2016-2017学年高中物理第3章相互作用第2节形变与弹力(第1课时)形变与弹力课后训练

1第2节形变与弹力第1课时形变与弹力课后训练案巩固提升A组(20分钟)1.下列有关弹力的一些说法,正确的是()A.只有弹簧才有可能施加弹力B.施加弹力的物体一定有形变C.墨水瓶放在课桌上,墨水瓶对课桌施加了弹力,但墨水瓶没有发生形变D.压力就是竖直向下的弹力解析:根据产生弹力的条件,只要两物体接触,发生了形变,物体间就产生弹力,可知选项A错误,选项B正确。墨水瓶放在课桌上,对课桌施加弹力的原因是墨水瓶发生了形变,故选项C错误。压力是一种效果力,当弹力产生一种压某一个面的效果时,我们可以说物体对该面施加了压力,但方向不一定竖直向下,如斜面上的物体对斜面的压力垂直于斜面斜向下,故选项D错误。答案:B2.杂技演员有高超的技术,能轻松地顶住落下的坛子。关于他顶坛子时头顶受到的压力产生的直接原因是()A.坛子的形变B.头的形变C.坛子受到的重力D.人受到的重力解析:头顶和坛子相互挤压,都发生弹性形变,坛子要恢复形变,对头顶产生了弹力,这就是头顶受到的压力。答案:A3.如图所示,两只同样的弹簧测力计每只自重0.1N,下端的挂钩重力忽略不计,甲“正挂”而乙“倒挂”,在乙的下方挂上重0.2N的砝码,则甲、乙弹簧测力计的读数分别为()A.0.2N,0.3NB.0.3N,0.2NC.0.3N,0.3ND.0.4N,0.3N解析:甲弹簧测力计的读数应等于乙的重力和砝码的重力之和,乙弹簧测力计的读数等于它自身的重力和砝码的重力之和,二者读数相等,都为0.3N。答案:C4.(多选)关于胡克定律,下列说法中正确的是()A.由F=kx可知,弹力F的大小与弹簧的长度成正比B.由k=可知,弹簧的劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的长度改变量x成反比C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,与弹力F和弹簧形变量x的大小无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小解析:对于确定的弹簧而言,在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的形变量x成正比,选项A错误;弹簧的劲度系数k由弹簧本身的因素决定,与弹力F的大小和形变量x的大小无关,k在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小,选项B错误,C、D正确。答案:CD25.如图所示,三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c。支点P、Q在同一水平面上,a球的重心为Oa,位于球心,b球和c球的重心Ob、Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方,三球均处于平衡状态。支点P对a球、b球、c球的弹力分别为Fa、Fb、Fc,则()A.Fa=Fb=FcB.FbFaFcC.FbFaFcD.FaFb=Fc解析:相互作用的物体属于点与曲面接触,弹力的方向垂直于过接触点的切面,且指向球心,与重心位置无关,故三种情况下弹力方向是一致的,如图所示。故选项A正确。答案:A6.一根轻质弹簧,当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时,长度为L1;当它下端固定在水平地面上,上端压一重为G的物体时,其长度为L2,则它的劲度系数是()A.B.C.D.解析:由胡克定律知G=k(L1-L0),G=k(L0-L2),联立可得k=,选项D对。答案:D7.按下列要求画出图中物体所受的弹力的示意图。(1)图中大球面对小球的支持力。(2)图中墙棱和地面对杆的弹力。(3)图中重为G的物体挂在水平轻杆OA的O端,A端与竖直墙上的铰链相接,用细绳OB将杆O端拉住,O端所受的弹力。解析:(1)题图中大球面与小球面的接触为曲面上点与点的接触,弹力方向应与两曲面的切面垂直,也就是沿两球心的连线方向,指向小球,作用点在小球上,弹力的示意图为图甲。(2)题图中墙棱与杆、地面与杆均为点与平面的接触,弹力方向应过点垂直平面,两弹力的示意图为图乙。(3)题图中与O端接触的物体有三个,OB绳、OA杆和悬挂物体的细绳,细绳上弹力的方向一定沿绳,因OA杆为轻杆,所以轻杆对O端有支持作用且沿杆向右。各力的示意图如图丙。答案:见解析8.导学号93960046一根轻弹簧在10.0N的拉力作用下,长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm。(1)当这根弹簧长度为4.20cm时,受到的压力有多大?弹簧的劲度系数为多大?(2)当弹簧受到15N的拉力时,弹簧的长度是多少?