人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力1 重力与弹力课堂检测

第三章　相互作用——力

1.重力与弹力

课后训练巩固提升

双基巩固　学考突破

1.关于重力的大小,下列说法正确的是(　　)

A.物体的重力大小总是恒定的

B.同一地点,物体的重力与物体的质量成正比

C.物体落向地面时受到的重力大于它静止时所受到的重力

D.物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力

答案:B

解析:物体重力的计算式为G=mg,物体的质量m是恒定的,但g的取值与地理位置有关,对同一地点,g的取值相同。随着物体所处的地理纬度的升高,g值将增大;随高度的增加,g值将减小。因此,不能认为物体的重力是恒定的,故选项A错误,选项B正确。由公式可知,物体所受的重力与物体的质量和g值有关,与物体是否受其他力及运动状态无关,故选项C错误。用弹簧测力计竖直悬挂重物,只有静止或做匀速直线运动时物体对弹簧测力计的拉力大小才等于物体所受的重力大小,故选项D错误。

2.关于重心,下列说法正确的是(　　)

A.重心就是物体上最重的一点

B.重心就是物体的几何中心

C.直铁丝弯曲后,重心便不在中点,但一定还在铁丝上

D.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心

答案:D

解析:重心是重力的等效作用点,并不是物体上最重的一点,故选项A错误;质量均匀分布的、有规则形状的物体的重心才在其几何中心,故选项B错误;物体的重心不一定在物体上,如粗细均匀的铁丝被弯曲成圆环时,其重心在圆心处,而不在铁丝上,故选项C错误;根据二力平衡,重力与绳的拉力方向总是在同一直线上且方向相反,所以可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心,故选项D正确。

3.(2018江苏江阴期中)下图是力学中的两个实验装置,其中包含的相同物理思想方法是(　　)

A.极限的思想方法 B.放大的思想方法

C.控制变量的方法 D.猜想的思想方法

答案:B

解析:桌面受力产生的微小形变通过光的反射来放大,玻璃瓶受力产生的微小形变通过细管中液面升降来放大,均用到了放大的思想方法,B选项正确。

4.在下图中,A、B两球均静止,若两球表面均光滑,则A、B两球间一定有弹力的是(　　)

答案:B

解析:A中两球无相互挤压,没有发生形变,故A错误;B中细绳偏离竖直方向,A球因重力作用要向右摆动,B球因重力作用要向左摆动,则两球相互挤压,产生弹力,故B正确;假设C中两球间有弹力存在,则A球对B球的弹力方向水平向右,B球将向右滚动,与题干条件不符,故两球间不存在弹力,故C错误;D中无法确定两球之间是否相互挤压,也就无法确定两球间是否存在弹力,故D错误。

5.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是(　　)

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,与弹簧的形变量x成反比

C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,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

答案:CD

解析:胡克定律F=kx中,x是形变量,弹力F与形变量x成正比;k是劲度系数,它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。

6.在图甲中木箱的P点,用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上。试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图。

答案:如图所示。

7.将原长8 cm的轻质弹簧竖直悬挂,当下端挂400 g的钩码时,弹簧的长度为10 cm,求此弹簧的劲度系数。(g取10 m/s2)

答案:200 N/m

解析:弹簧伸长量x=10cm-8cm=2cm=0.02m,弹簧弹力大小等于物体重力的大小,F=G=0.4×10N=4N,由胡克定律F=kx可知,k=N/m=200N/m。

选考奠基　素养提升

1.如图所示的复合弹簧是在金属弹簧周围包裹一层橡胶材料复合硫化而成的。这种弹簧已广泛应用于工程技术上以代替金属弹簧,其物理性能与金属弹簧相同。由此可知,复合弹簧(　　)

A.不再遵守胡克定律

B.弹力与形变量成正比

C.劲度系数与弹簧粗细无关

D.劲度系数与弹簧长短无关

答案:B

解析:复合弹簧的物理性能与金属弹簧相同,仍遵守胡克定律,即弹力与形变量成正比,A选项错误,B选项正确;弹簧的劲度系数与其材料、粗细、长短都有关,C、D两项错误。

2.(2018北京期末改编)有一质量均匀分布的长方形薄板,若在以其对角线交点为圆心挖掉一个小圆,则薄板的余下部分(　　)

A.重力和重心都不变

B.重力不变,重心位置改变

C.重力减小,重心位置不变

D.重力减小,重心不存在

答案:C

解析:重心是物体重力的等效作用点,质量分布均匀、形状规则的物体的重心位于其几何中心,故长方形薄板中心挖掉一个小圆后,其重心位置不变,但质量减小,重力减小,C选项正确。

3.如图所示,一只松鼠站在倾斜的树枝上,树枝对松鼠的弹力的方向为(　　)

A.竖直向上

B.竖直向下

C.垂直树枝斜向上

D.沿树枝方向

答案:C

解析:树枝对松鼠的弹力即为树枝对松鼠的支持力,支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体。

4.(多选)某人用来锻炼身体的拉力器并列装有三根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,一次锻炼时,他用600 N的力把弹簧拉长至1.4 m,如图所示,则(　　)

A.每根弹簧产生的弹力为600 N

B.每根弹簧产生的弹力为200 N

C.每根弹簧的劲度系数为200 N/m

D.每根弹簧的劲度系数为600 N/m

答案:BC

解析:由于三根弹簧并联,每根弹簧产生的弹力相等,弹力之和等于600N,则每根弹簧产生的弹力均为200N,故A错误,B正确;每根弹簧的伸长长度为x=1.4m-0.4m=1.0m,弹力F=200N,则由胡克定律F=kx得,劲度系数k=N/m=200N/m,故C正确,D错误。

5.(2019重庆期中)(1)一实验小组测量一根弹簧的劲度系数,用静止时钩码的重力代表弹簧的弹力F,用刻度尺测量弹簧的形变量Δx,得到如图所示的图像,图像不过坐标原点的原因是　　　　,图像弯曲的原因是　　　　。(均选填序号) 

A.水平放置测量弹簧原长,竖直悬挂进行实验

B.弹簧存在原长

C.存在空气阻力

D.弹簧超过了其弹性限度

(2)根据图像计算可得该弹簧的劲度系数为　　　　 N/m。 

答案:(1)A　D　(2)200

解析:(1)图像不过原点是由于弹簧有自重,水平放置测量弹簧原长后,竖直悬挂进行实验时,弹簧自重使其变长,故A正确。图像之所以发生弯曲是因为弹簧超过了其弹性限度,不再符合胡克定律,D正确。

(2)从图像可以看出在0~50N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。根据胡克定律F=kx得,k=N/m=200N/m。

6.一个质量为60 kg的人,在地球上重力为588 N,在月球上重力为98 N。该人做摸高运动时,在地球上触摸高度为0.5 m。那么,他在月球上触摸高度为多少?(提示:假设人在地球上和月球上起跳后的速度相同。)

答案:3.0 m

解析:此题考查情景想象与推理能力,及综合分析能力,形成科学思维。人在地球上和在月球上的质量相等,由G=mg得,地球上的重力加速度g1=m/s2=9.8m/s2,月球上的重力加速度g2=m/s2。

人做摸高运动时,做匀减速直线运动,由v2-=2ax得v2=2g1h1=2g2h2,所以h2=h1=6h1=3.0m。