高中物理人教必修一3.1 重力與彈力解析版

1、人教版高一物理必修第一冊課堂同步精選練習(xí)3.1 重力與彈力（解析版）一、選擇題（本題共19小題，每小題4分，滿分76分）1. 有一質(zhì)量均勻分布的圓形薄板,若將其中央挖掉一個小圓,則薄板的余下部分()A.重力減小,重心隨挖下的小圓板移走了 B.重力和重心都沒改變C.重力減小,重心位置沒有改變 D.重力減小,重心不存在了【答案】C【解析】質(zhì)量均勻分布的圓形薄板,重心在其幾何中心;其中央挖掉一個小圓,質(zhì)量仍然均勻分布,關(guān)于圓心對稱,即形狀規(guī)則,故其重心仍然在圓心;由于質(zhì)量減小,故重力減小。下列說法中正確的是()A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力,重力的方向總是豎直向下的B.物體落向地面時,它受到的重力大

2、小小于它靜止時受到的重力大小C.力的三要素不同,力的作用效果可能不同D.如果物體有幾何中心,則該幾何中心就是重心位置【答案】C【解析】重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,不是地球?qū)ξ矬w的吸引力,地球?qū)ξ矬w的吸引力是萬有引力,重力只是萬有引力的分力,故A錯誤。根據(jù)重力的計算公式G=mg可知,在同一地點,重力加速度g不變,故不論物體靜止還是運(yùn)動,在同一地點受到的重力都是一樣的。故B錯誤。力的大小、方向、作用點是力的三要素,力的三要素不同,力的作用效果一般不同,故C正確。質(zhì)量均勻的、有規(guī)則形狀的物體的重心在幾何中心,一般物體的重心不一定在幾何中心,故D錯誤。足球運(yùn)動是目前全球體育界最具影響力的項目之一,深

3、受青少年喜愛。如圖所示為四種與足球有關(guān)的情景。下列說法正確的是() A.甲圖中,靜止在草地上的足球受到的彈力就是它的重力B.乙圖中,靜止在光滑水平地面上的兩個足球由于接觸而受到相互作用的彈力C.丙圖中,踩在腳下且靜止在水平草地上的足球可能受到3個力的作用D.丁圖中,落在球網(wǎng)中的足球受到彈力是由于足球發(fā)生了形變【答案】C【解析】彈力和重力是不同性質(zhì)的力,彈力不是重力,故A錯誤。假設(shè)乙圖中的兩個足球之間存在彈力則它們就不能靜止在光滑的水平地面上,所以假設(shè)錯誤,因此兩個足球之間沒有相互作用的彈力,故B錯誤。丙圖中,踩在腳下且靜止在水平草地上的足球受到重力、地面的支持力,而腳對球的壓力可能有也可能無,

4、所以可能受到3個力的作用,故C正確。丁圖中,落在球網(wǎng)中的足球受到彈力是由于球網(wǎng)發(fā)生了形變,故D錯誤。故選C。在如圖所示的四種情況中,物體A、B之間一定有彈力的是() 【答案】B【解析】A中A、B兩個球盡管接觸,但由于兩細(xì)繩豎直,相互沒有擠壓,沒有發(fā)生彈性形變,所以兩者之間不存在彈力,故A錯誤。B中兩球存在相互擠壓,發(fā)生了彈性形變,兩球之間存在彈力,故B正確。C中A、B兩個球盡管接觸,但相互沒有擠壓,沒有發(fā)生彈性形變,兩者之間不存在彈力,故C錯誤。D中由于細(xì)繩豎直,重力與細(xì)繩的拉力平衡,斜面對球沒有彈力,否則小球受到的合力不為零,小球就不能平衡,與題條件不符,故D錯誤。如圖所示,一個質(zhì)量分布均勻

5、的球放在互成120角的光滑平面上保持靜止?fàn)顟B(tài),OA是水平面,OB是傾斜面,關(guān)于球的受力,下列說法中正確的是()A.球受重力、水平面和斜面的彈力 B.球除了受重力外,只受到水平面的彈力C.球所受的各個力的施力物體都是水平面 D.球所受的彈力是由于球的形變而產(chǎn)生的【答案】B【解析】小球受到重力則小球?qū)λ矫嬉欢ㄓ袛D壓,故一定受水平面OA豎直向上的彈力,假設(shè)小球受斜面OB的彈力,則小球水平方向受力不平衡,與題干矛盾,故球與斜面間無彈力,即球除了受重力外,只受到水平面的彈力,故A錯誤,B正確;小球受兩個力作用,一個是重力,施力物體是地球,另一個是支持力,施力物體是水平面OA,故C錯誤;球所受的彈力是由

