3.1 弹力 练习题(含答案)高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

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3.1 弹力 练习题(含答案)高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

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弹力练习题
一、单选题
1.关于弹力的方向下列说法正确的是( )
A.物体对接触面的压力方向可以不垂直于两物体的接触面
B.绳子对物体的拉力方向可以不沿着绳子
C.杆对物体的弹力方向一定沿杆
D.轻弹簧的弹力方向一定沿弹簧
2.三个质量均为1 kg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用轻绳连接,如图所示,其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态,轻绳处于伸直状态。现用水平力F缓慢地向左拉轻弹簧p的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10 m/s2。该过程轻弹簧p的左端向左移动的距离是( )
A.4 cm  B.6 cm C.8 cm  D.10 cm
3.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两根不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示.下列表述正确的是( )
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
4.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( )
A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C.丙图中,即将被踢起的足球一定不能被看做质点
D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
5.如图所示的装置中,三个相同的弹簧在未受力状态下的原长相等,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。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3,其大小关系是( )
A.L1 = L2 = L3 B.L1= L2 < L3 C.L1= L3 > L2 D.L3>L1>L2
6.如图所示,一根不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于点O'的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体。轻绳OO'段水平,长度为L,绳子上套一可沿绳滑动的轻环P。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L,则钩码的质量为( )
A.M B.M C.M D.M
7.体育课上一学生将足球踢向墙壁,如图所示,下列关于足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A.沿v1的方向
B.沿v2的方向
C.先沿v1的方向后沿v2的方向
D.沿垂直于墙壁斜向左上方的方向
8.如图所示,弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=5N,则弹簧秤A和B的示数分别为( )
A.5N,0 B.0,5N C.10N,5N D.5N ,5N
9.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧短0.20 m,它们的下端固定在地面上,而上端自由,如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则两弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧的劲度系数为k1,小弹簧的劲度系数为k2) ( )
A.k1=100 N/m,k2=200 N/m
B.k1=200 N/m,k2=100 N/m
C.k1=100 N/m,k2=300 N/m
D.k1=300 N/m,k2=200 N/m
10.如图所示,倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平地面上,一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,轻杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列 说法正确的是( )
A.轻杆对小球的作用力沿轻杆向上,大于2 N
B.地面对斜面体的支持力为80 N
C.小球对轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下
D.轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上
11.一氢气球下系一重物G,重物只在重力和绳的拉力F作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力的影响,重物匀速运动的方向如图中箭头所示的虚线方向,图中气球和重物G在运动中所处的位置正确的是( )
12.下列关于弹力和摩擦力说法正确的是( )
A.有摩擦力一定有弹力 B.有弹力一定有摩擦力
C.摩擦力和弹力都是非接触力 D.以上说法均不正确
13.一个鸡蛋放在一块海绵上,处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力
B.海绵受到鸡蛋的压力是因为海绵的形变产生的
C.海绵受到鸡蛋的压力是因为鸡蛋的形变产生的
D.海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对平衡力
14.如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传
感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉
力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量x与弹簧产生的弹力F的关系图象,如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B.弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
C.该弹簧的劲度系数是200 N/m
D.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变
15.如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态。在缓慢减小长木板的倾角θ的过程中,下列说法正确的是( )
A.C对B的压力逐渐减小
B.C对B的压力逐渐增大
C.C对B的压力大小不变
D.C对B的压力方向不断改变
二、多选题
16.如图为P物体对Q物体的压力的示意图,其中有明显错误的是( )
17.下列说法正确的是( )
A.轻绳对物体的拉力沿绳并指向绳收缩的方向
B.木块放在桌面上对桌面的压力是由于木块发生微小形变而产生的
C.物体间接触必定有弹力发生
D.轻杆不同于轻绳,弹力的方向可以不在沿杆的直线方向上
18.一木块静放在水平地面上,下列说法中正确的是( )
A.地面受到向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变
B.地面受到向下的弹力,是因为木块发生了弹性形变
C.木块受到向上的弹力,是因为地面发生了弹性形变
D.木块受到向上的弹力,是因为木块发生了弹性形变
19.物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是( )
A.物体A先发生形变,后产生弹力
B.物体A先产生弹力,后发生形变
C.弹力和形变是同时产生,同时变化的
D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用
20.物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是( )
A.物体A先发生形变,后产生弹力
B.物体A先产生弹力,后发生形变
C.弹力和形变是同时产生,同时变化的
D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用
三、计算题
21.质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB与水平面上的质量为m2的物体乙相连,OB水平,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,整过系统处于静止状态,如图所示。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10 m/s2。滑动摩擦力与最大静摩擦力相等)求:
(1)轻绳OA、OB的张力是多大?
