高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 相互作用第2节 科学探究：弹力巩固练习

3.2科学探究：弹力同步练习鲁科版（ 2019）高中物理必修一

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 下列说法中正确的是

A.  两个接触的物体间一定有弹力
B. 压力、支持力、拉力都属于弹力
C. 非常坚硬的物体在力作用下是不会产生形变的
D. 弹簧的劲度系数k与拉力有关，拉力越大，劲度系数越大

2. 下列图中静止物体A受力示意图正确的是

A.  B.
C.  D.

3. 如图所示，小球系在竖直的细绳下端，球恰又与光滑斜面接触并处于静止状态，则小球受到的力有

A. 重力和绳对它的拉力
B. 重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力
C. 重力和斜面对球的支持力
D. 绳对它的拉力和球对斜面的压力
 

4. 如图所示，物体A的左侧为竖直墙面，B的下面有一竖直压缩的弹簧，A、B保持静止．则：   

A. 物体A一定与墙面间无摩擦力
B. 物体A一定受到墙面竖直向下的摩擦力
C. 物体A一定受到墙面竖直向上的摩擦力
D. A受到5个力作用
 

5. 足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为三种与足球有关的情景，下列说法中正确的是

A. 图甲中，静止在地面上的足球受到的弹力就是它的重力
B. 图甲中，静止在地面上的足球受到弹力是因为地面发生形变
C. 图乙中，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
D. 图丙中，足球被踢起，说明脚对球的力大于球对脚的力

6. 篮球比赛中的击地传球是指持球者在传球时，为闪躲防守队员防守而将球经击地后传给队友，如图所示，下列说法正确的是

A. 篮球对水平地面的弹力方向斜向下
B. 水平地面对篮球的弹力方向竖直向下
C. 水平地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的
D. 篮球受到水平地面的支持力是由于篮球发生了形变而产生的

7.  减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全。当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，图中弹力F画法正确且分解合理的是       

A.
B.
C.
D.

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8. 关于弹力的说法，错误的是            

A. 物质互相接触，就有弹力的相互作用。
B. 物体发生弹性形变，就必然对别的物体产生力作用。
C. 由胡克定律可得：，可知弹簧的劲度系数与弹力成正比，与形变量成反比。
D. 压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向

9. 下列关于弹力的几种说法，其中正确的是

A. 两物体接触并不一定产生弹力
B. 静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力
C. 静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D. 同一弹簧的弹力，在弹性限度范围内，与弹簧长度成正比

10. 关于弹力的说法，错误的是

A. 物体互相接触，就有弹力的相互作用。 
B. 物体发生弹性形变，就必然对别的物体产生力作用。 
C. 由胡克定律可得：，可知弹簧的劲度系数与弹力成正比，与形变量成反比。 
D. 压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向

11. 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图所示，下列表述正确的是

A. b的原长比a的长
B. a的劲度系数比b的小
C. a的劲度系数比b的大
D. 测得的弹力与弹簧的长度成正比
 

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12. 某同学利用图的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码实验中，每个砝码的质量均为。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：
    

在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；

系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；

逐次增加砝码个数，并重复步骤保持弹簧在弹性限度内：

用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。

回答下列问题：

根据下表的实验数据在图中补齐数据点并做出图像。

弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及图线的斜率表示，表达式为________。若g取，则本实验中________结果保留3位有效数字。

13. 在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图所示，则：
    
    该弹簧的原长______cm
    该弹簧的劲度系数为______．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14. 如图所示，物体A、B、C的重力分别为，，，弹簧的劲度系数，不计绳重和摩擦，求：
    
     

弹簧的伸长量；

对地面的压力；

剪断B、C间细绳的瞬间物体B的加速度。






 

15. 如图所示，一个质量为m的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，一个原长为L的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A处，小球处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角，已知，，求：
     

轻质弹簧对小球的弹力大小F；

轻质弹簧的劲度系数k。






 

16. 如下图所示，在倾角为的光滑斜面体上，一劲度系数为的轻质弹簧一端连接固定挡板C，另一端连接一质量为的物体A，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B使细绳刚好没有拉力，然后由静止释放，求：
     

弹簧恢复原长时细绳上的拉力；

物体A的最大速度大小。

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】

【分析】
要解答此题需掌握：弹力的产生条件和影响弹力大小的因素。
此题考查了有关弹力的产生条件和影响弹力大小的因素，要注意辨别和运用。
【解答】

A.弹力产生的条件：相互接触且相互挤压，故A错误；
B.压力、支持力、拉力从性质上分都是弹力，故B正确；
C.任何物体都可以发生形变，故C错误；
D.弹簧的劲度系数k与弹簧的材料、粗细、长短等有关，与拉力无关，故D错误。
故选B。

