專題3.1重力與彈力

第三章相互作用－力第1節(jié)重力彈力【知識清單】一、重力１.重力是而使物體受到的力。重力的施力物體是，重力的方向，重力的大小與物體的質量關系為G=mg，其中g是。２.重力是作用在物體上各部分的，從效果上看，可認為物體上各部分所受到的策略都集中于一點，稱之為。３.物體重心的位置與有關，還與有關。質量分布均勻的物體，其重心在處。４．形狀不規(guī)則的薄板形物體重心的位置可利用的知識通過法來確定。二、彈力１.形變是物體在力的作用下發(fā)生的的變化。彈性形變是形變，彈性限度是指超過該限度時，撤去外力后物體。２.彈力是的物體，由于要，對的物體產(chǎn)生的力的作用。３.兩物體要產(chǎn)生彈力，一是要，二是要。彈力是由物體發(fā)生形變產(chǎn)生的。４.支持力、壓力、繩的拉力都屬于彈力。物體接觸面間彈力的方向，繩對物體的拉力的方向。三、胡克定律１.彈性發(fā)生彈性形變時，彈簧彈力F與成正比，表達式為F=.２.胡克定律中比例系數(shù)k叫做，國際制中單位，取決于彈簧的長度、截面積、匝數(shù)、材料等，與彈力、形變量無關。３．探究彈簧彈力與形變量關系時，彈力大小的測量利用的原理是，是通過鉤碼重力獲得彈力大小。探究彈簧彈力與形變量關系的方法利用的圖像法，在所建立的直角坐標系中，縱軸表示，橫軸表示。【答案】一、１.由于地球的吸引地球自由落體加速度３.重心４.質量分布幾何形狀幾何中心４.二力平衡懸掛二、１.形狀或體積撤去外力后能恢復原狀不能完全恢復原來的形狀２.發(fā)生形變恢復原狀與它接觸的物體３.接觸形變施力４.垂直于接觸面沿著繩指向繩收縮方向三、１.彈簧的伸長（或縮短）量kx２.彈簧的勁度系數(shù)牛頓/米(N/m）３.二力平衡彈簧彈力彈簧形變量【考點題組】【題組一】重力１.一個物體所受重力在下列哪些情況下會發(fā)生變化()A．把它從赤道拿到南極 B．把它送到月球上去C．把它放到水里 D．改變它的運動狀態(tài)【答案】AB【解析】根據(jù)重力的計算公式G＝mg，物體的大小不但與物體的質量有關，而且也與重力加速度的大小有關，而重力加速度的大小與地球上的位置、離地面的高度有關，不同的天體上重力加速度不同，所以正確的答案是A、B.２.關于力和重力的概念，下列說法正確的是()A．力可以離開物體而獨立存在B．將木塊浮在水上，重力將減小C．只要兩個力的大小相等，它們產(chǎn)生的效果一定相等D．由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力，方向豎直向下【答案】D【解析】力是物體之間的相互作用，不能離開物體面存在的，A錯誤。物體所受的重力取決于物體的質量、所在處的重力加速度，而與物體的運動狀態(tài)，所處狀態(tài)無關，B錯誤。力的作用效果取決于力的三要素，不僅僅與力的大小有關，C錯誤。由重力的概念可知D正確。３.關于重心及重力，下列說法中正確的是()A．一個物體放于水中稱量時彈簧測力計的示數(shù)小于物體在空氣中稱量時彈簧測力計的示數(shù)，因此物體在水中受到的重力小于在空氣中受到的重力B．據(jù)G＝mg可知，兩個物體相比較，質量較大的物體的重力不一定較大C．物體放于水平面上時，重力方向垂直于水平面向下，當物體靜止于斜面上時，其重力方向垂直于斜面向下D．物體的形狀改變后，其重心位置不會改變【答案】B【解析】由于物體浸沒于水中時，受到向上的浮力從而減小了彈簧的拉伸形變，彈簧測力計的拉力減小了，但物體的重力并不改變，選項A錯誤．當兩物體所處的地理位置相同時，g值相同，質量大的物體的重力必定大，但當兩物體所處的地理位置不同時，如質量較小的物體放在地球上，質量較大的物體放在月球上，由于月球上g值較小，而使質量較大的物體的重力不一定較大，選項B正確．重力的方向是豎直向下的，而不是垂直向下的，選項C錯誤．物體的重心位置由物體的形狀和質量分布情況共同決定，當物體的形狀改變時，其重心可能發(fā)生改變，故選項D錯誤４.關于重心，下列說法中正確的是()A．重心就是物體上最重的一點B．重心就是物體的幾何中心C．直鐵絲彎曲后，重心便不在中點，但一定還在鐵絲上D．重心是物體的各部分所受重力的合力的作用點【答案】D【解析】重心是重力的等效作用點，并不是只有重心處才受重力，故選項D正確，選項A錯誤．質量均勻分布的、有規(guī)則形狀的物體的重心才在其幾何中心，故選項B錯誤．