鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 科学探究：弹力精品当堂达标检测题

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考点1：形变
1．形变的两种情况
（1）形状的改变：指受力时物体的外观发生变化，如橡皮条拉伸时由短变长；撑竿跳高时，运动员手中的撑竿由直变曲等．
（2）体积的改变：指受力时物体的体积发生变化，如用力压排球，排球的体积变小；用力压海绵，海绵的体积变小．
2．显示微小形变的方法
（1）光学放大法：如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P.用力压桌面时，桌面发生了形变，虽然形变量很小，但镜子要向桌面中间倾斜，由于两个镜子间距较大，光点在墙上有明显移动，把桌面的形变显示出来．
（2）力学放大法：如图所示，把一个圆玻璃瓶瓶口用中间插有细管的瓶塞堵上，用手轻压玻璃瓶，玻璃瓶发生形变，容积减小，水受挤压上升，松开手后，形变恢复，水面落回原处．




【技巧与方法】
物体的形变
一切物体都可以发生形变，只不过有的明显，有的不明显．
显示微小形变的方法：光学放大法、力学放大法等．
【针对训练】
1．(多选)下列各种情况中，属于弹性形变的有( )
A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变 B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变
C．细钢丝被绕制成弹簧 D．铝桶被砸扁
2．如图所示，在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P.用力压桌面，观察墙上光点位置的变化．下列说法中正确的是( )
A．F增大，P不动
B．F增大，P上移
C．F减小，P下移
D．F减小，P上移
考点2：弹力
1.弹力有无的判断方法
（1）方法一：对于形变比较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断：①物体间相互接触；②发生弹性形变．两个条件必须同时满足才有弹力产生．
（2）方法二：对于形变不明显的情况通常有以下两种方法①假设法：假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力，看研究对象在假设条件下能否保持原状态，若能，说明假设成立，则弹力存在；否则弹力不存在.
如图所示，光滑水平面上的球靠在竖直面上静止，竖直面是否对球产生力的作用？假设竖直面对球产生了力的作用，由力的作用效果可知，球不会静止，故可判定没有水平弹力产生．
②状态法(根据物体的运动状态判断)在如图所示的情况中，若AC面和AB面对球都有弹力，这两个弹力方向分别垂直于AC和AB面，则球所受的力如图所示，由于AB面对球的弹力F2使球不能静止在原来位置，与球处于静止状态的实际情况不相符，因此AB面对球的弹力F2不存在．
（3）方法三：对于形变不明显的情况，通常采用假设法判断．
2．几种常见弹力的方向
3.弹力大小的计算
（1）公式法：利用公式F＝kx计算，适用于弹簧这样的弹性体弹力的计算．
（2）平衡法：如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时，可用二力平衡得到拉力的大小等于物体重力的大小，目前主要适用于二力平衡的情况．
【例1】 在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是( )
A B C D
【技巧与方法】
弹力的产生条件中接触是前提，挤压是关键，相互接触的物体是否发生弹性形变是弹力存在与否的标志.但是，实际上除弹簧、橡皮条等物体产生弹力时形变较明显外，大部分物体产生弹力时形变是微小的，肉眼很难观察出来.因此，弹力有无的判断主要有以下两种方法：1条件法；2假设法.
【例2】 分别对下列A、B图中小球、C图中杆画出受力示意图．(A中小球用细绳挂在光滑的墙上，B中小球用细绳拴着搁在角上，C中杆放在光滑的墙和半球型碗中)
A B C
【技巧与方法】
判断弹力方向的一般步骤
确定物体之间弹力作用的类型；
确定产生弹力的物体；
找出使物体发生形变的外力方向；
确定物体形变的方向；
确定物体产生的弹力方向．
【针对训练】
3．关于放在水平桌面上静止的书对桌面的压力，下列说法中正确的是( )
A．书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的
B．书对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
C．桌面对书的支持力是由于书发生形变而产生的
D．书对桌面的压力就是书所受的重力
4．如图所示，一小球用两绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则关于小球受弹力个数正确的是( )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个

