鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 相互作用第2节 科学探究：弹力随堂练习题

科学探究：弹力

(建议用时：40分钟)

题组一　弹力及产生条件

1．如图甲是演示桌面在压力作用下发生形变的装置；图乙是演示玻璃瓶在压力作用下发生形变的装置。这两个实验共同体现了(　　)

甲　　　　　　乙

A．控制变量法　　　 B．微小放大的思想

C．比较法   D．等效法

B　[两个实验都体现了将不明显的微小形变放大的思想。]

2．静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是(　　)

A．细线对它一定有拉力作用

B．细线可能对它没有拉力作用

C．斜面对它可能有支持力作用

D．斜面对它一定有支持力作用

A　[小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触，斜面对小球没有弹力(假设有弹力，小球将受到三个力作用，重力和细线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，小球将向右上方运动，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力)。故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力，故选项A正确，选项B、C、D错误。   ]

3．下列关于弹力的几种说法，其中正确的是(　　)

A．只要两物体接触就一定产生弹力

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．只要物体发生形变就一定有弹力产生

C　[两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误；静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误；静止在水平面上的物体受到向上的弹力是由于地面的形变，C正确。]

题组二　弹力方向的判断

4．关于弹力的方向，下列说法正确的是(　　)

A．物体静止在水平桌面上，桌面对物体的支持力方向是竖直向下的

B．物体沿斜面下滑时，斜面对物体的支持力方向是沿斜面向上的

C．用绳悬挂物体时，绳对物体的拉力方向是沿绳收缩的方向

D．用水平直杆固定路灯时，直杆对路灯的弹力方向一定在直杆所在直线上

C　[桌面(斜面)对物体的支持力方向垂直于桌面(斜面)指向物体，A、B错；绳对物体的拉力方向总是沿绳收缩的方向，C对；根据二力平衡，直杆对路灯的弹力方向竖直向上，D错。]

5．(2020·重庆市育才中学高一上期中)某学校的室内课间操深受广大同学的喜爱和追捧，让同学们在教室里也可以动起来，其中有一个击掌的动作非常有意思，关于击掌这一动作，下列说法正确的是    (　　)

A．甲同学对乙同学的力是乙同学手掌形变产生的

B．乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的

C．甲同学手掌形变的方向是向右的

D．乙同学手掌形变恢复的方向是向右的

B　[甲同学对乙同学的力是甲同学手掌形变产生的，选项A错误；乙同学对甲同学的力是乙同学手掌形变产生的，选项B正确；甲同学手掌形变的方向是向左的，产生的弹力向右，选项C错误；乙同学手掌形变的方向向右，形变恢复的方向是向左的，选项D错误。]

6．(2020·吉林省实验中学高一上期中)下列各图中，P、Q两物体之间不存在弹力的是(所有的接触面都是光滑的，物体处于静止状态)(　　)

A　　　　　　　　B

C　　　　　　　　D

D　[假设A选项中P、Q之间没有弹力，则把Q拿掉之后，P不能保持静止状态，所以P、Q之间有弹力，故A正确；同理可得B、C均正确；假设D选项中P、Q之间有弹力，则Q受到P施加的弹力指向右下方，此力不会让Q处于平衡状态，所以假设是不成立的，P、Q之间没有弹力，故D错误。]

题组三　弹力大小的计算

7．如图所示，重为20 N的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧伸长了4 cm。现换用另一个重为40 N的物体悬挂在弹簧的下端(形变仍在弹性限度内)，这时弹簧的弹力大小、劲度系数分别是(　　)

A．20 N,500 N/m   B．20 N,1 000 N/m

C．40 N,500 N/m   D．40 N,1 000 N/m

C　[重为20 N的物体悬挂在弹簧的下端时，根据物体平衡条件可知，弹簧的弹力F＝20 N，弹簧伸长的长度x＝4 cm＝4×10－2 m。根据胡克定律F＝kx得：k＝ N/m＝500 N/m，当重为40 N的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧的弹力F＝40 N，劲度系数不变，故C正确。]