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
弹力产生在接触面上，常见的支持力或压力是弹力，它们的方向是垂直接触面指向受力物体。
解决本题的关键是掌握支持力或压力的方向特点，知道它们都垂直接触面指向受力物体；要注意曲面上的弹力一定是过圆心的。
【分析】
A.小球受到挡板和斜面的支持力，方向均垂直于接触面，而重力方向应竖直向下，不是垂直于斜面，故A错误；
B.方向不对，应通过球心，故B错误； 
C.图中A小球只受两个力：重力、水平面的支持力，故C正确；
D.A球受到两个弹力，墙的支持力与接触面垂直，指向球即为F；绳子拉力沿绳指向绳子收缩的方向即为T，故D错误； 
故选C。  

3.【答案】A
 

【解析】

【分析】
小球和光滑斜面接触，受到重力和绳的拉力，斜面对小球没有弹力，如有弹力，小球将受到三个力作用，重力和绳的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将向左上方运动，与题设条件矛盾。
本题采用假设法分析斜面的弹力是否存在，这是判断弹力和摩擦力是否存在常用的方法。
【解答】

由题意可知，小球和光滑斜面接触，受到重力和绳的拉力，斜面对小球没有弹力，若有弹力，则小球处于不平衡状态，故A正确，BCD错误。
故选A。
 

4.【答案】A
 

【解析】

【分析】
以整体为研究对象，竖直方向受力平衡，由此分析A与墙壁之间有没有摩擦力。
本题主要是考查共点力的平衡，解答本题要知道整体法的应用。
【解答】
整体受力平衡，竖直方向受到重力和弹簧的弹力，水平方向不受力，所以A与墙之间没有弹力；
没有弹力就不会有摩擦力，故A正确、BC错误；
D.隔离A物体，必受重力、B对A的弹力和B对A的摩擦力作用，受三个力，故D错误；
故选A。  

5.【答案】B
 

【解析】解：A、静止在草地上的足球受到的弹力的施力物体是地面，而重力的施力物体是地球，可知弹力不是重力，故A错误；
B、静止在地面上的足球受到弹力是地面对足球的作用力，是因为地面发生形变，故B正确；
C、静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，故C错误；
D、脚对球的力与球对脚的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等方向相反。故D错误。
故选：B。
力的作用效果：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态；弹力产生的条件是接触且发生弹性形变。作用力与反作用力总是大小相等方向相反。
本题以体育比赛为载体考查相关的物理知识，注重了物理和生活的联系，考查了学生学以致用的能力。要注意理解弹力的产生以及性质。
 

6.【答案】C
 

【解析】

【分析】
支持力的方向垂直于接触面指向被支持物体；地面对篮球的支持力和篮球对地面的压力是一对相互作用力；篮球受到地面的支持力是由于地面发生了形变而产生的；判断超重和失重的关键是看加速度的方向。
本题考查了牛顿运动定律的应用超重和失重、物体的弹性和弹力等知识点。支持力是常见的弹力，其方向垂直于接触面并且指向被支持物。基础题，比较容易。超重和失重的判断是看加速度的方向，和速度方向无关。
【解答】
A.根据弹力垂直接触面，则篮球给地面的弹力方向垂直向下，故A错误；
B.同理，地面给篮球的弹力方向竖直向上，故B错误；
C.地面受到的压力是由于篮球发生了形变而产生的，故C正确；
D.篮球受到地面的支持力是由于地面发生了形变而产生的，故D错误。
故选C。  

7.【答案】B
 

【解析】

【分析】
解决本题的关键知道弹力的方向垂直于接触面，指向受力物体，知道力分解要按照实际的作用效果进行分解。
【解答】
AC、减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故AC错误；
BD、按照力的作用效果分解，将F可以分解为水平方向和竖直方向，水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度，竖直方向上分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错误。
故选B。  

8.【答案】AC
 

【解析】

【分析】
本题主要考查物体的弹性和弹力。弹力产生必须具备两个条件：一是两物体直接接触，二是物体要发生弹性形变。
【解答】
A. 两个物体接触不一定有弹力产生，物体还必须发生弹性形变，故A错误；
B. 两个物体接触并发生弹性形变时会产生弹力，故B正确；
C. 由胡克定律可得：，可知弹簧的劲度系数与弹力、形变量均无关，与弹簧的自身因素决定，故C错误；
D. 压力和支持力都是由于相互挤压的物体发生弹性形变而产生的，方向垂直于物体的接触面，而绳子的拉力总是沿绳而指向绳收缩的方向，故D正确。
本题选错误的，故选AC。  

9.【答案】AC
 

【解析】

【分析】
本题主要考查了学生对弹力的认识，首先要掌握弹性形变的概念，物体由于弹性形变产生的力才是弹力。
要掌握弹力的概念：物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力， 同一弹簧的弹力，在弹性限度范围内，与弹簧伸长量成正比。
【解答】
A.两物体接触，若没有挤压则一定不产生弹力，故A正确；
B.重力与弹力属于不同性质的力，不能说重力就是压力，故B错误；  
C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变，故C正确； 
D.同一弹簧的弹力，在弹性限度范围内，与弹簧伸长量成正比，故D错误。 
故选AC。  