解析:(1)已知弹簧原长l0=5.00cm=5.00×10-2m,在拉力F1=10.0N的作用下,弹簧伸长到l1=6.00cm=6.00×10-2m,根据胡克定律F1=kx1=k(l1-l0)可得k=N/m=1.00×103N/m。当压力为F2时,弹簧被压缩到l2=4.20cm=4.20×10-2m,根据胡克定律F2=kx2=k(l0-l2)=1.00×103×(5.00-4.20)×10-2N=8.0N,即压力为8.0N,弹簧的劲度系数为1.00×103N/m。(2)此时弹簧的弹力F=15N,弹簧的伸长量为x。由胡克定律得x=m=1.5×10-2m=1.5cm,此时弹簧的长度为l=l0+x=6.5cm。答案:(1)8.0N1.00×103N/m(2)6.5cmB组(15分钟)1.3如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重为2N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()A.大小为2N,方向平行于斜面向上B.大小为1N,方向平行于斜面向上C.大小为2N,方向垂直于斜面向上D.大小为2N,方向竖直向上解析:小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态,由二力平衡知识可知,杆对小球的弹力与重力等大、反向。故选项D正确。答案:D2.(多选)如图所示,一小球用三根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1、3倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力个数可能是()A.1B.2C.3D.4解析:小球一定受到竖直向下的重力作用,小球还受到轻绳的拉力作用。小球可能只受到轻绳2竖直向上的拉力;也可能只受到轻绳1和轻绳3的拉力,因为它们的合力也可以竖直向上;还可能受到三根轻绳的拉力,因为它们的合力也可以竖直向上。故选项B、C、D正确。答案:BCD3.如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端系一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端系一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()A.l2l1B.l4l3C.l1l3D.l2=l4解析:因为四个弹簧上各点受到的拉力都是F,由胡克定律可知F=kx,则四个弹簧的伸长量x=都相等,所以选项D正确。答案:D4.如图所示,摩擦及绳子、滑轮的质量均不计,物体A重4N,物体B重1N,以下说法正确的是()A.地面对A的支持力是4NB.测力计的读数为2NC.物体A受到地面的支持力为2ND.测力计示数为3N解析:绳子向上拉A的力应等于B的重力1N,这样A受三个力的作用:向下的重力为4N,向上的绳子的拉力为1N,地面对A的支持力应竖直向上为3N,故选项A、C错误;而测力计的示数应为两绳子向下的拉力之和,故应为2N,所以选项B正确,而选项D错误。答案:B5.量得一只弹簧测力计3N和5N两刻度线之间的距离为2.5cm。求:(1)这只弹簧测力计3N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。解析:本题考查弹簧测力计的原理和胡克定律,关键是明确弹簧测力计的零刻度与弹簧的原长相对应。设3N和5N刻度线与零刻度线的距离分别是x1、x2,则Δx=x2-x1=2.5cm,两力之差ΔF=F2-F1=2N。根据胡克定律k=N/m=80N/m。又F1=kx1,所以x1=m=0.0375m=3.75cm。即3N刻度线与零刻度线之间的距离是3.75cm。答案:(1)3.75cm(2)80N/m6.导学号939600474如图所示,一劲度系数为k2的弹簧竖直地放在桌面上,上面压一质量为m的物体,另一劲度系数为k1的弹簧竖直地放在物体上面,其下端与物体的上表面连接在一起,两个弹簧的质量都不计。要想使物体在静止时下面弹簧承受的压力减小为原来的,应将上面弹簧的上端A竖直提高一段距离d,则d应为多大?解析:物体处于平衡状态,在竖直方向上所受的合外力为零。当上面的弹簧没有作用力时,下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力,所以下面弹簧的压缩量为Δx1=。当上面弹簧提起时,下面弹簧的弹力减小为物体重力的,设此时弹簧的压缩量为Δx2,则k2Δx2=,得Δx2=。下面弹簧两次压缩量之差为Δx=Δx1-Δx2=。这说明物体要上升Δx。当提起A端时,上面弹簧的伸长量为Δx3,产生的弹力大小为=k1Δx3,所以Δx3=。A端上移的距离等于下面弹簧减少的压缩量与上面弹簧伸长量之和。所以d=Δx+Δx3=。答案: