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第三章 相互作用-----力
第一节：重力与弹力
一 基础知识集训（时间：5分钟，难度：易）
在初中我们已经简单的学习过力，根据我们对力的了解判断下列说法的对错
重的物体下落的快，轻的物体下落的慢（ ）
物体下落的快慢与物体的轻重没有关系（ ）
物体的运动需要力来维持 （ ）
物体的运动不需要力来维持 （ ）
二 本节清单
重力
产生 重力是由于地球的吸引而产生的 重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力．一般情况下在地球表面附近近似认为重力等于万有引力
大小 G＝mg g为重力加速度．重力的大小可用弹簧秤测量 （1）物体的质量不会变；（2）同一物体的G变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的；（3）g的取值与地理位置有关。
方向 总是竖直向下 注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直，也不一定指向地心。
作用点 物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心。 重心的位置与物体的形状和质量的分布有关．重心不一定在物体上．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用悬挂法确定．
2.重心：重力的等效作用点．重心的位置与 和 有关．重心 在物体上． 的物体的重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用 确定．
3．重力与质量的区别与联系
物理量比较内容　　　 重力 质量
区别 决定因素 由质量和地理位置共同决定 决定于物体所含物质多少，与位置无关
表示方法 既有大小，又有方向 只有大小，没有方向
测量仪器 弹簧测力计 天平
联系 在同一地点，物体重力的大小G跟物体质量成正比，即G＝mg
弹力
1．形变
物体在外力的作用下，自身的几何形状或体积发生改变，称作形变。
形变
2．形变的分类
(1)弹性形变：撤去外力作用后物体能恢复原状的形变。
(2)范性形变：撤去外力作用后物体的形变或多或少仍有保留而不能复原的形变。
3．弹性限度
如果作用在物体上的外力过大，超出了一定的限度，撤去外力后物体就不能恢复原状，这个限度叫做弹性限度。
4．弹力
（1）定义：发生弹性形变的物体，由于要 ，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力．
（2）产生条件：① 两物体相互接触；② 接触面之间发生弹性形变
（3）方向：弹力的方向与施力物体的形变方向 ．
①压力、支持力的方向总是 于接触面或接触面的切面，总指向被压、被 的物体．
②绳的拉力总是沿绳指向绳 的方向．
③杆的弹力 沿杆的方向．如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向．
④轻弹簧的拉力或压力沿弹簧的轴线方向．
（4）弹力的大小
①对弹簧，在弹性限度内弹力的大小可以由胡克定律F = kx 计算，其中k 表示 ，单位：牛顿每米，符号：N/m。它取决于弹簧本身的结构(材料、匝数、直径等)。
x 表示 （即伸长或缩小的长度）．
②对没有明显形变的物体（如桌面、绳子等物体），弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定，一般由力学规律（如平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、动量定理等）求出．
③一根张紧的轻绳上的拉力大小处处相等．
5.胡克定律
①内容：在弹性限度范围内，弹性体的弹力和弹性体伸长（或缩短）的长度成正比。
②公式：F = kx
答案： 错 对 错 对
物体的形状；质量的分布；不一定；质量分布均匀、形状规则；悬挂法
恢复原状；相反；垂直；支持；收缩；不一定；弹簧的劲度系数；弹簧的形变量；
三 能力提升集训（时间：40分钟，难度：中）
题组一：对力的理解
1 . 对力的概念的理解，下列说法正确的是(　　)
A．射出枪口的子弹，能打到很远的距离，因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用
B．力离不开受力物体，但可以没有施力物体
C．只要两个力的大小相等，它们产生的效果一定相同
D．物体间力的作用是相互的，一个物体是受力物体的同时必然也是施力物体
2 . 下列关于力的说法中，正确的是（ ）
A．只有相互接触的物体才可能产生力的作用 B．力的作用效果一定是使物体运动
C．力不能离开物体而独立存在 D．只要有一个物体就能产生力的作用
3 . 下述关于力的说法正确的是（ ）
A．力是物体对物体的作用，总是成对出现的；
B．只有相互接触的物体才有力的作用；
C．有的物体自己就有力，这个力不需要别的物体施力；
D．射出的箭能向前飞行，是由于受到一个向前的冲力作用
4 . （多选）下列关于力的说法正确的是
A．力是物体与物体之间的相互作用 B．力可以只有施力物体而没有受力物体
C．力是矢量，它既有大小又有方向
D．一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体，又是施力物体
题组二：重心及重力
1 . 下列关于重力、重心的说法,正确的是( )
A．重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的
B．物体的重心一定与它的几何中心重合
C．用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,该物体的重心不一定在绳子的延长线上
D．任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
2 . 关于物体的重心，下列说法中正确的是（ ）
A．重心就是物体上最重的一点 B．重心一定在物体上
C．形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心 D．重心的位置跟物的形状有关
3 . 如图所示，茶杯内装有茶水，随着茶水饮用完毕这一过程，杯和水的共同重心将（　　）
A．一直下降 B．一直上升 C．先升后降 D．先降后升
