【新教材】物理必修一 导学导练 3.2 弹力(含答案解析)

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【新教材】物理必修一 导学导练 3.2 弹力(含答案解析)

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《高中物理衔接同步讲义》 参考答案与全解全析
3.2弹力
要点导学
典例1答案:C
变式1答案:D
解析 只要有力作用在物体上,物体就一定会发生形变,故B项错误;发生形变后的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,A项错误,D项正确;不管是硬物体还是软物体,只要有力作用都会发生形变,C项错误.
典例2答案:BD
变式2答案:图甲中,a、b都只受绳子拉力和重力,a、b间无弹力;
图乙中,a、b都受绳子拉力、重力和弹力;a、b间有弹力
图丙中,a只受绳子拉力和重力,a、b间无弹力.
解析 有无弹力可用假设法.
图甲中,假设去掉a,b仍保持原来的静止状态,可判断出a、b间无弹力.
图乙中,假设去掉a,b不能保持原来的静止状态,可判断出a、b间有弹力.
图丙中,假设去掉a,b仍保持原来的静止状态,可判断出a、b间无弹力.
典例3答案:C
解析 A、压力的方向总是垂直于接触面而指向被压的物体.故A正确.
B、物体静止在支持面上,支持面对物体的支持力方向是垂直于支持面向上.故B正确.
C、D用绳悬挂物体时,绳子被拉伸,由于弹性绳子要恢复原状收缩,对物体产生弹力,则绳子的拉力沿绳子指向绳收缩的方向.故C错误,D正确.
变式3答案:物体A和B所受重力、弹力的示意图如图所示.
典例4答案:B
解析 图像的横截距表示弹簧的原长,A项错误;图像的斜率表示弹簧的劲度系数,B项正确,C项错误;图像不过原点,D项错误.
变式4答案: 见解析 
解析 (1)该图线未过原点的原因是在步骤(1)中,弹簧原长测量错误,应将弹簧竖直悬挂自然伸长后进行测量.
(2)BC段为曲线,可能由于此时弹簧已经超过了弹性限度.
(3)还能利用该图象的直线AB段来计算,其斜率大小即为劲度系数.
典例5答案:A
解析 当弹簧下端挂的重物时,弹簧的拉力等于重物的重力,当下端悬挂在质量为0.1kg的小球时,弹簧的伸长量为4cm,据胡克定律得:k==25N/m
弹簧下端悬挂质量为0.2kg的小球时,弹簧的伸长量据胡克定律得:x2==8cm
变式5答案:D
解析 由胡克定律知F1=k(L1-L0)①
F2=k(L2-L0)②
由①②代入数据解得:L0=0.10 m,k=250 N/m.
典例6答案:BC
解析 弹簧如果处于被拉伸的状态,它将有收缩到原状的趋势,会向下拉A,向上提B,则B正确;如果处于被压缩的状态,将向两边恢复原状,会向上顶A,向下压B,则C正确,故选B、C.
变式6答案:AD
解析 由于N弹簧上面与细线相连,故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸;
当N弹簧处于拉长状态时,细线的拉力可能小于a的重力,故M弹簧在a物体的作用下处于压缩状态,故A正确;
当N弹簧处于拉伸状态时,细线对a有拉力,当拉力小于a物体的重力时,M弹簧处于压缩状态;当拉力等于a物体的重力时,M弹簧处于原长状态;当拉力大于a物体的重力时,M弹簧处于伸长状态;故D正确;
从上面的分析中发现共有四种情况,即:
①N处于伸长状态而M处于压缩状态;
②N处于伸长状态而M处于伸长状态;
③N处于伸长状态而M处于不伸长不压缩状态;
④N不伸不缩,M压缩状态;
故B、C选项中的状态不存在.
水平导练
1.答案:C
2.答案:BD
解析 本题考查微小形变的放大法.当力F增大时,两镜面均向里倾斜,使入射角减小,经两次累积,使反射光线的反射角更小,光点P下移;反之,若力F减小,光点P上移.所以,选项B、D正确.
3.答案:C
解析 汽车与桥梁相互挤压都发生了形变,B错;由于桥梁发生弹性形变,所以对汽车有向上的弹力(支持力),C对,D错;由于汽车发生了形变,所以对桥梁产生向下的弹力(压力),A错.
4.答案:A
5.答案:C
6.答案:C
7.答案:A
