物理必修 第一册第3章 力与相互作用3.2 弹力测试题

【优选】3.2弹力-1优质练习

一．填空题

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

2．如图所示，斜面体固定在地面上，一质量为m的小球用劲度系数为k的弹簧连接，静止在倾角为的光滑斜面上，则弹簧的伸长量为          。

3．质量不计的弹簧下端固定一小球，手持弹簧上端使小球随手在竖直方向以同样大小的加速度a（a＜g）分别向上．向下做匀加速直线运动．若忽略空气阻力，弹簧的伸长分别为x1．x2，若空气阻力不能忽略且大小恒定，弹簧的伸长分别为x1′．x2′，则（x1+x2）　  　（x1′+x2′）．（选填“大于”．“小于”或“等于”）

4．弹力：发生形变的物体，要______，对与它______的物体产生的力。

5．如图所示，一根轻弹簧原长l0=l0cm，挂上一个质量m=20g的钩码后，长度变为l1=12cm，重力加速度g取10m/s2，则该弹簧的劲度系数为　   　N/m；若在下方挂上5个20g的钩码，弹簧长度变为　    　cm．（弹簧均在弹性限度内）

6．显示微小形变可以有很多办法，课本上介绍了利用光学知识观察有机玻璃中的微小形变的办法，还有其他一些将微小形变放大观察的方法．

（）如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜和，让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点．用力压桌面，观察墙上光点位置的变化．下列说法中正确的是__________．

A．增大，上移 B．增大，下移 C．减小，下移 D．减小，上移

（）在演示坚硬物休微小弹性形变的实验中，若墨水瓶横截面积为椭圆形，则能观察到的现象是__________．

A．沿椭圆长轴方向压瓶壁，细管中水面下降；沿椭圆短轴方向压瓶壁，细管中水面上升

B．沿椭圆长轴方向压瓶壁，细管中水面上升；沿椭圆短轴方向压瓶壁，细管中水面下降

C．沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁，细管中水面均下降

D．沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁，细管中水面均上升

7．一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_______．

8．如图所示，木块B放在水平地面上，质量为的物体A放在它的水平上表面；弹簧测力计一端固定在墙壁上，另一端与物块A相连，重力加速度。当用水平力匀速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧测力计的示数为，弹簧伸长量为，物块A与木板B间的动摩擦因数为______，弹簧的劲度系数为______。若加速抽出木板B，弹簧的伸长量______（填增大．减小或不变）。

9．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

10．图中实验装置A是固定在支架上的激光笔，B．C是平面镜，P是桌面，M是重物，该装置是用来观察桌面的_________，当重物M质量减少时，光点D将向_________（选填“左”或“右”或“不”）移动。

11．一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下伸长了2cm，弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为_____________。

12．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．

13．某弹簧在弹性限度内，悬挂30N重物时，弹簧长度为0.20m；悬挂45N重物时，弹簧长度0.25m，则弹簧的原长L0=_____和劲度系数k=_____

14．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，静止悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂21N重物时，弹簧长度为0.20 m，则弹簧的原长L0=_______,劲度系数k=________

15．为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了A．B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像，从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线的原因是______。B弹簧的劲度系数为______。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧______（选填“A”或“B”）。

16．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。

17．某轻弹簧竖直悬挂于天花板上，当挂一个50 g的钩码时，它伸长了1 cm;再挂一个50 g的钩码，它的总长为12 cm，则弹簧的原长为_____ cm，劲度系数为_____ N／m（g=10 N/kg）。

18．如图，重物M放在桌面P上，桌面对重物的支持力是______的形变产生的，该实验装置体现的思想方法是__________________。

参考答案与试题解析

1．【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。

2．【答案】

【解析】试题分析：对小球受力分析，受重力．拉力．支持力如图

根据平衡条件，有x方向： ；根据胡克定律可得： ；在x轴上合外力为零，故弹簧的伸长量。

考点：受力分析；正交分解法；胡克定律。

【名师点睛】含有弹簧的问题，是高考的热点，要学会分析弹簧的状态，弹簧有三种状态：原长．伸长和压缩，根据胡克定律可求出弹簧伸长量或压缩量。此题是基础题，选择小球为研究对象受力分析，对小球的受力进行正交分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，再根据受力平衡可求出弹簧的弹力大小，结合胡克定律可求出弹簧的伸长量。

