人教新課標(biāo)彈力精簡精煉 省一等獎(jiǎng)

2彈力5分鐘訓(xùn)練(預(yù)習(xí)類訓(xùn)練,可用于課前)1.如圖3-2-1所示，一球體靜止于一水平面與一側(cè)壁之間，不計(jì)任何摩擦，判斷側(cè)壁對球體有無彈力.圖3-2-1思路解析：產(chǎn)生彈力的條件是直接接觸和相互擠壓.本題中水平面與球體之間直接接觸且互相擠壓，水平面對球體有向上的彈力F1.對于側(cè)壁與球體之間的作用，可以使用假設(shè)法：設(shè)有擠壓則側(cè)壁對球有彈力F2.對球體受力分析如圖所示．由圖可知F2的存在顯然不能使球體處于靜止?fàn)顟B(tài)，與題設(shè)條件(球體靜止)相矛盾，即假設(shè)錯(cuò)誤，實(shí)際側(cè)壁對球體無彈力.答案：無彈力2.分析桌面上的書受到的支持力和書對桌面的壓力是如何產(chǎn)生的?思路解析：放在水平桌面上的書，由于重力的作用而壓迫桌面，使書和桌面同時(shí)發(fā)生了微小形變.書由于發(fā)生微小形變，對桌面產(chǎn)生垂直桌面向下的彈力F1，這就是書對桌面的壓力，其作用點(diǎn)在桌子上；桌面由于發(fā)生微小形變，對書產(chǎn)生垂直桌面向上的彈力F2，這就是桌面對書的支持力，其作用點(diǎn)在書上.如圖所示.10分鐘訓(xùn)練(強(qiáng)化類訓(xùn)練，可用于課中)1.鉛球放在水平地面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列關(guān)于鉛球和地面受力的敘述正確的是（）A.地面受到向下的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；鉛球堅(jiān)硬沒發(fā)生形變B.地面受到向下的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；鉛球受到向上的彈力，是因?yàn)殂U球也發(fā)生了形變C.地面受到向下的彈力是因?yàn)殂U球發(fā)生了彈性形變；鉛球受到向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變D.鉛球?qū)Φ孛娴膲毫礊殂U球的重力思路解析：兩個(gè)物體之間有彈力，它們必定相互接觸且發(fā)生了形變，地面受到向下的彈力是因?yàn)殂U球發(fā)生了形變，故AB錯(cuò).鉛球?qū)Φ孛娴膲毫Φ氖芰ξ矬w是地面而不是鉛球，D錯(cuò).只有C項(xiàng)正確.答案：C2.如圖3-2-2所示，一彈簧自由端未懸掛重物時(shí)指針正對刻度5，在彈性限度內(nèi)，掛上80N的重物時(shí)指針正對刻度45.若指針正對20，所掛重物是（）NNND.因不知彈簧的勁度系數(shù)，無法計(jì)算圖3-2-2圖3-2-3思路解析：設(shè)勁度系數(shù)為k，則k（45－5）=80，F(xiàn)=k（20－5），解得F=30N，B項(xiàng)正確.答案：B3.一鐵塊被豎直懸掛的磁性黑板緊緊吸住，如圖3-2-3所示，下列說法正確的是（）A.鐵塊受四個(gè)力作用，其中三個(gè)力的施力物體是黑板B.鐵塊與黑板在水平方向有兩對相互作用力，即相互吸引的磁力和相互排斥的彈力C.鐵塊受到的磁力和彈力是相互平衡的力D.磁力大于彈力，鐵塊才能吸住不動(dòng)思路解析：鐵塊受重力、磁力、彈力、摩擦力，且四個(gè)力使鐵塊處于平衡狀態(tài)；物體與黑板間由于磁力吸引而產(chǎn)生彈力，物體又有沿黑板下滑的趨勢,故產(chǎn)生了摩擦力，且摩擦力的大小等于鐵塊的重力，故ABC選項(xiàng)正確.答案：ABC4.如圖3-2-4所示，一玻璃球放置在下列兩種情況下，處于靜止.若不計(jì)接觸面間的摩擦，確定玻璃球受到哪些彈力.圖3-2-4思路解析：在圖甲中，球受到重力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明球與水平面之間存在相互擠壓，水平面必產(chǎn)生了形變，球受到了支持力的作用.