4 . 如图所示，粗细均匀的金属丝用细线系于其中点O后，悬挂在天花板上，金属丝处于水平状态。若将金属丝右端的BA段弯曲对折至B/A位置，如图中虚线所示，则此金属丝( )
A．重心位置不变 B．重心位置向左移 C．重心位置向右移 D．无法判断
5 . 在下列问题中，求物体重心的升高．
将盘放在地上的长为L的匀质铁链向上刚好拉直时；
在水平桌面上将边长为L的正方体绕bc边转．
题组三：形变及弹力大小和方向
1 . 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．人受到的重力
2 . 关于弹性形变，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．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变可视为弹性形变
C．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
D．物体在外力停止作用后仍存在的形变，叫弹性形变
3 . 茶杯放在桌面上，关于桌面对茶杯的支持力，以下说法中正确的是( )
A．就是茶杯的重力 B．是由于茶杯的形变产生的
C．是由于桌面的形变产生的 D．是由于地球对桌面吸引产生的
4 . 如图所示，一根杆子，放在水平地面上并靠在墙壁上，与地面的接触点为A，则地面对杆子的弹力方向正确的是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
5 . 在半球形光滑碗内斜放一根筷子，如图所示，筷子与碗的接触点分别为A、B，则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为
A．均指向球心O
B．A点处指向球心O，B点处竖直向上
C．A点处平行于筷子向上，B点处垂直于筷子斜向上
D．A点处指向球心O，B点处垂直于筷子斜向上
6 . 如图所示，物体A静止在斜面B上。下列说法正确的是()
A．斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的
B．斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的
C．物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的
D．物块A受到斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的
7 . 如图所示，一匀质木棒斜靠在竖直墙壁上保持静止，下列选项中关于木棒所受的弹力的示意图正确的是(　　)
A． B． C． D．
题组四：胡克定律的验证及应用
1 . （多选）关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是
A．与弹簧受的拉力无关 B．与弹簧发生的形变无关
C．与所受拉力大小、形变的大小都有关 D．以上结论都不对
2 . 如图所示，竖直悬挂一轻质弹簧，不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度为8 cm，挂上10 N的钩码，指针所指刻度为10 cm，此弹簧的劲度系数是（ ）
A．150 N/m B．100 N/m C．200 N/m D．500 N/m
3 . 一根自然长度为L0的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端在水平拉力F作用下整体伸长了L。如果研究其中自然长度为L0/n的一小段，则它受到的弹力大小及伸长量分别为
A．F/n，L/n B．F，L/n C．F，（L-L0）/n D．F/n，（L-L0）/n
4 . 轻质弹簧一端固定,用大小为5N的力压弹簧的另一端,平衡时长度25cm;改用大小为10N的力拉弹簧,平衡时长度为40cm。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( )
A．500N/m B．400N/m C．100N/m D．23N/m
5 . 如图所示，轻弹簧的劲度系数，当弹簧的两端各受20N拉力F的作用时在弹性限度内弹簧处于平衡，那么下列说法正确的是　　
A．弹簧所受的合力为40N B．该弹簧伸长5cm
C．该弹簧伸长10cm D．该弹簧伸长20cm
6 . 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧_____时,长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6。数据如下表:
表中有一个数值记录不规范,代表符号为___________.
(3)该同学根据表中数据作出的图象如图所示,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与____的差值(选填“L0”或“Lx”).
(4)由图象可知弹簧的劲度系数为_______N/m，通过图象和表可知砝码盘的质量为____g(结果保留两位有效数字,重力加速度).
7. 一轻质弹簧竖直悬挂，原长为0.15m。当弹簧下端挂4.0N重物时，弹簧伸长了0.02m，由此可知，弹簧的劲度系数k=________N/m；当测得弹簧静止时的长度为0.18m时，弹簧的弹力大小F=________N。
参考答案 第一节：重力与弹力 重力
题组一：对力的理解
1 .D 力的产生离不开施力物体，也离不开受力物体。射出枪口的子弹，离开枪口后只受地球的重力作用，故A错误；力不能离开物体而单独存在，必定同时存在施力物体和受力物 体，故B错误；根据力的三要素，可知力的作用效果不仅与力的大小有关，还与力的方向和作用点的位置有关，故C错误；力是一个物体对另一个物体的作用，一个物体是受力物体的同时必然也是施力物体，故D正确。
2.C 两个物体不接触时也可以产生力，所以两个磁铁之间可以在不接触时产生相互的作用力，故A错误；力的作用效果包括：使物体发生形变和改变物体的运动状态，故B错误；力是物体间的相互作用，力不能离开物体而独立存在，故C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。
3.A 力是物体对物体的作用，总是成对出现的，选项A正确；不一定只有相互接触的物体才有力的作用，例如磁铁之间的相互作用，选项B错误；有受力物体必有施力物体，选项C错误；射出的箭能向前飞行，是由于惯性作用，并非受到向前的冲力，选项D错误；故选A.
