

根据表中数据在作出的F－x图象求得该弹簧的劲度系数k＝______N/m；（结果保留2位有效数字）

(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示，其读数为______N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示_______；  

(3)由图得到F合＝______N。(结果保留2位有效数字）

三、解答题

12．如图放在水平桌面上的物体，质量m=5kg，取当地的重力加速度大小g=10m/s2。求：物体的重力大小及判断物体重力的方向？

13．一根弹簧，当它挂上质量为0.2kg的物体A时，弹簧的长度为11cm，当它挂上质量为0.8kg的物体B时，它的长度为14cm，求：（）

（1）物体A的重力；

（2）弹簧的劲度系数和原长。

14．如图所示，A、B两个物块用轻弹簧相连接，它们的质量分别为mA=2kg和mB=3kg，弹簧的劲度系数为k=400N/m，物块B置于水平地面上，物块A靠弹簧托住，系统处于静止状态。现用一竖直向上的拉力F拉A使之缓慢向上运动，重力加速度g取10m/s2，试求：从开始拉A到物块B刚要离开地面时，物块A的位移。

15．如图所示，一劲度系数为的弹簧竖直地放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为的弹簧竖直地放在物体上面，其下端与物体的上表面连接在一起，两个弹簧的质量都不计．要想使物体在静止时下面弹簧承受的压力减小为原来的，应将上面弹簧的上端A竖直提高一段距离d，则d应为多大？

参考答案

1．C

【解析】

【分析】

【详解】

物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；赤道上重力加速度最小，因此地面上的物体在赤道上受的重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，故D错误．故选C.

2．A

【解析】

试题分析：支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物．所以地面给篮球的弹力的方向为竖直向上，A正确．

考点：考查了弹力方向的判断

【名师点睛】弹力的方向与物体形变的方向相反．弹力有三种：压力、支持力和拉力，压力和支持力与接触面，轻绳的拉力沿着绳子指向绳收缩的方向．

3．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．未装水的欹器竖立时，容器无法正立而是略有倾斜，说明它的重心略高于耳环，故A错误；

BC．装一半水时的欹器，整个容器正立了，说明重心略低于耳环，故B错误，C正确；

D．装满水时的欹器会自动倾倒，说明其重心最高，故D错误．

故选C。

4．A

【解析】

【分析】

【详解】

在乙图中F0等于G加上弹簧的拉力， 乙图读数为F0-G，在丙图中F0等于弹簧的拉力。

故选A。

5．D

【解析】

【详解】

上面的弹簧受到的拉力为两个物块的重力之和，劲度系数较小时形变量较大，故上面应是S2，下面的弹簧的形变量由下面的物块的重力决定，为了让形变量最大，应把重的放在下面，即将a物块放在下面，故D正确．

6．D

【解析】

【分析】

【详解】

因为不知道甲、乙两个力的图示中，每一个力的标度是多少，所以无法比较甲、乙两个力的大小，选项ABC错误，D正确。

故选D。

7．B

【解析】

【分析】

【详解】

假设没有斜面，小球仍然处于静止，可知斜面与小球之间虽然接触，但是没有弹力，小球受重力和地面的支持力平衡。故B正确，ACD错误；

故选B；

8．C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．地面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变，从而对地面产生了向下的压力；汽车受到了向上的弹力，是因为地面发生了形变，从而对汽车产生了向上的支持力；故AB错误；

C．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了向下的形变，要恢复原状产生；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了向上的形变，要恢复原状产生的，故C正确；

D．因C正确，故D错误；

9．见解析    4.9    25   

【解析】

【详解】

[1](1)根据题目中所测量的数据在坐标系中描点连线，如图所示：

[2](2)根据所画图象可以看出，当m≤5.00×102 g＝0.5 kg时，刻度值x与钩码质量m呈线性关系，所以在F≤mg＝0.5×9.8 N＝4.9 N范围内，弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律。

[3] (2)由胡克定律ΔF＝kΔx可知：

k＝＝N/m＝25 N/m

10．25.85（25.84～25.86均可）    125（124.8～125.16均可）    29.85（29.85～29.86均可）   

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]．由毫米刻度尺的读数方法可知题图甲中的读数为。

(2)[2][3]．弹簧的伸长量为

由胡克定律得，对和由受力平衡可知

对由受力平衡可知

因此

则弹簧的长度

。

11．53(51～55均对)    2.10(2.08～2.12均对)        3.3(3.1～3.5均对)   

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图可知图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，根据胡克定律可得

(2)[2]弹簧测力计的读数为2.10N。

[3]设每单位长度为1N，则合力F合的图示如图所示
 

(3)[4]经测量合力为

F合=3.3N

12．50N，重力的方向竖直向下

【解析】

【分析】

【详解】

已知m=5kg，g=10m/s2，由重力的计算公式可得

重力的方向竖直向下

13．（1）2N；（2），

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据

（2）根据

则

解得

14．0.125m

【解析】

【分析】

【详解】

系统处于静止状态时，由胡克定律可知

解得弹簧的压缩量为

物块B刚要离开地面时时，由胡克定律可知

解得弹簧的压缩量为

从开始拉A到物块B刚要离开地面时，物块A的位移

15．

【解析】

【分析】

【详解】

物体处于平衡状态，在竖直方向上所受的合外力为零．当上面的弹簧没有作用力时，下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力，所以下面弹的压缩量为

当上面弹簧提起时，下面弹簧的弹力减小为物体重力的，设此时弹簧的压缩量为，则

，

得

下面弹簧两次压缩量之差为

这说明物体要上升．

当提起A端时，上面弹簧的伸长量为，产生的弹力大小为

，

所以

A端上移的距离等于下面弹簧减少的压缩量与上面弹簧伸长量之和．所以

．