6、于水平面OA的形變而產(chǎn)生的,故D錯誤;故選B。如圖所示,一勁度系數(shù)為k的輕彈簧,上端固定在天花板上,下端懸掛木塊A。木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)時彈簧的伸長量為l(彈簧的形變在彈性限度內(nèi)),則木塊A所受重力的大小等于() A.l B.kl C.lk D.kl【答案】B【解析】木塊保持靜止,故彈簧對木塊的拉力等于物體的重力F=G彈簧伸長l,根據(jù)胡克定律F=kl因而G=kl如圖所示,彈簧的勁度系數(shù)為k,小球的重力為G。平衡時球在A位置。現(xiàn)用力F將小球向下拉長x至B位置,則此時彈簧的彈力為() A.G-kx B.kx-G C.kx+G D.kx【答案】C【解析】小球在A位置時,彈簧的彈力大小為G,將小球拉至B

7、位置時,彈簧伸長量增加x,彈簧彈力增加kx。所以小球在B位置時彈簧的彈力為 kx+G。故選C。（多選）如圖所示,物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài),下列選項中的說法正確的是()A.圖甲中地面是水平光滑的,A與B間存在彈力B.圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為、,A對兩斜面均有壓力的作用C.圖丙中地面光滑且水平,A與豎直墻壁有力的作用D.圖丁中A受到斜面B對它的支持力的作用【答案】BCD【解析】A選項中對B進(jìn)行受力分析,B球受重力和彈力的作用,二力平衡,B球靜止,不可能再受到A對它的彈力的作用;B選項中采用假設(shè)法,若除去左側(cè)的斜面,A將運(yùn)動,去掉右側(cè)的斜面,A也將運(yùn)動,所以兩斜面對球A均有力的作用,由力的作用

8、是相互的知,A對兩斜面均有壓力的作用;C選項由物體的平衡條件知外力F與豎直墻壁對它的作用力平衡,墻對物體A有力的作用;D選項由彈力產(chǎn)生的條件,A與B接觸且擠壓,二者之間有彈力的作用。在立起一根木棍的過程中要經(jīng)過如圖所示的位置,此時地面對木棍的彈力方向是圖中的() A.F1的方向 B.F2的方向 C.F3的方向 D.F4的方向【答案】B【解析】本題屬于點面接觸,彈力方向應(yīng)垂直于接觸面指向被支持的物體,所以地面對木棍的彈力方向正確的是題圖中的F2。在半球形光滑碗內(nèi)斜擱一根筷子,如圖所示,筷子與碗的接觸點分別為A、B,則碗對筷子A、B兩點處的作用力方向分別為() A.均豎直向上B.均指向球心OC.A

9、點處指向球心O,B點處豎直向上D.A點處指向球心O,B點處垂直于筷子斜向上【答案】D【解析】碗對筷子A、B兩點處的作用力屬于彈力,而接觸的彈力總是垂直于接觸面,因而尋找接觸面便成為確定彈力方向的關(guān)鍵。在A點處的接觸面是球面在A點的切面,此處的彈力與切面垂直,即指向球心O。在B點處的接觸面與筷子平行,此處的彈力垂直于筷子斜向上,故選項D正確。關(guān)于物體的重力和重心,下列說法正確的是()A.物體所受的重力是由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的,所以方向總是垂直于地面向下B.同一物體在地球上的不同位置,當(dāng)用不同彈簧測力計測量時其所受重力大小是不同的,當(dāng)用同一彈簧測力計測量時其所受重力大小一定相同C.物體的重心就

10、是物體各部分所受重力的等效作用點D.形狀規(guī)則的物體(例如正方體),其重心一定在其幾何中心處【答案】C【解析】重力的方向始終是豎直向下的,所以A選項錯誤。同一物體在地球上的不同位置,重力大小可能不同,而在同一位置,其重力大小相同,所以B選項錯誤。物體的重心就是物體各部分所受重力的等效作用點,所以C選項正確。形狀規(guī)則的物體的重心不一定在它的幾何中心上,還要看物體的質(zhì)量分布是否均勻,如果質(zhì)量分布不均勻,那就不在幾何中心,所以D選項錯誤。在2015年北京田徑世錦賽女子跳高決賽中,俄羅斯小將庫吉娜奪得冠軍。跳高過程,分起跳、越竿和下落三個階段,下列敘述正確的是() A.起跳過程中,只受向上的力B.越竿過

11、程中,只受水平方向的力C.下落過程中,除受重力外,還有一個向下的動力D.全過程中,運(yùn)動員的重力總是存在的【答案】D【解析】判定一個力是否存在,要看能否找到施力物體和受力物體,因為向上的力、水平力、向下的動力都找不到施力物體,故選項A、B、C錯誤,重力與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),選項D正確。關(guān)于不倒翁不倒的原因,是它的重心設(shè)計巧妙,下列說法中正確的是() A.重心在不倒翁的幾何中心上 B.不倒翁的重心很高C.不倒翁的重心很低 D.不倒翁的重心不在物體上【答案】C【解析】由于物體在其他條件不變的情況下,重心越低,物體的穩(wěn)定性越好,不倒翁的重心一定做得很低,C對,A、B、D均錯誤。關(guān)于彈力,下列說法中正確的是(