解析 第一个图中,以弹簧下面的小球为研究对象,第二个图中,以悬挂的小球为研究对象,第三个图中,以任意一小球为研究对象.第一个图中,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,二力平衡,F1=mg;后面两个图中,小球受竖直向下的重力和细线的拉力,二力平衡,弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F2=F3=mg,故三图中平衡时弹簧的弹力相等.
8.答案:BCD
解析 弹簧长度的增加量即形变量的增量,由F=kx得ΔF=kΔx,故B对;k==200 N/m,C对.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关,D对
9.答案:D
解析 A、从表格数据得到1个勾码的重力应该是0.98N,质量为0.1kg,故A错误;
B、长度读数要估读,最后一位是估读的,故最小刻度是cm,故B错误;
C、弹簧的原长是12cm,每挂一个钩码,弹簧伸长2.0cm,故C错误;
D、由于弹力与伸长量成正比,故实验时弹簧伸长量未超过弹性限度,故D正确;
10.解析 (1)描点作图,如图.
(2)从图象可以看出在0~4.9N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==≈25N/mN/m
故答案:为:(1)标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线如图所示;(2)0~4.9N;25
11.答案:D
解析 球受重力G和弹力F,由二力平衡条件可知,杆对球的弹力方向与重力方向相反,竖直向上,大小F=G=mg=2 N,故D正确.
12.答案:D
13.答案:C
解析 根据胡克定律有:F1=k(l0-l1),F2=k(l2-l0),解得:k=.
14.答案:(1)①6.93 ②A③超过弹簧的弹性限度
解析 ①由图可知,图乙中示数为:14.65cm,则伸长量△l=14.66cm﹣7.73cm=6.93cm;
②为了更好的找出弹力与形变量之间的规律,应逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重;故选:A;
③在弹簧的弹性限度范围内,胡克定律是成立的,但若超过弹簧的弹性限度,胡克定律将不再适用;图中出现偏折的原因是因为超过了弹簧的弹性限度;
故答案:为:①6.93;②A;③超过弹簧的弹性限度.
15.答案:见解析 
解析 解答此类问题时,应先根据物体的受力情况求出弹簧的弹力,然后再根据胡克定律求出弹簧的形变量.
根据二力平衡,上面弹簧对m1的弹力F1与m1的重力m1g是一对平衡力,有:F1=m1g,根据胡克定律,F1=k1x1,得上面弹簧的压缩量x1=;把m1和m2看作一个整体,根据二力平衡,下面弹簧对整体的弹力F2与总重力(m1+m2)g是一对平衡力,有:F2=(m1+m2)g,根据胡克定律F2=k2x2,得下面弹簧的压缩量x2=
答案: k=
解析 :由平面镜成像规律可找到S的像点S′,作出光路图如下图.?
由△S′OA∽△S′CB可得:==
松开插销K后,弹簧下降Δx,镜子在B′点,光斑在A′点,△S′OA′∽△S′CB′可得:
==
②?
由①②可得:= ③?
弹簧的劲度系数为k= ④?
由③④可得:k=mg
17解析 (1)研究m1和m2整体,弹簧L1伸长两为△L1=(m1+m2)g/k1,研究m2整体,弹簧L2伸长两为△L2=m2g/k2,这时两个弹簧的总长度为L1+L2++ .
(2)很容易分析得到弹簧L1伸长,弹簧L2缩短,设托起m2后,L1的伸长量为△L1’,L2的伸长量为△L2’,据题意,△L1’=△L2’,由m1的平衡条件可知;k1△L1’+k2△L2’=m1g,解得△L1’=△L2’=m1g/(k1+k2),这时平板受到m2的压力的大小为:N=k2△L2’+m2g=m2g+.
18.解析 设座垫有n个弹簧,则每层弹簧个数为,由于座垫下降10cm,可知每层弹簧形变量为x=5cm=0.05m,由胡克定律和平衡条件可得到:
kx=G,
解得:n===400N.
1《奇点衔接同步教材》
新课程·新物理·新思维
3.2弹力
共同点:利用弹性形变产生了弹力
理性物理
压迫有多大,反抗就有多强
智慧人生
日我的物理·我的人生
1.弹性形变
有些物体在形变后撤去作用力时
的形变叫做弹性形变
2.常见弹力
板拉力
和支持力,压力和支持力的方
于物体的接触面
绳的拉力沿着绳而指向绳
的方向

