人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力课时训练
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《3.1 重力与弹力》同步练习
1.如图1中的甲、乙表示了力的作用效果,其中图甲表示力能使物体的____________;图乙表示力能使物体的______________.像这样人们把改变物体的__________或产生________的原因,即物体与物体之间的相互作用,称做力.
图1
2.力的图示就是把一个力的________、________和________这三要素用一条带箭头的线段准确、形象地表示出来,线段的方向表示力的________,线段的长短表示力的________,用箭尾(或箭头)表示力的________.
3.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G=______.
4.物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用______于一点,这一点叫物体的重心.形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其__________上.
5.目前,人们认识到自然界中存在四种相互作用,它们分别是:________________、________、________________、______________.
6.发生形变的物体,由于________________,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.弹力的产生有两个条件:__________和__________________.如果形变过大,超过一定限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫__________.
7.通常所说的压力和支持力都是弹力,压力和支持力的方向都__________物体的接触面,分别指向被压和被支持的物体.绳子的拉力也是弹力,它的方向沿绳指向绳____________的方向.
8.弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的伸长(或缩短)量x成________,表达式为F=______,其中比例系数k叫__________,其单位符号是________.
1. 下列关于力的说法错误的是( )
A.力是物体与物体之间的相互作用
B.力可以只有施力物体而没有受力物体
C.力是矢量,它既有大小又有方向
D.力可以用带箭头的线段表示
2. 关于重力,下列说法中正确的是( )
A.只有静止的物体才受到重力的作用
B.只有做自由落体运动的物体才受到重力的作用
C.重力的方向总是与物体的运动方向相同
D.重力的方向总是竖直向下的
3. 下列关于重心的说法中,正确的是( )
A.物体所受重力的等效作用点叫物体的重心
B.只有在物体的重心处才受到重力的作用
C.质量分布均匀、形状对称的物体的重心在其几何对称中心
D.球体的重心总在球心
4. 物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力( )
A.就是物体的重力
B.是由于物体的形变而产生的
C.是由于桌面的形变而产生的
D.是由于地球的吸引而产生的
5. 下面关于弹力的说法正确的是( )
A.只要物体相互接触,就一定有弹力产生
B.两个物体不相互接触,有时也可以产生弹力作用
C.压力和支持力的方向总是垂直于接触面,指向被压或被支持的物体
D.微小的力不能使坚硬的物体发生形变
6. 在弹性限度之内,一轻弹簧受到10 N的拉力时,它的伸长量是4 cm,则该弹簧劲度系数是________N/m,当弹簧不受拉力时,该弹簧劲度系数是________ N/m,当弹簧两端受到拉力为10 N,弹簧的伸长量是____________ cm.
【概念规律练】
知识点一 力的概念
1.下列说法正确的是( )
A.拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体
B.力离不开受力物体,但可以没有施力物体.例如:向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力,但找不到施力物体
C.只有相互接触的物体间才会有力的作用
D.一个力必定联系着两个物体,其中任意一个物体既是受力物体,又是施力物体
2.下列说法正确的是( )
A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感到痛,说明甲对乙施加了力,而乙未对甲施加力
B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的
C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在
D.网球运动员用力击球,网球受力飞出后,网球受力的施力物体不再是人
知识点二 力的图示和力的示意图
3.
图2
如图2所示,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示和示意图.
4.一个重20 N的物体沿着斜面下滑,如下图所示,关于物体所受重力的图示不正确的是( )
知识点三 重力和重心
5.关于重力的大小,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力大小总是恒定的
B.同一地点,物体的重力与物体的质量成正比
C.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受的重力
D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力
6.下列说法正确的是( )
A.自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受重力越来越大
B.在空中飞行的物体不受重力作用
C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变
D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受重力的大小与方向都不变
7.关于物体的重心,下列说法正确的是( )
A.物体的重心一定在物体上
B.用线竖直悬挂的物体静止时,线的方向一定通过重心
C.一砖块平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变
D.舞蹈演员在做各种优美的动作时,其重心在体内位置不变
知识点四 四种基本相互作用
8.下列说法中正确的是( )
A.自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用
B.在四种基本相互作用中,万有引力是最强的
C.四种基本相互作用的规律是完全独立的,不可能再统一了
D.万有引力和电磁力是长程力,强相互作用和弱相互作用是短程力
知识点五 弹力的产生
1.关于弹力,下面说法正确的是( )
A.两个弹性物体只要相互接触就一定会产生弹力
B.静止在水平面上的物体,对水平面的压力就是物体的重力
C.产生弹力的物体一定发生弹性形变
D.弹力的大小与物体的形变程度有关,形变程度越大,弹力越大
2.下列说法正确的是( )
①木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于桌面发生微小的形变而产生的 ②拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿对它的弹力,是由于木头发生形变而产生的 ③挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的
A.①② B.②③
C.①②③ D.①③
知识点六 弹力的方向
3.按下列要求画出图中弹力的方向:
(1)搁在光滑竖直墙与水平地面间的棒在A、B两处受到的弹力;
(2)搁在光滑半球形槽内的棒在C、D两处受到的弹力;
(3)用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力.