12、)A.形變微小時,彈力很小B.形變量越大,彈力就越大,彈力大小總是與形變量成正比C.放在水平桌面上的書對桌面的壓力就是書所受的重力D.通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力【答案】D【解析】彈力大小與形變量有關(guān),但有些物體雖然形變量很小但彈力很大,A錯。形變量越大,彈力就越大,但彈力大小不總是與形變量成正比,B錯。放在水平桌面上的書對桌面的壓力的施力物體是書,重力的施力物體是地球,C錯。通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力,D對。如圖所示,輕彈簧的兩端各受10 N的拉力F作用,彈簧平衡時伸長了5 cm(在彈性限度內(nèi))。下列說法正確的是() A.該彈簧的勁度系數(shù)k為200 N/mB.該彈簧

13、的勁度系數(shù)k為400 N/mC.根據(jù)公式k=F/x,彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大而增大D.彈簧所受的合力為10 N【答案】A【解析】根據(jù)胡克定律F=kx得彈簧的勁度系數(shù)k=F/x=200 N/m,故A正確,B錯誤。彈簧的勁度系數(shù)k與彈簧彈力F的變化無關(guān),與彈簧本身有關(guān),故C錯誤。輕彈簧的兩端各受10 N的拉力F作用,所以彈簧所受的合力為零,故D錯誤。如圖所示,為P物體對Q物體的壓力的示意圖,其中正確的是()【答案】A【解析】首先P對Q物體的壓力一定作用在Q物體上,所以選項B、D錯。另外,壓力的方向應(yīng)垂直于接觸面指向Q物體,所以選項C錯。故只有選項A正確。關(guān)于彈力,下列說法正確的是()A

14、.相互接觸的物體間必定有彈力的作用B.壓力和支持力總是跟接觸面垂直C.物體對桌面產(chǎn)生的壓力是由于桌面發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的D.在桌面上的物體對桌面產(chǎn)生的壓力就是物體的重力【答案】B【解析】彈力產(chǎn)生的條件是:接觸且有彈性形變,故相互接觸的物體間沒有形變的話就無彈力的作用,選項A錯誤;壓力和支持力總是跟接觸面垂直,選項B正確;物體對桌面產(chǎn)生的壓力是由于物體發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的,選項C錯誤;靜止在水平桌面上不受其他外力作用的物體對桌面產(chǎn)生的壓力大小等于物體的重力大小,選項D錯誤。如圖所示,是我國的極地考察破冰船“雪龍?zhí)枴薄闈M足破冰航行的要求,其船體結(jié)構(gòu)經(jīng)過特殊設(shè)計,船體下部與豎直方向成特殊角度。則船

15、體對冰塊的彈力示意圖正確的是() 【答案】C【解析】船體對冰塊的彈力垂直于接觸面,指向冰塊,通過彈力的方向分析判斷可知,C正確,A、B、D錯誤。 如圖,物體A和B的重力分別為8 N和3 N,不計彈簧測力計、細(xì)線的重力和一切摩擦,彈簧的勁度系數(shù)k=10 N/m,設(shè)彈簧測力計所受的合力為F1,彈簧測力計的讀數(shù)為F2, 則() A.F1=11 N B.F2=3 N C.F2=6 N D.彈簧的伸長量為0.6米【答案】B【解析】物體B處于平衡狀態(tài),所以彈簧測力計所受拉力大小等于B的重力,即為3 N。由胡克定律F=kx可知彈簧的伸長量x=Fk=310 m=0.3 m。故選B。二、非選擇題(本題共2小題，

16、每小題12分,共24分)20. 在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時,某同學(xué)把兩根彈簧連接起來進(jìn)行探究,如圖所示。 (1)某次測量結(jié)果如圖所示,指針示數(shù)為cm。 (2)在彈性限度內(nèi),將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表格所示。用表格中的數(shù)據(jù)計算彈簧的勁度系數(shù)為N/m(重力加速度g=10 m/s2)。由表格中的數(shù)據(jù)(填“能”或“不能”)計算出彈簧的勁度系數(shù)。鉤碼數(shù)1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36【答案】(1)16.00(15.9816.02均可) (2)12.5(12.212.8均可)能【解析

17、】(1)刻度尺讀數(shù)需讀到分度值的下一位,則讀數(shù)為(15.9816.02) cm均可。(2)由表格中的1、2組數(shù)據(jù)可知,當(dāng)彈力的變化量F=5010-310 N=0.5 N時,彈簧形變量的變化量為x1=19.71 cm-15.71 cm=4.00 cm,根據(jù)胡克定律知:k1=Fx1=0.54.0010-2 N/m=12.5 N/m。結(jié)合指針A、B示數(shù)的變化,可以得出彈簧形變量的變化量,結(jié)合彈力的變化量,根據(jù)胡克定律能求出彈簧的勁度系數(shù)。21.在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系,并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中,實驗裝置如圖所示。所用鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,并測出相應(yīng)的彈簧總長度。 (1)有一個同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標(biāo)圖中,請作出F-L圖線。 (2)由此圖線可得出的結(jié)論