3.胡克定律
囗影日

弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的
)成
公式
,其中k为弹簧的
单位
符号
本节实验
《力和运动基础导学导练》
弹力
温故知新
1.力的作用效果是什
2.力的三要素指什么
3.压力和支持力的区别
要点三探究弹簧弹力与弹簧形变量的
关系
要点导学
【典例4】一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”
的实验中,适用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹
要点一弹性形变和弹力
簣长度关系的图像如图所示.下列说法正确的是
【典例1】关于弹性形变的概念,下列说法正确的是
A.a的原长比b的长
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.a的劲度系数比b的大
B.一根铁丝用力折弯后的形变就是弹性形变
C.a的劲度系数比b的小
C.物体在外力作用后能够恢复原状的形变叫弹性形变
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
D.物体在外力作用后的形变叫弹性形变
【变式4】某冋学在探究弹箦弹力与弹箦伸长量之间的关系
【变式1】下列有关物体受外力及形变的说法正确的是时,实验步骤如下
①将弹簧平放在水平桌面上白然伸长时,测出其长度为原
A.有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后形长
变完全消失
②将弹簧竖直悬挂好,在下面依次挂上1个、2个、3
B.有力作用在物体上物体不一定发生形变
相同的钩码,并量出弹篑相应的长度l
C.力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体③填写下表
钩码个数
2
物体才发生形变
弹力大
2G
3G
D.一切物体受到外力作用都要发生形变,外力撤去后形变
弹簧长度h
不一定完全消失
伸长量x4-b
④画出F-x图象如图所示
【典例2】关于弹力产生的条件,下列说法中正确的是
A.直接接触的物体间一定会产生弹力
B.不直接接触的物体间一定不会产生弹力
B
C.只有发生弹性形变的物体间才会产生弹力
D.发生弹性形变的物体间一定会产生弹力
04

【变式2】在下图中,光滑小球a、b均处于静止状态.试
(1)该图线未过原点的原因是什么
分析a、b间是否有弹力况
(2)BC段为曲线的原因可能是什么
(3)还能利用该图象计算弹簧劲度系数吗
要点四胡克定律及应用
【典例5】如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下
端悬挂质量为0.1kg的小球时,弹簧的伸长量为
4cm;当弹簧下端悬挂质量为0.2kg的小球时
弹簧的伸长量为(弹簧始终未超出弹性限度)
要点二弹力的方向
【典例3】关于弹力的方向,下列说法中错误的是()
a.8cm
B.6 cm
C. 4 cm
D
A.压力的方向总是垂直于接触面而指向被压的物体
【变式5】探究弹力和弹簣伸长的关系时,在弹性限度内
B.支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体
悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;悬挂20N重物时
C.绳对物体拉力的方向有可能不沿绳的方向
弹簧长度为
则弹簧的原长L和劲度系数k分别为
D.绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
A.L0=0.02m,k=500N/m
【变式3】画出图中物体A和B所受重力、弹力的示意图.(各
B.L0=0.10m,k=500N/m
接触面均光滑,各物体均静止
k=250N/m
典例6】如图所示,A、B两物体的重力分别是GA=3N
GB=4N.A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B

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