4.ACD 力是物体间的相互作用，有施力物体，也有受力物体，故A正确，B错误；力是矢量，既有大小，也有方向，可以用有向线段表示，故C正确；力是物体对物体的作用，一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体，又是施力物体，故D正确。
题组二：重心及重力
1.A 地球附近的物体由于地球的万有引力而产生的，是万有引力的一个分力；故A正确。质量分布均匀，且有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合；故B错误。C、因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力，必在一条直线上，所以重心一定在细线的延长线上；故C错误。D、重心可以在物体上，也可以在物体之外，如空心的球体重心在球心上，不在物体上；故D错误。故选A。
2.D 重心在效果上可以看作物体各部分所受重力的集中点，不能说重心就是物体上最重的一点，故A错误；物体重心可能在物体上，也可能在物体外，比如均匀圆环的重心在环外，故B错误；任何有规则形状的均匀物体，而质量分布均匀的物体其重心一定与它的几何中心重合，故C错误；重心位置由两个因素决定：物体的形状和物体内质量分布，故D正确。
3.D 杯子的重心近似在几何重心；水的重心也近似在几何重心；没有饮用时重心有一定的高度，饮用过程水的重心逐渐降低，但全部饮用完毕重心又升高了，故重心是先下降后升高，D正确．
4.B 金属丝的重心是组成金属丝的各质点所受的重力的合力作用点，形状规则的均匀物体，其重心在几何中心，因此可以分段分析金属丝的受力。以金属丝的中心O为对称中心，选C点与A对称，D与B对称。将AB段对折成后，AC段金属丝仍是以O为对称中心，则AC段的重心仍在O点，CD段和段的重心都在其中点。由于CD段与AB段的合力作用点在O点，则CD段与的合力作用点必在O点左侧，B正确．
5【答案】，
【解析】条盘放在地上的长为l的均匀铁链重心在地面上；竖直向上刚好拉直时，重心在中点；故重心升高；
长为l的质量分布均匀的立方体，重心在几何中心上，
故绕bc棱翻转使对角面AbcD处于竖直位置时，重心位置升高的高度等于：．
题组三：形变及弹力大小和方向
1.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。
2.B 物体形变后能恢复原状的形状叫弹性形变，并不是受力后发生的形变都是弹性形变，故AC错误；能够恢复原状的形变才能弹性形变，当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变可视为弹性形变，故B正确；物体在外力停止作用后仍存在的形变，叫非弹性形变，故D错误。
3.C 桌面对茶杯的支持力的施力物体是桌面，受力物体是茶杯，它的产生是由于施力物体--桌面的形变产生的。故ABD错误，C正确。
4.C 弹力的方向是垂直于接触面并指向受力物体，以杆为对象受到地面的弹力方向应该为F3的方向，故C对；ABD错；
5.D 在A点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动，所以在A点处的接触面是半球面在该点处的切面，弹力与切面垂直，即指向球心O。在B点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动，所以在B点处的接触面与筷子平行，弹力垂直于筷子斜向上，故D正确，ABC错误。
6.B 斜面B对A的支持力是弹力，与接触面垂直，故垂直斜面向上，故A错误，B正确。A对斜面B的压力是弹力，与接触面垂直，故垂直斜面向下，故C错误。D、斜面B对物块A的弹力方向跟物块B恢复形变的方向是相同的，故D错误。故选B。
7.C 弹力发生与直接接触的物体之间，杆与接触面接触的两个点所受的弹力方向都与接触面垂直；故ABD错误，C正确，故选C。
题组四：胡克定律的验证及应用
1.AB 弹簧的劲度系数表示弹簧的软硬程度，它的数值与弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长有关。在其他条件一定时弹簧越长，单位长度的匝数越多，k值越小，而与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关，故AB正确，CD错误。
2.D挂上10N的钩码时，静止时弹簧的弹力为F="10" N，根据胡克定律可得。故ABC错误，D正确。
3.B 整个弹簧的伸长量为L。轻质弹簧内部张力处处相等，对于自然长度为L0/n的一小段，受到的弹力大小为F，伸长量为L/n，故B正确，ACD错误。
4.C 根据胡克定律，F=k x，设弹簧原长为L0。则5=k(L0-0.25)；10=k(0.4-L0)；联立解得k=100N/m；故选C.
5.C 轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用,两个F的方向相反,所以弹簧所受的合力为零,故A错误；根据胡克定律 得弹簧的伸长量
，故C对；BD错
6【答案】静止 L3 Lx 4.9N/m 10
【解析】(2)测量劲度系数利用的是二力平衡，故需要弹簧挂着重物竖直静止；用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，由表可知所用刻度尺的最小刻度为1mm，故数据L3记录不规范；
(3)根据胡克定律公式△F=k△x，故横轴应为弹簧长度与Lx差值；
(4)根据.由表格得到弹簧原长为：L0=25.35cm；挂砝码盘时：Lx=27.35cm；根据胡克定律，砝码盘质量为
.
7 【答案】200 6.0
【解析】根据胡克定律F=kx可得：；测得弹簧静止时的长度为0.18m时，弹簧的弹力大小F=kx=200×(0.18-0.15)N=6.0N.
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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