10.【答案】AC
 

【解析】

【分析】
物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力，弹力产生的条件是：直接接触和弹性形变；弹力方向与施力物体的形变方向相反。
此题考查了对弹力概念及产生的认识，弹力是由于物体间相互挤压或拉伸而产生的力，原因是发生了弹性形变。
【解答】
A.弹力产生的条件是：直接接触和弹性形变；接触不一定有形变，故不一定有弹力，故A错误；
B.物体发生弹性形变，就必然对别的物体产生力作用，故B正确；
C.弹簧的劲度系数由弹簧自身决定，与弹力和形变量无关，可以根据公式测量，故C错误；
D.弹力方向与施力物体的形变方向相反；压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面，绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向，故D正确。
故选AC。  

11.【答案】AC
 

【解析】解答：由胡克定律，图象中截距代表弹簧的原长故，b的原长比a的长，故A正确；
B.图象中斜率代表弹簧的劲度系数，故a的劲度系数比b大，故C正确，B错误；
D.弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度是一次函数关系，故D错误；
故选：AC。
本题注意对胡克定律的理解，对应图象中截距和斜率的物理意义，特别是弹簧弹力与弹簧长度是一次函数而不是正比。
 

12.【答案】如图所示：；；104
 

【解析】

【分析】
先在图上补描完点，再作图线即可；
根据图线的斜率及胡克定律进行分析即可正确解答。
本题的关键是抓住实验原理、理解图线斜率的意义。
【解答】
描点后，作出图线如图所示：

根据图线可知斜率为：

由胡克定律
即有：
所以得：
由图线可知斜率的值为：
所以劲度系数为：
故答案为：如图所示：；
；104。  

13.【答案】；
 

【解析】

【分析】
本题考查探究弹力与弹簧伸长量的关系实验，解题的关键是掌握胡克定律，提高读图能力从图中找到有用的信息，再结合胡克定律计算。
【解答】
弹簧处于原长时，弹簧所受弹力为0，则从图中可知，时，；
由胡克定律有，从图中可知弹簧长度时，弹簧伸长量，弹力F为50N，
则该弹簧的劲度系数；
故答案为：；。  

14.【答案】解：由平衡条件可得：
弹簧的弹力等于绳子的拉力T，而绳子的拉力T等于B与C整体的重力，由胡克定律得弹簧的伸长量：；
对A受力分析可知：受重力，地面的支持力与弹簧弹力F，由平衡条件得：，解得：，由牛顿第三定律可知A对地面的压力大小为60N，方向竖直向下；
剪断前B受重力，上面绳子的拉力T及下面绳子的拉力，由平衡条件可知下面绳子的拉力等于C物体的重力，剪断B、C间细绳的瞬间，下面绳子拉力瞬时消失，上面绳子拉力T瞬间不发生变化，B的合力为，对B由牛顿第二定律得：，则物体B的加速度大小为：，方向竖直向上。
 

【解析】整体法与隔离法的应用是求解的关键。
 

15.【答案】解：以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示：。
由图可知，力的三角形BCD和几何三角形AOB相似，设AB的长度为l，由三角形相似可得：
，其中，解得；
由胡克定律及几何关系得：，其中，

解得：。
 

【解析】对小球受力分析，由三角形相似求解轻质弹簧对小球的弹力大小F；由胡克定律及几何关系求解轻质弹簧的劲度系数k。
知道力的三角形与数的三角形相似是求解的关键。
 

16.【答案】解：恢复原长时，
对B：
对A：
代入数据解得：
初始位置，弹簧的压缩量为：
当A速度最大时，有：
弹簧的伸长量为：
因为，所以弹簧的弹性势能没有改变，由系统机械能守恒得：

解得：
答：弹簧恢复原长时细绳上的拉力为30N；
物体A的最大速度为。
 

【解析】本题解题的关键是根据两个物体的受力分析判断运动情况，知道当A加速度为0时，A速度最大，此时AB受力都平衡，运动过程中A、B及弹簧组成的系统机械能守恒。
恢复原长时，分别对A和B应用牛顿第二定律列式即可求解绳子的拉力；
没有释放时，对于物体A由平衡条件求出此时弹簧的压缩量，释放后A沿斜面向上做加速度减小的加速运动，当A加速度为0时，A速度最大，对AB分别根据平衡条件求出此时弹簧的伸长量，进而判断在此过程中弹簧弹性势能改变量，设最大速度为v，对于A、B及弹簧组成的系统由机械能守恒即可求出A的最大速度值。