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：弹力一课一练

第2节　科学探究:弹力

A级 必备知识基础练

1.玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.桥面受向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变

B.汽车没有发生弹性形变,所以汽车不受弹力

C.汽车受向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变

D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变

2.探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.弹簧的劲度系数是2 N/m

B.弹簧的劲度系数是2×103 N/m

C.当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧总长度x2=40 cm

D.当弹簧伸长量x1=2 cm时,弹簧产生的拉力F1=400 N

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力为2 N的小球,小球处于静止状态。则关于弹性杆对小球的弹力,下列结论正确的是(　　)

A.大小为2 N,方向平行于斜面向上

B.大小为1 N,方向平行于斜面向上

C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上

D.大小为2 N,方向竖直向上

4.(多选)一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系如图所示,根据图像判断,正确的结论是(　　)

A.弹簧的劲度系数为1 N/m

B.弹簧的劲度系数为100 N/m

C.弹簧的原长为6 cm

D.弹簧伸长0.2 m时,弹力的大小为4 N

5.(多选)如图所示,a、b间一定无弹力作用的是(a、b表面光滑且处于静止状态)(　　)

6.(2023江苏宿迁高一期中)如图所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面上,现将一质量为m的物块放在弹簧上端,平衡时弹簧的长度为l1,已知弹簧的原长为l0,重力加速度大小为g,则弹簧的劲度系数为　　　　。 

B级 关键能力提升练

7.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是(　　)

A.F1=F2=F3 

B.F1=F2<F3

C.F1=F3>F2 

D.F3>F1>F2

8.“蹦极”是一种非常刺激的户外休闲运动,人从水面上方某处的平台上跳下,靠自身所受的重力让其自由下落,被拉伸的蹦极绳又会产生向上的力,把人拉上去,然后人再下落。正是在这上上下下的运动中,蹦极者体会到惊心动魄的刺激,如图所示。设一次蹦极中所用的橡

皮绳原长为15 m。质量为50 kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3 000 N,已知此人停在空中时,蹦极的橡皮绳长度为17.5 m,橡皮绳的弹力与伸长的关系遵循胡克定律。g取10 N/kg。求:

(1)求橡皮绳的劲度系数。

(2)橡皮绳上端的悬点离下方的水面至少为多高?

第2节　科学探究:弹力

1.C　汽车与桥面相互挤压都发生了形变,选项B错误;由于桥面发生弹性形变,所以汽车受向上的弹力,选项C正确,D错误;由于汽车发生了弹性形变,所以对桥面产生向下的压力,选项A错误。

2.B　由F=kx得弹簧的劲度系数k=N/m=2×103N/m,A错误,B正确。弹簧受F2=800N的拉力作用时,弹簧伸长量为40cm,弹簧的总长度不能确定,C错误。弹簧伸长量为2cm时,弹簧产生的拉力F=kx=2000×0.02N=40N,D错误。

3.D　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D。

4.BC　弹簧处于原长时,弹簧的弹力应为零,由此可知弹簧原长为6cm;由题中图像可知,当拉长2cm时,弹力为2N,根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为100N/m,选项B、C正确,A、D错误。

5.AC　A图中,a球静止,悬线竖直,如果受到b的弹力,则a受到重力、悬线拉力和b的弹力三个力作用,无法保持静止状态,所以a、b间一定无弹力,A正确;B图中,a放在b上,b对a的弹力(支持力)大小不确定,a可能只受两个力的作用(重力和支持力或重力和悬线的拉力),也可能受重力、b的弹力、悬线的拉力三个力的作用,B错误;C图中,如果a受b的弹力,由于a、b表面光滑,则a会向左运动,b会向右运动,不符合静止状态,故a、b间一定无弹力,C正确;D图中,a、b紧挨在一起置于容器内,无论a、b是否挤压,a、b都一定处于静止状态,所以无法判断a、b间是否无弹力,故D错误。故选A、C。

6.解析 物块受到弹簧的弹力大小与自身受到的重力大小相等,有k(l0-l1)=mg,解得k=。

答案

7.A　不计一切摩擦,平衡时三个弹簧的弹力大小均等于一个球的重力大小,故F1=F2=F3=mg,选项A正确。

8.解析 (1)人静止于空中时,橡皮绳的拉力F1=mg=500N

由胡克定律得F1=k(l-l0)

橡皮绳的劲度系数k=N/m=200N/m。

(2)设橡皮绳拉力最大时,绳长为l'。

由胡克定律得F2=k(l'-l0)

得l'=+l0=m+15m=30m。

答案 (1)200 N/m

(2)30 m