(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若物体乙的质量m2=4 kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,欲使θ不变,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?
22.如图是弹簧测力计原理示意图。不挂钩码时, 弹簧下端的指针指于尺子上的2 cm处,挂一个钩码时,指针指于尺子上的2.8 cm处,若挂上两个钩码, 弹簧下端的指针指于何处?
23.有一种圆珠笔,其内部有一根小弹簧.如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个200 g的砝码,砝码静止时,弹簧的压缩量为2 mm。现用该圆珠笔水平推一本放在水平桌面上且质量为800 g的书,当弹簧的压缩量为2.4 mm(未超过弹簧的弹性限度)时,这本书恰好匀速运动。重力加速度g=10 m/s2。试求:
(1)笔内小弹簧的劲度系数;
(2)书与桌面间的动摩擦因数。
24.量得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻度线之间的距离为2.5 cm。求:
(1)这只弹簧测力计3 N刻度线与零刻度线之间的距离。
(2)这只弹簧测力计所用弹簧的劲度系数。
25.如图所示,原长分别为L1=0.1 m和L2=0.2 m、劲度系数分别为k1=100 N/m和k2=200 N/m的两轻质弹簧竖直悬挂在天花板上。两轻质弹簧之间有一质量为m1=0.2 kg的物体,最下端挂着质量为m2=0.1 kg的另一物体,整个装置处于静止状态。g=10 N/kg。(计算结果保留三位有效数字)
(1)这时两根轻质弹簧的总长度为多大
(2)若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两根轻质弹簧的总长度等于两轻质弹簧的原长之和,这时平板施加给下面物体的支持力为多大
参考答案
1.D
【解析】物体对接触面的压力方向垂直于两物体的接触面,选项A错误;绳子对物体的拉力方向一定沿着绳子收缩的方向,选项B错误;杆对物体的弹力可以不沿杆,选项C错误;轻弹簧的弹力方向一定沿形变的反方向,选项D正确。综上本题选D。
2.C
【解析】“缓慢地”说明系统始终处于平衡状态,该过程中轻弹簧p的左端向左移动的距离等于两个轻弹簧长度变化量之和。最初,轻弹簧p处于原长,而轻弹簧q受到竖直向下的压力F1=mbg=1×10 N=10 N,所以其压缩量为x1=F1/k=2 cm;最终c木块刚好离开水平地面,轻弹簧q受到竖直向下的拉力F2=mcg=1×10 N=10 N,其伸长量为x2=F2/k=2 cm,拉力F=(mb+mc)g=2×10 N=20 N,轻弹簧p的伸长量为x3=F/k=4 cm,所以所求距离x=x1+x2+x3=8 cm。所以选项C正确。
3.B
【解析】在图象中横截距表示弹簧的原长,故b的原长比a的长,故A错误
在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k,故a的劲度系数比b的,故B正确C错误弹簧的弹力满足胡克定律,弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误。故选B
4.D
【解析】弹力、重力分别是不同性质的力,选项A错误;乙图中两球接触但没有发生挤压,两球之间没有相互作用的弹力,选项B错误;丙图中被踢起的足球可以看做质点,选项C错误;落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变,选项D正确.
5.A
【解析】三种情况下弹簧受到的弹力大小都等于小球的重力,故三个弹簧的形变量相同,选项A正确
6.B
【解析】假设平衡后,轻环位置为P,平衡后,物体上升L,说明此时POO'恰好构成一个边长为L的正三角形,绳中张力处处相等,均为Mg,故钩码的重力恰好与PO'、PO拉力的合力等大反向,由三角函数关系可知,环两边绳子的拉力的合力为,故钩码的质量为,选项B正确;选项ACD错误。综上本题选B。
7.D
【解析】足球碰撞墙壁时受到的弹力的方向一定与墙壁垂直,指向足球,故D正确,A、B、C均错误.
8.D
【解析】由于G平衡,所以弹簧的拉力为G=5N,所以AB得示数都为5N,(A的左端相当于挂了一个G得重物或者B的左端相当于挂在墙上)故选项D正确
9.B
【解析】由题图乙可得小弹簧劲度系数为k2=100 N/m。当小弹簧压缩0.30 m时,小弹簧的弹力等于100 N/m×0.30 m=30 N。大弹簧压缩0.10 m,大弹簧的弹力为20 N,大弹簧的劲度系数 k1==200 N/m,选项B正确。
10.C
【解析】把小球、轻杆和斜面体作为一个系统受力分析可知,系统仅受重力和地面的支持力,且二力平衡,故选项B错误;对小球受力分析知,小球只受竖直向下的重力和轻杆给的竖直向上的弹力(轻杆对小球的力不一定沿轻杆方向),且二力平衡,故选项C正确,选项AD错误。
11.A
【解析】重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动,那么这两个力的合力为零,即绳的拉力的方向是竖直向上的,A正确。
12.A
【解析】根据摩擦力和弹力的产生条件可知:弹力、摩擦力都属于接触力,且产生摩擦力的条件中包含产生弹力的条件,所以有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,摩擦力方向一定和弹力方向垂直,选项A正确,选项BCD错误;综上本题选A。
13.C
【解析】鸡蛋静止,海绵受到鸡蛋的压力大小等于鸡蛋的重力,但两者的施力物体不同,不能说海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力,故选项A错误;海绵受到鸡蛋的压力是因为鸡蛋产生形变,要恢复原状而对海绵产生的弹力,故选项B错误,选项C正确;海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对相互作用力,不是平衡力,故选项D错误。综上所述本题选C。
14.A
【解析】由题图乙分析知,弹簧产生的弹力和弹簧的形变量成正比,弹簧的劲度系数为200 N/m,故选A。
15.C
【解析】对C进行研究可知C只受重力和半球形凹槽对C的支持力,根据二力平衡可知C对B的压力不变,所以选项C正确。
16.BCD
【解析】物体P对物体Q的压力的受力物体是Q,力的作用点应画在物体Q上,B、D错误;压力的方向应垂直于接触面并指向受力物体,C错误。
17.ABD
【解析】轻绳对物体的拉力作用在物体上,沿着绳并指向绳收缩的方向,A正确;木块对桌面的压力是由于木块发生形变,从而对桌面产生向下的弹力,B正确;产生弹力的条件是物体相互接触且发生弹性形变,C错误;绳的弹力一定沿着绳,而杆的弹力方向与物体的运动状态有关不一定沿杆的直线方向.D正确。
18.BC
【解析】木块静放在水平地面上,木块受到的弹力是地面发生了形变后又要恢复原状时对阻碍恢复的木块产生的,地面受到的弹力是木块发生了形变又要恢复原状时对阻碍恢复的地面产生的,故选项BC正确。
19.CD
【解析】弹力和弹性形变同时产生,所以选项C正确,AB错误;物体A对物体B产生了弹力作用是因为物体A发生了形变,所以选项D正确。
20.CD
【解析】弹力和弹性形变同时产生,所以选项C正确,AB错误;物体A对物体B产生了弹力作用是因为物体A发生了形变,所以选项D正确。
21.【解析】将甲所受重力分解,如图所示:
(1)根据力的合成与分解的知识有:TOA==m1g,TOB=m1gtanθ=m1g;
(2)根据共点力平衡的条件有:Ff=TOB=m1g,方向水平向左;
(3)由题意可知fm=μm2g=0.3×40 N=12N,当TOB=m1g=fm=12 N时,解
得m1=1.6 kg,即物体甲的质量m1最大不能超过1.6 kg。

22.【解析】由题意知弹簧的原长为l= 2 cm,设弹簧的劲度系数为k,每个钩码的重力为G,由胡克定律F=kx得,G=k(l1-l),2G=k(l2-l),所以l2=2l1-l= 2×2.8 cm-2 cm=3.6 cm,即弹簧下端的指针指于尺子上的3.6 cm处。
23.【解析】(1)由于砝码静止,有kΔx=mg
解得k= N/m=1 000 N/m。
(2)书恰好能匀速运动,则kΔx'=μm'g
解得μ==0.3。
24.【解析】解:设3 N和5 N刻度线与零刻度线的距离分别是x1、x2,则Δx=x2-x1=2.5
cm,两力之差ΔF=F2-F1=2 N。
根据胡克定律k= N/m=80 N/m。
又F1=kx1,
所以x1= m=0.037 5 m=3.75 cm。
即3 N刻度线与零刻度线之间的距离是3.75 cm。
25.【解析】(1)设劲度系数为k1的轻质弹簧的伸长量为x1,根据胡克定律有:(m1+m2)g=k1x1
设劲度系数为k2的轻质弹簧的伸长量为x2,根据胡克定律有:
m2g=k2x2
这时两根轻质弹簧的总长度为L=L1+L2+x1+x2
代入数据得:L=0.335 m
(2)用一个平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两根轻质弹簧的总长度等于两轻质弹簧的原长之和时,下面的轻质弹簧应被压缩x,上面的轻质弹簧应被拉伸x。以上面物体为对象,根据平衡条件有:k1x+k2x=m1g
以下面物体为对象,设平板对其的支持力为FN,根据平衡关系有:
FN=k2x+m2g
代入数据得:FN=2.33 N

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