斜面對球是否有彈力不易確定，采用假設(shè)的方法，若有彈力——支持力、方向必垂直斜面斜向右，球必將向右運(yùn)動(dòng)而不能靜止.因此假設(shè)不成立,則無作用力.在圖乙中，同理，繩子對球有向上的拉力，斜面對球若有作用力必斜向上，球必向左擺動(dòng)不能靜止,故無此作用力.那么，這兩種情況下，球只受到一個(gè)彈力，根據(jù)二力平衡，彈力的大小應(yīng)等于重力.5.兩個(gè)完全相同的光滑圓球放在有底的矩形容器中，如圖3-2-5所示.試分析兩個(gè)圓球受到的彈力，彈力的方向以及是哪個(gè)接觸面產(chǎn)生形變施的.圖3-2-5思路解析：對于圓球1，由于受到重力的作用，必然與容器和圓球2之間存在相互擠壓，存在形變，因此受兩個(gè)彈力作用.如圖甲，這些力都通過圓心.F1為容器壁對球1的支持力，方向垂直右壁水平向左；F2為圓球2對圓球1的支持力，方向垂直它們的切面斜向上；對于圓球2，它與三處存在接觸且都有形變，受的彈力如圖乙.F3為底面對球2的支持力，方向豎直向上.F4為容器左壁對球2的支持力，方向垂直左壁水平向右.F5為圓球1對圓球2的壓力，方向垂直它們的切面斜向下.6.一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它受到10N的拉力時(shí)長度為12cm，當(dāng)它受到25N的拉力時(shí)長度為15cm，問彈簧不受力時(shí)的自然長度為多少?該彈簧的勁度系數(shù)為多少?思路解析：同一彈簧勁度系數(shù)k是不變的，作用力不同,彈簧的形變量不同，但都遵從胡克定律.答案：解答一：設(shè)彈簧的自然長度為l0,由胡克定律有：當(dāng)F1=10N，l1=12cm時(shí)，F(xiàn)1=k(l1-l0)當(dāng)F2=25N，l2=15cm時(shí)，F(xiàn)2=k(l2-l0)兩式相比有：解得l0=m=10cm.再由F1=kx1=k(l1-l0)k=N/m=500N/m.解答二：由于F=kx，必有ΔF=kΔxk=N/m=500N/m又由于F1=kx1=k（l1-l0）l0=l1-=m=cm=10cm.快樂時(shí)光外公最重上物理課時(shí),老師問:“什么物體最重?”小剛站起來答:“我家外公最重!”老師奇怪地問:“為什么?”小剛:“我爸爸寫信時(shí)總稱他‘泰山’.”……30分鐘訓(xùn)練(鞏固類訓(xùn)練,可用于課后)1.在半球形光滑碗內(nèi)，斜放一根筷子，如圖3-2-6所示，筷子與碗的接觸點(diǎn)分別為A、B，則碗對筷子A、B兩點(diǎn)處的作用力方向分別為（）圖3-2-6A.均豎直向上B.均指向球心O點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處豎直向上點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處垂直于筷子斜向上思路解析：彈力方向垂直于接觸面，在A點(diǎn)是點(diǎn)與球面接觸，彈力方向過球心O;在B點(diǎn)是點(diǎn)與平面接觸，垂直于平面斜向上，所以D項(xiàng)正確.答案：D2.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計(jì).加速度計(jì)的構(gòu)造原理的示意圖如圖3-2-7所示，沿導(dǎo)彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連.滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度.滑塊上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo).設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度（）圖3-2-7A.方向向左，大小為ks/mB.方向向右，大小為ks/mC.方向向左，大小為2ks/mD.方向向右，大小為2ks/m思路解析：滑塊靜止時(shí)，兩彈簧均處于自然長度，當(dāng)滑塊相對O向左移的距離為s，則右邊彈簧伸長了s，左邊彈簧壓縮了s，兩個(gè)彈力的合力F合=2ks，則F合=2ks=ma，所以a=，方向向右，正確選項(xiàng)為D.答案：D3.如圖3-2-8所示,a、b為兩根相連的輕質(zhì)彈簧,它們的勁度系數(shù)分別為ka=1×103N/m,kb=2×103N/m,原長分別為la=6cm,lb=4cm.在下端掛一物體G,物體受到的重力為10N,平衡時(shí)（）圖3-2-8A.彈簧a下端受的拉力為4N,b下端受的拉力為6NB.彈簧a下端受的拉力為10N,b下端受的拉力為10NC.彈簧a的長度變?yōu)?cm,b的長度變?yōu)閏mD.彈簧a的長度變?yōu)閏m,b的長度變?yōu)閏m思路解析：物體被彈簧b拉住后,處于靜止?fàn)顟B(tài),說明了彈簧對物體的拉力等于物體所受的重力,為10N.將彈簧b作為研究對象,物體拉彈簧b的拉力與彈簧a對彈簧b拉力是一對平衡力（彈簧為輕質(zhì)彈簧,即不計(jì)其重力）,所以彈簧a對彈簧b的拉力等于物體對彈簧b的拉力,大小為10N,所以兩彈簧的拉力均為10N.由胡克定律可得ka（la′－la）=10N,kb（lb′－lb）=10N由以上兩式和題設(shè)中的已知條件可得la′=7cm,lb′=cm.答案：C4.水泥是一種重要的建筑材料,以石灰石、黏土以及其他輔助原料燒制成硅酸鹽水泥.把這種水泥用在建筑上,堅(jiān)固耐壓但不耐拉,鋼筋耐壓也耐拉,通常在混凝土建筑物需承受張力的部位用鋼筋來加固.正確地放置鋼筋的位置,可以使建筑物更加牢固,圖3-2-9中,樓板和陽臺(tái)的加固鋼筋位置都正確的是（）圖3-2-9思路解析：陽臺(tái)承受壓力時(shí)向下彎曲,其上表面的拉伸形變比下表面的大,故陽臺(tái)上的鋼筋應(yīng)靠近上表面,而房間內(nèi)樓板受到重壓時(shí),向下凸起,其下表面的拉伸形變比上表面的大,故鋼筋應(yīng)靠近樓板的下表面,所以正確選項(xiàng)為A.答案：A5.如圖3-2-10所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，物體的質(zhì)量為m，平衡時(shí)物體在A位置.今用力F將物體向下拉長x至B位置.則此時(shí)彈簧的彈力大小為（）+kxD.以上說法都不正確圖3-2-10圖3-2-11思路解析：此題稍不留神，不過細(xì)分析題意，都會(huì)選取選項(xiàng)A.要知道x是F力作用下的伸長量.而彈簧在掛物體達(dá)到平衡時(shí)就已經(jīng)有了一個(gè)x0的伸長量了.因此：掛物體平衡時(shí)：由于mg＝kx0x0=F作用時(shí)，彈簧再伸長x，總的形變量應(yīng)為x0+x再由胡克定律得F＝k(x0+x)＝kx0+kx＝mg+kx因此選項(xiàng)B是正確的.答案：B和S2表示勁度系數(shù)分別為k1和k2的兩根彈簧，k1＜k2；a和b表示質(zhì)量分別為ma和mb的兩個(gè)小物塊，ma>mb，將兩彈簧與兩物塊按圖3-2-11方式懸掛起來，現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最大，則應(yīng)使（）在上，a在上在上，b在上在上，a在上在上，b在上思路解析：要求兩根彈簧的總長度最大，就是兩根彈簧的總伸長量最大.由胡克定律求出相加即可.設(shè)S1在上，a在上，總伸長量為Δx1=+=.S1在上，b在上，總伸長量為Δx2=+=S2在上，a在上，總伸長量為Δx3=+=S2在上，b在上，總伸長量為Δx4=+=比較可知，Δx4最大.答案：D7.