1、弹力(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.(2020肇庆高一检测)如图所示,杯底对铅笔底端的弹力的方向是()A.垂直于杯底向上B.垂直于杯底向下C.垂直于铅笔杆斜向左上方D.垂直于铅笔杆斜向右下方【解析】选A。杯底对铅笔底端的弹力,是由于杯底发生弹性形变,要恢复原状,从而对铅笔产生弹力,弹力方向垂直杯底向上,故A正确,B、C、D错误;故选A。2.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情景。下列说法正确的是()【解析】选C。静止在草地上的足球受到的弹力,与重力相平衡,但不是它的重力,故A错误;静止在光滑水平地面上的两
2、个足球相互接触,若没有弹性形变,就没有受到相互作用的弹力,B错误;踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到重力、支持力及人脚的压力的作用,故受到3个力的作用,故C正确;进球时,足球撞到网上,球网被撑开,由于网的形变,而使球受到了弹力;故D错误;故选C。3.如图所示,为了观察桌面的微小形变,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点。实验中,用力按压两镜之间的桌面,观察到的现象是()A.桌面明显向下凹陷B.N镜明显向右倾斜C.M镜明显向左倾斜D.光点位置明显变化【解析】选D。用力按压桌面,桌面向下发生微小的凹陷,故A错误。桌面不会发生明显凹陷,则N镜不
3、会明显向右倾斜,M镜不会明显向左倾斜,故B、C错误。在两镜之间用力F向下按压桌面,M、N将向中间略微倾斜,光束的入射角减小,由光的反射定律可知,反射角减小会加倍,则光点位置明显变化,故D正确。故选D。4.关于弹性形变与非弹性形变,下列说法正确的是()A.物体受力后发生的一切形变都可视为弹性形变B.物体在去掉外力后,能够恢复原来形状的形变为非弹性形变C.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变可视为弹性形变D.物体在外力停止作用后仍存在的形变,叫作弹性形变【解析】选C。形变后撤去作用力能够恢复原状的形变叫作弹性形变,故选项A、B、D错误;当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变能够恢复原状,可视为弹性形
4、变,故选项C正确。5.如图,小球和光滑斜面接触,并处于静止状态,则关于小球的受力情况,下列分析正确的是()A.小球只受重力、绳的拉力作用B.小球只受重力、斜面的弹力作用C.小球只受绳的拉力、斜面的弹力作用D.小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用【解析】选D。地面附近物体一定受重力,故小球一定受重力;细绳拉紧,说明细绳对小球有拉力,且拉力方向沿绳子方向向上;假设小球不受斜面的弹力,则小球不可能处于平衡状态,故小球一定受斜面的弹力;故小球受重力、绳的拉力以及斜面的弹力作用,故D正确,A、B、C错误。【加固训练】如图,小球A系在竖直拉紧的细线的下端,球恰好与光滑斜面接触并处于静止状态,则小球受到的
5、力是()A.重力和线的拉力B.重力、线的拉力和斜面对球的弹力C.重力和斜面对球的弹力D.重力和球对斜面的弹力【解析】选A。方法一:小球一定受到重力。线的拉力和斜面对球的弹力用假设法来判断:假设线不存在,则小球将沿斜面滚下,故线应施加拉力;假设斜面不存在,小球在竖直方向的线的拉力作用下仍然能静止,故斜面的弹力不存在,故B、C、D错误,A正确。方法二:假设细线与斜面对球均有弹力作用,如图所示。由图可知,F2的存在破坏了小球的静止状态,与题设矛盾,故斜面的弹力不存在,故B、C、D错误,A正确。6.一本书放在水平桌面上,桌面对书的支持力为F1,书对桌面的压力为F2,则下列说法中正确的是()A.F1与F
6、2是一对平衡力B.F1与F2是一对相互作用力C.F1是由于书的弹性形变而产生的D.F2是由于桌面的弹性形变而产生的【解析】选B。桌面对书的支持力F1和书的重力mg是一对平衡力,故A错误。桌面对书的支持力F1和书对桌面的压力F2是一对作用力与反作用力,故B正确。桌面对书的支持力F1是由于桌面的弹性形变而产生的,故C错误。书对桌面的压力F2是由于书的弹性形变而产生的,故D错误。故选B。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)一根轻质弹簧一端固定,用大小为50 N的力压弹簧的另一端,平衡时长度为L1=20 cm;改用大小为25 N的力拉
