人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力精品随堂练习题

3.1重力与弹力同步练习-高中物理人教版（新课标）必修一

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 下列关于力的说法，正确的是

A. 重力就是地球对物体的吸引力
B. 在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比
C. 支持力的方向为竖直向上指向被支持物
D. 放在水平面上的物体，对水平面的压力就是重力

2. 下列说法正确的是     

A. 同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等
B. 物体间相互作用时，先有施力物体，后有受力物体
C. 水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的
D. 物体的重心总在物体的几何中心

3. 下列说法正确的是

A. 力的作用离不开施力物体，但可以没有受力物体，如拳击运动员一拳出去却没打着对方，此时只有施力物体而没有受力物体
B. 重力加速度随着纬度升高而增大，随着海拔升高而减小
C. 弹簧的弹力大小与弹簧长度成正比
D. 木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的

4. 下列说法正确的是

A. 两个相互接触的物体间一定存在弹力
B. 将物体竖直向上抛出，物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小
C. 力可以使物体形变，但不能改变物体的运动状态
D. 实心球体的重心不一定在球心处

5. 物体间的相互作用非常复杂，下列各种说法中正确的是

A. 只有相互接触的物体间才有力的作用
B. 同一物体在地球表面，无论向上或向下运动都受重力作用
C. 相互接触的物体之间一定有弹力
D. 木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的

6. 如图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示，下列说法正确的是

A. 力的图示中重力的作用点在重心上，表示其他部分不受重力
B. 力的图示中重力的方向垂直平面向下，当放在斜面上则垂直斜面向下
C. 根据力的图示可读得铅球重力的大小为
D. 力的图示中标度是唯一的，必须是

 

7. 下列说法正确的是

A. 密度均匀的球体的重心在球心
B. 两个相互接触的物体间，一定有弹力的存在
C. 地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而减小
D. 在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧的长度成正比

8. 下列关于力的说法中正确的是   

A. 两个物体必须接触才能产生力的作用
B. 自由下落的石块速度越来越大，说明它受到的重力也越来越大
C. 放在水平地面上的物体受到地面的支持力，是因为物体发生了形变
D. 静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用

9. 下列说法正确的是

A. 把一根粗细均匀的直铁丝对折后其重心位置不变
B. 地面上汽车轮胎受到压力变瘪，是因为轮胎发生了弹性形变
C. 手握竖直的水杯处于静止状态，握力越大，杯子受到的静摩擦力不变
D. 物体受到的重力方向总是指向地心，且重力大小只与质量有关

10. 如图所示，硬质的球形容器中盛满某种液体，容器静置于两桌缝之间。某时刻在容器的底部钻一个小孔，液体从小孔中逐渐流出。不计一切摩擦，则以下说法中正确的是

A. 球形容器包括里面的液体，总的重心一直下降
B. 桌边对球形容器的弹力方向随液体的流出而改变
C. 桌边对球形容器的弹力先变小后变大
D. 当液体流完后，增大桌子间距的过程中，每个桌子对球形容器的弹力都变大

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 发生弹性形变的物体是要在恢复原状时才产生弹力的，所以弹力总指向使物体          的方向。轻绳的弹力方向是沿着绳          的方向支持面对物体作用的弹力方向总是          于支持面并          物体的。
12. 游泳时人和脚向后划水，人会向前运动。推动人向前运动的力的施力物体是          ，此现象说明力的作用是          的。
13. 如图所示，一个质量为m的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离。在这一过程中，P点的位移开始时弹簧处于原长状态是H，在这一过程中，系统弹性势能的增加量__________；系统重力势能的增加量__________。重力加速度为
14. 由于地球______而使物体受到的力叫重力，重力的方向______，质量为m的物体所受的重力______。
15. 为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据作出的图象如图所示。

甲、乙弹簧的劲度系数分别为________和_______结果保留三位有效数字；若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧_________更好选填“甲”或“乙”。

三、作图题（本大题共1小题，共2.0分）

16. 规范完成下列问题：
     

小球A的重力为，在图甲中画出该重力的图示；

在乙图中画出钢管B所受弹力的示意图。






 