8．如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F＝2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是(　　)

A．3 N和4 N   B．5 N和6 N

C．1 N和2 N   D．5 N和2 N

D　[弹簧可能被拉伸也可能被压缩。当弹簧被拉伸时，天花板受到的拉力F1＝3 N＋2 N＝5 N，地板受到的压力N1＝4 N－2 N＝2 N，选项D可能；当弹簧被压缩时，天花板受拉力F2＝3 N－2 N＝1 N，地板受压力N2＝2 N＋4 N＝6 N，故选项A、B、C均没有可能。故选D。]

9．测量得一只弹簧测力计3 N和5 N两刻度线之间的距离为2.5 cm。求：

(1)弹簧测力计3 N、5 N刻度线与零刻度线之间的距离。

(2)弹簧测力计所用弹簧的劲度系数。

[解析]　弹簧测力计的刻度值应与该刻度线到零刻度线的距离成正比。

(1)设3 N、5 N刻度线到零刻度线的距离分别为x1、x2，劲度系数为k。根据胡克定律F＝kx可得＝                            ①

又x2－x1＝2.5 cm  ②

由①②得：x1＝3.75 cm，x2＝6.25 cm。

(2)由F1＝kx1可得

k＝＝ N/m＝80 N/m。

[答案]　(1)3.75 cm　6.25 cm　(2)80 N/m

10．(多选)如图所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，加一水平力F，且F过球心，下列说法正确的是 (　　)

A．球一定受墙的弹力且水平向左  

B．球可能受墙的弹力且水平向左

C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上

D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上

BC　[采用假设法进行判断。假设把竖直墙拿走，则球可能不能保持静止，也可能保持静止，所以竖直墙对球可能有弹力，也可能没有弹力，如果有弹力，方向一定水平向左，A错误，B正确；假设把斜面拿走，则球在竖直方向上只受重力，一定不能保持静止，所以斜面一定对球有弹力，方向垂直斜面向上，C正确，D错误。]

11．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，使系统依然保持平衡，下列说法正确的是(　　)

甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁

A．图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁

B．图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、丙、丁

C．图中的BC杆可以用轻绳代替的是乙、丙、丁

D．图中的BC杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁

B　[图甲、丙、丁中，AB杆对B点产生的是拉力，当用轻绳代替时效果不变，仍能使装置平衡，故AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有图甲、丙、丁；同理可知，BC杆可以用轻绳代替的只有图丙，故B正确。]

12．水泥是一种重要的建筑材料，以石灰石、黏土以及其他辅助原料可以烧制成硅酸盐水泥。把这种水泥用在建筑上，坚固耐压但不耐拉，钢筋耐压也耐拉，通常在混凝土建筑物需承受张力的部位用钢筋来加固，正确地放置钢筋的位置，可以使建筑物更加牢固，下列各图中，楼板和阳台加固钢筋的位置都正确的是(　　)

A　　　　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　　　　D

A　[阳台承受压力时向下弯曲，其上表面的拉伸形变比下表面的大，故阳台上的钢筋应靠近上表面，而房间内楼板受到重压时，向下凸起，其下表面的拉伸形变比上表面的大，故钢筋应靠近楼板的下表面，故A正确。]

13．有两根相同的轻弹簧a和b，劲度系数均为k，现将它们按图甲所示方式连接，下面挂质量均为m的两个小物体，此时两根轻弹簧总长为l，若将两个物体按图乙所示方法挂在两轻弹簧上，则两根轻弹簧的总长为多少？(重力加速度为g)

甲　　　乙

[解析]　设轻弹簧的原长为l0，则根据胡克定律可得，按题图甲所示方式连接时，两轻弹簧的伸长量满足Δla1＝Δlb1＝，所以有l＝2l0＋。按题图乙所示连接时，两轻弹簧的伸长量分别为Δla2＝，Δlb2＝，两根轻弹簧总长为l′＝2l0＋＝l－。

[答案]　l－