7、弹簧,平衡时长度为L2=35 cm;若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,求弹簧的原长和劲度系数。【解析】设弹簧原长为L0,劲度系数为k。由胡克定律得:F1=k(L0-L1)F2=k(L2-L0)联立、两式得:L0=0.3 m=30 cm,k=500 N/m答案:30 cm500 N/m8.(14分)如图所示,在天花板上悬挂一轻质弹簧,当在弹簧下端挂上质量m1=0.5 kg的重物时,弹簧的长度L1=22 cm;当在弹簧下端挂上质量m2=0.75 kg的重物时,弹簧的长度L2=23 cm。已知弹簧始终在弹性限度内,取g=10 m/s2,求该弹簧的劲度系数k。【解析】设弹簧的自然长度为L0,由胡克定律
8、可得:F1=k(L1-L0)F2=k(L2-L0)由题意:F1=m1g=0.510 N=5 N;F2=m2g=0.7510 N=7.5 N代入数据得:k=250 N/m答案:250 N/m(15分钟40分)9.(6分)(2020江门高一检测)一根轻质弹簧原长为l0,在力F作用下伸长了x。则弹簧的劲度系数k是()A.B.C.D.【解析】选B。已知弹簧的弹力F与伸长的长度x,根据胡克定律F=kx得k=,故A、C、D错误,B正确。故选B。【加固训练】杂技演员有高超的技术,如图所示,能轻松地顶住从高处落下的坛子,关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是()A.坛的形变B.头的形变C.物体受到的重力D
9、.人受到的重力【解析】选A。头顶受到的压力的施力物体是坛子,受力物体是头顶,它产生的直接原因是坛的形变,间接原因是物体受到的重力,A项正确。10.(6分)三个重均为10 N的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图,其中a放在无摩擦的水平桌面上。开始时,p弹簧处于原长,木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是(轻弹簧和细线的重量都忽略不计)()A.4 cmB.6 cmC.8 cmD.10 cm【解析】选C。对木块b分析受力可知,q弹簧初始时压缩量为:x1= m=0.02
10、m=2 cm。对木块c分析受力可知,q弹簧末状态时伸长量为:x2= m=0.02 m=2 cm。末状态下,对bc整体分析受力可知,细线对其向上的拉力大小为2mg,由于木块a平衡,所以p弹簧的弹力大小也为2mg,则末状态下p弹簧伸长:x3= m=0.04 m=4 cm,由以上可知p弹簧左端向左移动的距离为:s=x1+x2+x3=8 cm,故选C。11.(6分)(多选)如图所示,摩擦及绳子、滑轮的质量不计,物体A重4 N,物体B重1 N,以下说法正确的是()A.地面对A的支持力是3 NB.测力计的读数为2 NC.物体A受到地面的支持力为2 ND.测力计示数为3 N【解析】选A、B。向上拉A的力应等
11、于B的重力1 N,这样A受三个力的作用:地球对A向下的重力为4 N,向上的绳子拉力为1 N,地面对A的支持力应竖直向上为3 N,故A选项正确,C错误。而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和,都等于B的重力,故应为2 N,所以B选项正确,而D错误。【加固训练】如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是()A.F1=F2=F3B.F1=F2F2D.F3F1F2【解析】选A。对小球受力分析,左边装置中下面小球受到重力mg和弹簧的弹力F1作用,根据平衡条件可知,F1=mg;其他两个装置中弹簧上弹力等于细线上拉力,
12、对小球受力分析,据平衡条件可知细线上的拉力等于小球重力,则有F2=F3=mg。因此,F1=F2=F3=mg,A正确,其他选项均错误。12.(22分)如图所示为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图线,试由图线确定:(1)弹簧的原长。(2)弹簧的劲度系数。(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小。【解析】(1)图线和横轴的交点表示弹力为零,即F=0时,表示弹簧处于原长,所以原长为10 cm。(2)纵坐标为10 N时对应的两个点,弹簧的长度分别为5 cm和15 cm。根据胡克定律F=kx,代入数据后可以得到k=200 N/m。(3)当弹簧长度为0.20 m时,表示弹簧的伸长量为10 cm,再根据胡克定律F=kx,代入数据后可以得到F=20 N。答案:(1)10 cm(2)200 N/m(3)20 N