四、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

17. 小明同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，安装好如图所示的实验装置：让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂一个钩码，静止时弹簧长度为，根据此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺最小分度是上位置的放大图，可读出弹簧的长度______cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是、、、实验中，当挂3个钩码时，弹簧长度为。已知每个钩码质量是50g，当地重力加速度，据此小明计算出弹簧的劲度系数为_______结果保留三位有效数字。
18. 某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。计算结果保留三位有效数字
    
    
    安装刻度尺时，必须使刻度尺保持状态。
    他通过实验得到如图乙所示弹簧的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长___________cm，劲度系数___________。
    他又利用本实验原理把该弹簧做成一只弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度___________cm。

五、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

19. 如图所示，一个质量为2 kg的木块静止在水平桌面上，受到弹簧拉力的作用，已知弹簧的劲度系数，当弹簧伸长2 cm时，求：
     

 弹簧弹力的大小。

 作出木块重力的图示。






 

20. 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】
重力的方向是竖直向下的，是由地球的吸引而产生的，弹力是由于物体形变产生的，方向垂直于接触面，弹力的大小：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比。
弹力、重力是力学中的基础知识，要熟练掌握重力、弹力的产生、大小、方向等基础知识，注意重力与地球的吸引力区别。
【解答】
A.由于地球的自转影响，物体的重力是地球对物体的吸引力的分力，不能直接说物体的重力就是地球对物体的吸引力，故A错误；
B.根据胡克定律，在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故B正确；
C.放在支持面上的物体所受支持力的方向指向被支持的物体，垂直于支持面，故C错误；
D.放在水平面上静止的物体对水平面的压力与重力大小相等，是两种性质的力，压力是物体形变产生的，重力是由于地球吸引产生的，故D错误。
故选B。  

2.【答案】C
 

【解析】

【分析】
同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等；物体相互作用具有同时性；杯子受到桌面的支持力是一个弹力，是由于弹性形变产生的；重心是物体各部分受重力的等效作用点，它可以在物体上也可以在物体外；只有质量分布均匀形状规则的物体其重心才在几何中心上。
本题考查了力的基础知识，解题关键是掌握重力、弹力、的概念以及相互作用力的特点。
【解答】
A.从赤道到两极，重力加速度不同，所以同一物体在赤道和北极受到的重力大小不相等，故A错误；
B.物体相互作用具有同时性，因此施力物体和受力物体没有先后，故B错误；
C.杯子受到桌面的支持力是一个弹力，根据弹力的产生可知，该力是由于桌面发生弹性形变而产生的，故C正确；
D.只有质量分布均匀形状规则的物体，其重心才在几何中心上，故D错误；
故选C。  

3.【答案】B
 

【解析】略
 

4.【答案】D
 

【解析】

【分析】
接触不一定产生弹力，只有接触后发生弹性形变，才能产生弹力．
重力是由万有引力而产生的；
力的两个作用效果，力可以使物体形变或改变物体的运动状态
重心概念及重心的位置。
正确理解力的概念、力的相互作用、力的三要素、力的作用效果是解决此类问题的关键。

【解答】
A.接触不一定产生弹力，只有接触后发生弹性形变，才能产生弹力，故A错误；
B.重力是万有引力而产生，同一地点物体的重力不变，与运动状态无关，故B错误；
C.力的两个作用效果，力可以使物体形变或改变物体的运动状态，故C错误；
D.物体的重心与质量分布、几何形状有关，实心球体，但质量分布不一定均匀，则其的重心不一定在球心处，故D正确。
故选D。

5.【答案】B
 

【解析】

【分析】
由力的概念判断得解；由重力的产生原因判断得解；由弹力产生的条件得解。
本题主要考查力的概念、重力产生的原因及弹力产生的原因，知道力的概念、重力产生的原因及弹力产生的原因是解题的关键，难度一般。
【解答】
A.力是物体间的相互作用，但物体间有力时，不一定接触，故A错误；
B.由于地球对物体的吸引而使物体所受的力是重力，故同一物体在地球表面，无论向上或向下运动都受重力作用，故B正确；
C.由弹力产生的条件可知，相互接触的物体之间不一定有弹力，故C错误；
D.由弹力产生的条件可知，木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，故D错误。
故选B。  