物體的重心不一定在物體上，如粗細均勻的鐵絲被彎曲成圓圈時，其重心在圓心處，而不在鐵絲上，故選項C錯誤５.把一個月牙狀的薄板懸掛起來，靜止時如圖所示．則薄板的重心可能是圖中的()A．A點B．B點C．C點D．D點【答案】D【解析】懸掛法測量重心位置的原理，結合二力平衡條件分析可得，重心位置是D點．６.如圖所示，一個被吊著的均勻球殼，其內(nèi)部注滿了水，在球的底部有一帶閥門的細出水口．在打開閥門讓水慢慢流出的過程中，球殼與其中的水的共同重心將會()A．一直下降B．一直不變C．先下降后上升D．先上升后下降【答案】C【解析】當注滿水時，球殼和水的重心均在球心，故它們共同的重心在球心．隨著水的流出，球殼的重心雖然仍在球心，但水的重心逐漸下降，開始一段時間內(nèi)，球殼內(nèi)剩余的水較多，隨著水的重心下降，球殼和水共同的重心也下降；后來一段時間內(nèi)，球殼內(nèi)剩余的水較少，隨著水的重心的下降，球殼和水共同的重心卻升高；最后，水流完時，重心又回到球心．故球殼和水的共同重心先降低后升高，選項C正確【題組二】彈力１.關于彈力的產(chǎn)生，下列說法正確的是()A．木塊放在桌面上受到一個向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的B．木塊放在桌面上，木塊沒有形變，所以對桌面沒有施加彈力C．拿一根細竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力，這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的D．掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因為電線發(fā)生微小的形變而產(chǎn)生的【答案】D【解析】木塊和桌面相互作用，都會發(fā)生微小的形變．桌面發(fā)生微小形變對木塊有向上的彈力即支持力；木塊由于發(fā)生微小形變對桌面有向下的彈力即壓力，A、B均錯誤．木頭受到的彈力是由細竹竿發(fā)生形變而產(chǎn)生的，C錯誤．電燈受到的拉力是電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的，D正確．２.如圖所示，球A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài)，關于球A所受的彈力，以下說法正確的是()A．球A僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B．球A受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直斜面向下C．球A受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上D．球A受三個彈力作用，一個水平向右，一個重直斜面向上，一個豎直向下【答案】C【解析】由于球A對擋板和斜面接觸擠壓，擋板和斜面都產(chǎn)生彈性形變，它們對球A產(chǎn)生彈力，而且彈力的方向垂直于接觸面，所以擋板對球A的彈力方向水平向右，斜面對球A的彈力方向垂直于斜面向上．故球A受兩個彈力：一個水平向右，一個垂直斜面向上．3.如圖1所示，所有的球都是相同的，且形狀規(guī)則，質量分布均勻．甲球放在光滑斜面和光滑水平面之間，乙球與其右側的球相互接觸并放在光滑的水平面上，丙球與其右側的球放在另一個大的光滑球殼內(nèi)部并相互接觸，丁球是一足球，一學生將足球踢向斜臺的示意圖如圖2所示．關于這四個球的受力情況，下列說法正確的是()圖1圖2A．甲球受到兩個彈力的作用B．乙球受到兩個彈力的作用C．丙球受到兩個彈力的作用D．丁球(足球)與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向先沿v1的方向后沿v2的方向【答案】C【解析】對甲、乙、丙三球運用假設法和平衡法，假設甲球受斜面的彈力則甲球就不能平衡了；假設乙球受右邊球的彈力，乙球將向左運動；假設丙球不受由側球的彈力則丙球將向右下方滾動．故A、B均錯誤，C正確．彈力的方向垂直于接觸面，故D錯誤4.在半球形光滑容器內(nèi)，放置一細桿，如圖所示，細桿與容器的接觸點分別為A、B兩點，則容器上A、B兩點對細桿的作用力的方向分別為()A．均豎直向上B．均指向球心C．