畫出圖3-2-12中所示各靜止物體所受到的彈力方向(各接觸面均光滑.O點(diǎn)為球心，P點(diǎn)為重心).圖3-2-12思路解析：物體所受彈力的方向總是垂直于接觸面并指向受力物體.圖甲中是平面與曲面接觸型，彈力的方向應(yīng)垂直于平面，而平面也是球的切平面，故彈力FN1和FN2均過球心O，如圖甲所示.圖乙是曲面與點(diǎn)接觸型，彈力的方向過接觸點(diǎn)指向球心，如圖乙所示.圖丙是點(diǎn)與曲面接觸型及點(diǎn)與平面接觸型，F(xiàn)N1的方向應(yīng)過接觸點(diǎn)及球心，F(xiàn)N2的方向應(yīng)與接觸面垂直.如圖所示.8.請?jiān)趫D3-2-13中畫出桿和球所受的彈力.圖3-2-13答案：(1)桿在重力作用下對A、B兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故A、B兩點(diǎn)處對桿有彈力，彈力方向與接觸點(diǎn)的平面垂直，如圖甲所示.(2)桿對C、D兩處有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支撐點(diǎn)，所以C處彈力垂直其切面指向球心，D處彈力垂直桿斜向上，如圖乙所示.(3)球擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對球的彈力與墻面垂直；繩子對球的彈力沿繩斜向上.如圖丙所示.9.三個(gè)相同的支座分別擱著三個(gè)質(zhì)量和直徑都相同的光滑圓球a、b、c在同一水平面上，a的重心位于球心，b、c的重心位于球心的正上方和正下方，如圖3-2-14所示.三球皆靜止，試分析三種情況下支點(diǎn)P、Q對球的彈力方向是怎樣的.圖3-2-14思路解析：P、Q兩點(diǎn)彈力方向的判定不要受重心位置的影響，應(yīng)根據(jù)前面討論的點(diǎn)和曲面接觸的彈力方向進(jìn)行判斷.相互作用的物體屬于點(diǎn)和曲面的接觸，彈力的方向過接觸點(diǎn)且與過接觸點(diǎn)的曲面的切面垂直，即過接觸點(diǎn)指向球心，與重心位置無關(guān)，因此三種情況下彈力方向相同.答案：如下圖所示10.如圖3-2-15所示，靜止小車上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，求桿對小球的彈力的大小和方向.圖3-2-15思路解析：對小球受力分析，只受兩個(gè)力：重力和桿對小球的彈力.根據(jù)二力平衡知識(shí)可得桿對小球的彈力等于重力：ＦＮ＝mg，方向豎直向上.答案：mg方向豎直向上11.下表是某同學(xué)為探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)：彈力F/N彈簧的伸長量x/cm（1）請你在圖3-2-16中的坐標(biāo)線上作出Fx圖象.圖3-2-16（2）寫出曲線所代表的函數(shù).（x用m作單位）（3）解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.思路解析：根據(jù)已有數(shù)據(jù)選好坐標(biāo)軸每格所代表的物理量的多少，是作好圖象的關(guān)鍵，作圖象的方法：用平滑的曲線（或直線）將坐標(biāo)紙上的各點(diǎn)連接起來，若是直線，應(yīng)使各點(diǎn)均勻分布于直線兩側(cè)，偏離直線太大的點(diǎn)，應(yīng)舍棄掉.答案：（1）將x軸每一小格取為1cm，y軸每一小格取為N，將各點(diǎn)點(diǎn)到坐標(biāo)紙上，并連成直線，如下圖所示.（2）由圖象得：F=20x.（3）函數(shù)表達(dá)式中的常數(shù)：表示使彈簧伸長（或壓縮）1m所需的拉力為20N.12.如圖3-2-17所示，勁度系數(shù)為k1的輕彈簧固定在一質(zhì)量為m的物塊上,勁度系數(shù)為k2的輕彈簧豎直固定在桌面上,上端連著物塊，