6.【答案】C
 

【解析】

【分析】
力的图示要表现力的三要素，即力的大小、方向和作用点，重力的作用点即为重心，方向竖直向下。
本题考查力的图示，掌握力的图示作图要点是解决本题的关键。
【解答】
A.力的图示中重力的作用点在重心上，物体上任何部分都受重力作用，重心是所有部分重力的等效作用点，故A错误；
B.力的图示中重力的方向竖直向下，故B错误；
C.根据力的图示，标度为25N，铁球重力为两个标度的长度，故铁球重力的大小为50N，故C正确；
D.力的图示中单位长度所表示的力的大小即标度不是唯一的，可以任意选择，故D错误。
故选C。  

7.【答案】A
 

【解析】

【分析】
质量分布均匀，形状规则的物体重心在几何中心上。弹力产生有两个条件，一是直接接触，二是有弹性形变；地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而增大。根据胡克定律，x为弹簧的形变量。
本题考查的是重心、弹簧弹力及弹力产生的条件的考查，基础题目。
【解答】
A.质量分布均匀，形状规则的物体重心在几何中心上，故密度均匀的球体的重心在球心，故A正确；
B.相互接触的两个物体，发生弹性形变，才能有弹力存在，故B错误；
C.地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而增大，故C错误；
D.根据胡克定律，其中x为弹簧的形变量，而不是弹簧的长度，故D错误；
故选A。  

8.【答案】D
 

【解析】

【分析】
任何物体都受到重力；重力与物体的速度无关；弹力产生的条件及原理，根据摩擦力阻碍物体相对运动，即可求解。
本题目考查了力的作用效果、力与运动的关系、摩擦力大小和方向的判断，需要学生将所学知识掌握扎实灵活应用。
【解答】
A.力是物体对物体的作用，产生力的作用时，必须同时存在两个物体，因此只有一个物体不会产生力的作用，但不一定要相互接触，比如电荷间的作用力，故A错误；
B.自由下落的石块做初速度为零加速度为重力加速度的匀加速直线运动，速度越来越大，并不能说明受到的重力越来越大，实际上重力是不变的，故B错误；
C.一个物体放在水平地面上，物体受到了向上的弹力，是因为地面发生形变，要恢复原状，从而对物体有个向上的弹力，故C错误；
D.静止的物体可以受到滑动摩擦力，在地面上滑行的物体，地面静止，但受滑动摩擦力，故D正确。
故选D。  

9.【答案】C
 

【解析】

【分析】
重力的作用点叫做重心，物体的重心与物体的质量分布及物体形状有关；物体在外力停止作用后恢复原状的形变，叫弹性形变；根据平衡条件分析杯子的静摩擦力；重力的方向总是竖直向下的。
本题考查重心，弹性形变，静摩擦力和重力的方向及大小，关键在于对相关概念的理解，基础题。
【解答】
A.把一根粗细均匀的直铁丝对折后其重心位置发生变化，故A错误；
B.物体在外力停止作用后恢复原状的形变，叫弹性形变，所以轮胎不是发生了弹性形变，故B错误；
C.以杯子为研究对象，分析受力情况：杯子竖直方向受到重力和静摩擦力，二力平衡，根据平衡条件得知，二力大小相等，摩擦力的方向竖直向上，当握力增大时，二力仍然平衡，所以静摩擦力保持不变，故C正确；
D.重力的方向总是竖直向下的，故D错误。
故选C。  

10.【答案】D
 

【解析】

【分析】
根据液体没有流出和液体全部流出后重心位置即可判断重心位置的变化情况；弹力方向总是指向圆心，跟系统重心位置无关；球形容器受到的两边弹力的方向不变，而系统的重力逐渐减小，即两个弹力的合力一直减小，则每个弹力也一直减小；液体流完后，球形容器的重力不变，增大桌子间距，两个弹力的夹角增大了，而两个弹力的合力一定，则每个弹力都增大了。
本题主要考查重心和弹力的大小和方向。
【解答】
A.液体没有流出时，球形容器系统的重心在球心处，当液体全部流出后，重心又在球心处，而液体流出的开始阶段，系统重心一定会下降，则系统的重心一定会先下降再上升，故A错误；
B.弹力方向应该过接触点，垂直于过接触点的圆的切线，即弹力方向总是指向圆心，跟系统重心位置无关，故B错误；
C.因为球形容器受到的两边弹力的方向不变，而系统的重力逐渐减小，即两个弹力的合力一直减小，则每个弹力也一直减小，故C错误；
D.液体流完后，球形容器的重力不变，增大桌子间距，两个弹力的夹角增大了，而两个弹力的合力一定，则每个弹力都增大了，故D正确。
故选D。  