考点3：胡克定律
1．定律的成立是有条件的，这就是弹簧要发生“弹性形变”，即在弹性限度内．
2．表达式中x是弹簧的形变量，是弹簧伸长(或缩短)的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的长度．
3．表达式中的劲度系数k，反映了弹簧的“软”“硬”程度，是由弹簧本身的性质(如材料、形状、长度等)决定的．不同型号、不同规格的弹簧，其劲度系数不同．
4．根据F＝kx作出弹力F与形变量x的关系图像，如图所示，这是一条过原点的直线，其斜率k＝eq \f(F,x)＝eq \f(ΔF,Δx).
【例3】 如图所示，一根弹簧的自由端B在未悬挂重物时，正对着刻度尺的零刻度，挂上100 N重物时正对着刻度20.
（1）当弹簧分别挂上50 N和150 N重物时，自由端所对刻度应是多少？
（2）若自由端所对刻度是18，则弹簧下端悬挂了多重的重物？








【技巧与方法】
应用胡克定律的易错提醒
只有弹簧及橡皮筋类的弹力遵循胡克定律，在弹簧处于伸长状态或压缩状态时均有弹力作用，所以计算弹簧的弹力时，应注意区别这两种状态下弹簧的长度、弹簧的原长、弹簧的形变量等物理量．


【针对训练】
5.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＝eq \f(20,0.04) 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．
6．一根弹簧在50 N力的作用下，长度为10 cm，若所受的力再增加4 N，则长度变成10.4 cm.设弹簧的形变均在弹性限度内，求弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数k.















考点达标
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
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
2．关于弹性形变，下列说法中正确的是( )
A．物体形状的改变叫弹性形变
B．物体在外力停止作用后的形变叫弹性形变
C．一根铁丝在用力弯折后的形变是弹性形变
D．物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变是弹性形变
3．(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＝eq \f(F,x)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
4．下列情况中，接触面均光滑，小球都处于静止状态，绳子全处于拉伸状态，则球受到两个弹力的是( )
A B C D
5．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中弹簧的左端受到大小也为F的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④中弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙的桌面上滑动．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．l1＞l2 B．l2＞l3
C．l3＞l4 D．l1＝l2＝l3＝l4
6．固定弹簧的上端，在弹性限度内，弹簧的下端悬挂重为8 N的重物时，弹簧的长度为0.16 m；悬挂重为12 N的重物时，弹簧的长度为0.18 m；则弹簧的原长L和劲度系数k分别为( )
A．L＝0.12 m k＝50 N/m
B．L＝0.14 m k＝200 N/m
C．L＝0.12 m k＝200 N/m
D．L＝0.14 m k＝50 N/m
二、非选择题(14分)
7．请在图中画出杆或球所受的弹力．






巩固提升
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重为G，平衡时小球在A处，今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为( )
A．kx B．kx＋G
C．G－kx D．以上都不对
2.(多选)如图所示，小球A的重力为G，上端被竖直悬线挂于O点，下端与水平桌面相接触，悬线对球A、水平桌面对球A的弹力大小可能为( )
A．0，G B．G,0
eq \f(G,2)，eq \f(G,2) D.eq \f(1,2)G，eq \f(3,2)G

3.如图所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法中正确的是( )
A．A物体仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直于斜面向上
B．A物体受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直于斜面向下
C．A物体受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直于斜面向上
D．A物体受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直于斜面向上，一个竖直向下
4.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
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(13分)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．




6.(13分)如图所示，劲度系数为k2的轻弹簧乙竖直固定在桌面上，上端连一质量为m的物块，另一劲度系数为k1的轻弹簧甲固定在物块上．现将弹簧甲的上端A缓慢向上提，当提到乙弹簧的弹力大小恰好等于eq \f(2,3)mg时，求A点上升的高度．

类型
方向
图示
接触方式
面与面
垂直公共接触面指向被支持物体
点与面
过点垂直于面指向被支持物体
点与点
垂直于公共切面指向受力物体且力的作用线一定过球(圆)心
轻绳
沿绳收缩方向
轻杆
可沿杆
可不沿杆
轻弹簧
沿弹簧形变的反方向