A點處的彈力指向球心O，B點處的彈力豎直向上D．

A點處的彈力指向球心O，B點處的彈力垂直于細桿向上【答案】D【解析】支持力、壓力的方向垂直于接觸面或其切面．在A點，桿的端點跟球面接觸，彈力的方向垂直于該處球面的切面，指向球心，而在B點，容器的邊緣跟桿的側面接觸，該處的支持力應垂直于桿向上，選項D正確5.如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個質量為m＝0.2kg的小球，小球處于靜止狀態(tài)，彈性桿對小球的彈力為(g取10N/kg)()A．大小為2N，方向平行于斜面向上B．大小為1N，方向平行于斜面向上C．大小為2N，方向垂直于斜面向上D．大小為2N，方向豎直向上【答案】D【解析】球受重力G和彈力F，由二力平衡條件可知，桿對球的彈力方向與重力方向相反，豎直向上，大小為F＝G＝mg＝2N，故D正確．6.請在圖中畫出桿或球所受的彈力．甲圖：桿靠在墻上．乙圖：桿一端放在地面上，另一端靠在固定的半球面上．丙圖：球用細線懸掛在豎直墻上．丁圖：點1、2、3都可能是球的重心位置，點2是球心，點1、2、3在同一豎直線上．【答案】【解析】甲圖：桿在重力作用下對A、B兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故A、B兩處對桿都有彈力，彈力方向與接觸點的切面垂直．如圖甲所示．乙圖：桿對C、D兩處都有擠壓作用，因C處為曲面，所以C處彈力方向過圓心且垂直于桿向上；桿的D端與地面接觸，彈力方向垂直于地面向上．如圖乙所示．丙圖：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子向上．如圖丙所示．丁圖：當重心不在球心時，彈力作用也必通過球心2，如圖丁所示．應注意不要錯誤地認為彈力作用線必定通過球的重心．【題組三】胡克定律應用與驗證１.關于胡克定律，下列說法中正確的是()A．由F＝kx可知，彈力F的大小與彈簧的長度x成正比B．由k＝可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，與彈簧的長度形變量x成反比C．彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質決定的，與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關D．彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時彈力的大小【答案】CD【解析】胡克定律F＝kx中，x是彈簧伸長或縮短的長度；k是勁度系數(shù)，與彈簧本身的性質有關，與F、x均無關．故選項A、B錯誤，C、D正確．２，如圖所示，輕彈簧的兩端各受10N拉力F作用，彈簧平衡時伸長了5cm(在彈性限度內(nèi))，那么下列說法中正確的是()A．該彈簧的勁度系數(shù)k＝200N/mB．該彈簧的勁度系數(shù)k＝400N/mC．根據(jù)公式k＝，彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大而增大D．彈簧的彈力為10N【答案】AD【解析】根據(jù)胡克定律F＝kx得：彈簧的勁度系數(shù)

k＝＝＝200N/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，與彈簧本身有關．故C錯誤；彈簧的讀數(shù)為一邊的拉力，故D正確。3.彈簧原長為10cm，當掛上一個50g的鉤碼時，彈簧的長度變?yōu)?2cm，當在原鉤碼下再掛一個同樣的鉤碼時，彈簧仍處于彈性限度內(nèi)，下列說法中正確的是(取g＝10m/s2)()A．彈簧長度變?yōu)?4cmB．彈簧勁度系數(shù)為25N/mC．彈簧伸長了4cmD．彈簧伸長了2cm【答案】BC【解析】由題可知，F(xiàn)1＝mg＝0.5N，x1＝2cm，根據(jù)胡克定律F＝kx，得k＝

N/m＝25N/m.當拉力F2＝1N時，由胡克定律，得x2＝×102

cm＝4cm，所以彈簧的長度x＝x2＋x0＝4cm＋10cm＝14cm，選項B、C正確，A、D錯誤．4.用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于A點，另一端B用細繩繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺，當掛兩個鉤碼時，繩上一定點P對應刻度如圖乙中ab虛線所示，再增加一個鉤碼后，P點對應刻度如圖乙中cd虛線所示，已知每個鉤碼質量為50g，重力加速度g＝9.8m/s2，則被測彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.掛三個鉤碼時彈簧的形變量為________cm.【答案】702.10【解析】由圖知當鉤碼由2個增至3個時彈力增大ΔF＝mg，彈簧的伸長量增加Δx＝0.7cm.由胡克定律得ΔF＝kΔx即k＝＝＝70N/m；當掛3個鉤碼時得3

mg＝kx1即x1＝2.10cm.5.由實驗測得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度L的關系圖象如圖所示，求：(1)該彈簧的原長為多少？(2)該彈簧的勁度系數(shù)為多少？【答案】(1)15cm(2)500N/m【解析】解法一：(1)彈簧不產(chǎn)生彈力時的長度等于原長，由題圖可知該彈簧的原長為L0＝15cm.(2)據(jù)F＝kx得勁度系數(shù)：k＝＝，由圖線可知，該彈簧伸長ΔL＝(25cm－15cm)＝10cm時，彈力ΔF＝50N，所以k＝＝N/m＝500N/m.解法二：根據(jù)胡克定律得F＝k(L－L0)，代入圖象中的兩點(0.25,50)和(0.05，－50)，可得50＝k(0.25－L0)－50＝k(0.05－L0)解得L0＝0.15m＝15cm，k＝500N/m.６.在“探究彈簧的彈力和伸長的關系”實驗中。①一個實驗小組在實驗中，使用兩條不同的輕質彈簧和，在彈性限度內(nèi)得到彈力與彈簧長度的關系圖像如圖所示。設彈簧和的原長分別為和，勁度系數(shù)分別為和。由圖可知，，；（填“大于”或“小于”）若要制作一