11.【答案】恢复到原状；收缩；垂直；指向。
 

【解析】

【分析】
根据弹力产生的原因分析弹力方向，明确绳的弹力和支持力的弹力的方向。
明确弹力产生的条件、弹力的方向，基础题。
【解答】
发生弹性形变的物体是要在恢复原状，对产生形变的物体与其接触的物体要产生力的作用，所以弹力总指向使物体恢复到原状的方向；
绳的弹力的方向总是沿着绳子收缩的方向，支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持力的物体。
故答案为：恢复到原状；收缩；垂直；指向。  

12.【答案】水；相互
 

【解析】

【分析】
解决本题的关键知道力的作用是相互的，一个物体是受力物体，同时也是施力物体。
游泳时，人与水发生相互作用，推动人向前运动的力的施力物体是水，人对水的力与水对人的力是一对作用力和反作用力。
【解答】
推动人向前运动的力的施力物体是水；人和水之间发生相互作用，此现象说明力的作用是相互的。
故答案为：水；相互。  

13.【答案】
 

【解析】

【分析】本题的关键是根据胡克定律求出弹簧伸长的长度，然后求出物体上升的距离，即可求解。遇到含有弹簧的问题，应明确胡克定律表达式中x的含义，再求解即可；系统重力势能的增加量等于克服重力做的功。
【解答】

 P点缓慢向上移动过程中，物体处于平衡状态，物体受重力mg和弹簧的弹力，根据二力平衡的条件、胡克定律，有所以，
系统弹性势能的增加量

物体距离地面高度

重力对物体做的功
则系统重力势能的增加量 

故答案为

14.【答案】吸引  竖直向下  mg
 

【解析】解：物体由于地球吸引而受到的力叫重力，它的施力物体是地球，方向总是竖直向下；
重力的大小与质量成正比，关系式为：。
故答案为：吸引；竖直向下；mg。
重力指的是由于地球的吸引而使物体受到的力。施力物体是地球，方向是竖直向下的，物体受到的重力与其质量成正比。
此题考查了重力的定义、方向、作用点以及与质量的关系，都属于基础知识的考查，容易解答。
 

15.【答案】；200；甲
 

【解析】

【分析】
根据图示图象，应用胡克定律内容、公式分析答题；用劲度系数越小的弹簧制作的弹簧测力计精度越高。
【解答】
该图象中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出：；，由于甲的劲度系数小，因此要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧甲更好。
故答案为：；200；甲  

16.【答案】
 

【解析】

【分析】
重力的方向竖直向下，作用点在球的重心；
根据弹力的方向画出B受到的弹力的示意图。
本题是作图题，基础题目。

【解答】
过球心沿竖直向下画一条带箭头的线段，并用符号G表示重力，大小为如下图所示；
弹力的方向过接触点垂直与支持面指向被支持的物体，绳子的拉力沿绳子指向绳子收缩的方向。B受到的弹力的示意图如图所示：
  

17.【答案】；

 

【解析】

【分析】
本题考查探究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系，要注意明确实验原理，同时注意掌握相应仪器的测量方法，根据刻度尺的读数方法可得出对应的读数。
【解答】
由mm刻度尺的读数方法可知图中的读数为：。
故答案为：

【分析】
由可求得所挂钩码的重力，即可得出弹簧的拉力，根据胡克定律求出弹簧的劲度系数。
【解答】
挂1个钩码时，重力为：；
挂3个钩码时，重力为：；
则根据胡克定律可知：

故答案为：490  

18.【答案】；50；
 

【解析】

【分析】

弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律求解劲度系数；
直接从弹簧秤得到弹力，再从图象乙弹簧弹簧长度。

本题关键是明确实验原理，然后根据胡克定律并结合图象列式求解，不难。

【解答】

弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8cm，伸长量为4cm；根据胡克定律，有：
由图c得到弹簧的弹力为3N，根据图b得到弹簧的长度为10cm；

19.【答案】解：根据胡克定律得到弹力的大小。
力的图示包括大小、方向、作用点，故重力的图示为：
 

【解析】根据胡克定律得到弹力的大小；
力得到图示包括大小、方向、作用点。
解题的关键是应用胡克定律。
 

20.【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。