3．【答案】等于

【解析】【考点】胡克定律．

【分析】对小球受力分析，然后分别结合牛顿第二定律计算出各种情况下弹簧的伸长量，再比较．

【解答】解：加速上升时

kx1﹣mg=ma ①

加速下降时

mg﹣kx2=ma ②

有阻力，加速上升时

kx1′﹣mg﹣f=ma ③

有阻力，加速下降时

mg﹣kx2′﹣f=ma ④

由以上四式可解得

x1′+x2′=x1+x2

故答案为：等于

【点评】本题关键对各种情况下的小球受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解．

4．【答案】恢复原状    接触   

【解析】

略

5．【答案】10，20．

【解析】【考点】胡克定律

【分析】当弹簧挂上m=20g的钩码时，弹簧的弹力F1=mg，伸长的长度x1=2cm，由胡克定律求弹簧的劲度系数．

若在下方挂上5个20g的钩码，弹簧的弹力F2=5mg，根据胡克定律求出弹簧伸长的长度，再求出弹簧长度．

【解答】解：当弹簧挂上m=20g的钩码时，弹簧的弹力 F1=mg=0.02×10=0.2N，弹簧伸长的长度 x1=l1﹣l0=2cm=0.02m

根据胡克定律F=kx得 k===10N/m

若在下方挂上5个20g的钩码，弹簧的弹力F2=5mg，根据胡克定律可知此时弹簧伸长的长度 x2=5x1=10cm

弹簧长度为 l2=l0+x2=10cm+10cm=20cm

故答案为：10，20．

【点评】本题考查胡克定律应用的基本能力，要知道公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或压缩的长度，不是弹簧的长度．

6．【答案】（）BD（）A

【解析】（）若在两镜之间桌面用力下压，．将向中间倾斜，光束的入射角减小，光束的位置相对降低，由光的反射定律可知，光点会在刻度尺上从点移动到点，则位置比低，其力越大，移动越明显，则B对A错．

同理，可知若减小，光束的入射角增大，由光的反射定律可知光点会上移，故C错D对．

（）沿椭圆长轴方向压瓶壁，瓶子容积变大，管中水面下降，沿椭圆短轴方向压瓶壁，瓶子容积变小，管中水面上升，则对，BCD错．

7．【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，．

8．【答案】0.2    100    不变   

【解析】

[1]当匀速抽出木板B时，A物体保持静止，故可知A受B的摩擦力

f=F=4.0N

由于AB之间为滑动摩擦力

f=μFN

故

[2]由胡克定律

F=kx

可得

[3]因A对B物体的压力不变，故A．B间的摩擦力不会发生变化，故加速拉动时摩擦力也为4.0N；物体A在弹簧秤的作用下仍保持静止，故弹簧秤对A的拉力仍为4.0N，即弹簧秤的示数大小仍等于4.0N，弹簧的伸长量也不发生变化。

9．【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：

；

10．【答案】微小形变    左   

【解析】

[1]重物对桌面产生了压力，故可以产生微小形变；为了放大，我们采用了平面镜光线的反射进行实验；

[2]当重物质量减少时，桌面的形变减小，反射角减小，则光点向左移动。

11．【答案】200 N/m

【解析】

[1]由F=kx知，弹簧的劲度系数

12．【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．

13．【答案】0.10m    300N / m   

【解析】

[1][2]由胡克定律F=kx可得

30=k(0.2-L0)

45=k(0.25-L0)

联立解得

L0=0.10m

k=300N/m

14．【答案】    (1). 0.06    (2). 150

【解析】静止悬挂15N重物时由胡克定律得：F1=k（L1-L0）即：15=k（0.16-L0），同理：悬挂21N重物时：F2=k（L2-L0）即：21=k（0.20-L0），联立解得：L0=0.06m，k=150N/m。

15．【答案】    ①. 拉力过大，超过了弹簧的弹性限度    ②. 100N/m    ③. A

【解析】

【详解】[1]F-x图像上端成为曲线，是因为拉力过大，超过了弹簧弹性限度。

[2]由图象可得两弹簧的劲度系数分别为

[3]若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，则应选择劲度系数小的弹簧，故应选弹簧A。

16．【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。

17．【答案】    (1). 10；    (2). 50

【解析】轻弹簧竖直悬挂于天花板上，挂一个50g的钩码时，它伸长了1cm，故再挂一个50g的钩码，伸长2cm，它的总长为12cm，故原长为10cm；则劲度系数为：。

【点睛】钩码挂在弹簧上时弹簧的弹力等于钩码的重力．根据胡克定律求出劲度系数k和原长．

18．【答案】桌面    放大法   

【解析】

[1]桌面对重物的支持力施力物体是桌面，所以是桌面的形变产生的；

[2]利用该实验装置，把桌面的微小形变通过镜面法线角度的变化，用电光源投影进行放大，体现的思想方法是放大法。