4.画出图中各个静止物体A所受的弹力,各个接触面和点均光滑.
知识点七 胡克定律的应用
5.关于弹簧的劲度系数,下列说法中正确的是( )
A.与弹簧受的拉力有关
B.与弹簧发生的形变有关
C.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
D.与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关
6.如图1所示,一根弹簧的原长为20 cm,竖直悬挂着,当用15 N的力向下拉弹簧时,量得弹簧长24 cm.若把它竖立在水平桌面上,用30 N的力竖直向下压时,弹簧长多少?
图1
【方法技巧练】
重心位置的确定方法
图3
如图3所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口.在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会( )
A.一直下降
B.一直不变
C.先下降后上升
D.先上升后下降
一、判断有无弹力的方法
如图2甲所示,木板AB和BC成120°固定角,BC板水平,光滑的金属球静止在BC板上,并与AB板接触,问木板AB和BC对球是否有弹力?如果同时将两板逆时针转过一个小角度,球仍静止,如图乙所示,此时木板AB和BC对球是否有弹力?
图2
如下图所示的情景中,两个物体a、b(a、b均处于静止状态,接触面光滑)间一定有弹力的是( )
二、利用图象分析弹簧弹力随形变量的变化
9.下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长量的关系所测得的几组数据:
弹力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧测力计的伸长量x/cm
2.6
5.0
6.8
9.8
12.4
(1)请在图3中的坐标纸上作出F-x图象.
图3
(2)写出曲线所代表的函数.(x用cm作单位)
(3)解释函数表达式中常数的物理意义.
1.下列说法正确的是( )
A.每个力都必有施力物体和受力物体,找不到施力物体或受力物体的力是不存在的
B.网球运动员用力击球,网球受力后飞出,网球的施力物体是人
C.两个力都是5 N,那么这两个力一定相同
D.施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体
2.下列说法中正确的是( )
A.射出枪口的子弹,能打到很远的距离,是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用
B.在奥运摔跤赛场上,甲用力把乙摔倒,说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
C.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力,不会施力
D.相互作用的任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体
3.下列关于力的作用效果的叙述中,错误的是( )
A.物体的运动状态发生改变,则物体必定受到力的作用
B.物体运动状态没有发生改变,物体也可能受到力的作用
C.力的作用效果不仅取决于力的大小和方向,还与力的作用点有关
D.力作用在物体上,必定同时出现形变和运动状态的改变
4.下列有关力的说法正确的是( )
A.竖直向上抛出的物体,物体竖直上升,是因为受到一个竖直向上的升力作用
B.放在斜面上的物体会沿斜面下滑,是因为受到一个下滑力作用
C.放在水中的木块会上浮,是因为受到了浮力的作用
D.运动员跳远,腾空后能前进几米,是因为受到了空气的推力
5.关于重心,下列说法中正确的是( )
A.重心就是物体内最重的一点
B.物体发生形变时,其重心位置一定不变
C.物体升高时,其重心在空中的位置一定不变
D.采用背越式跳高的运动员在越过横杆时,其重心位置可能在横杆之下
6.下列说法正确的是( )
A.用手压弹簧,手先给弹簧一个作用,弹簧压缩后再反过来给手一个作用
B.运动员将垒球抛出后,垒球的运动状态仍在变化,垒球仍为受力物体,但施力物体不是运动员
C.被运动员踢出的在水平草地上运动的足球受到沿运动方向的踢力的作用
D.带正电的甲球吸引带负电的乙球,那么乙球也吸引甲球,但是磁铁吸引铁块,而铁块不会吸引磁铁
7.如图4所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为( )
图4
A.马跑得快的缘故
B.马蹄大的缘故
C.马的重心在飞燕上
D.马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
题 号
1
2
3
4
5
6
7
答 案
8.在图5甲中木箱P点,用与水平方向成30°角斜向上的150 N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向上的20 N的力把木块抵在墙壁上,试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.
图5
9.物体竖直悬挂在弹簧秤下静止时,秤示数为29.4 N,则用天平测此物体质量时,示数为多少?当用弹簧秤拉着物体向上匀速运动时对物体所受的拉力而言,指出施力物体和受力物体,此时秤的示数是多少?(g取9.8 N/kg)
10. 一个质量为60 kg的人,在地球上的重量为588 N,在月球上的重量为98 N.该人做摸高运动时,在地球上的触摸高度为0.5 m,那么在月球上的触摸高度为多少?
1.关于弹力下述说法正确的是( )
A.轻绳对物体的弹力总是沿绳方向
B.轻杆对物体的弹力总是沿杆方向
C.用一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变产生的
D.在弹性限度内,某一弹簧的弹力与其形变量的比值是常数
2.关于胡克定律,下列说法正确的是( )
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
B.由k=可知,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的大小和弹簧形变量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
3.
图4
在半球形光滑容器内放置一细杆,如图4所示,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,则容器上A、B两点对细杆的作用力方向分别为( )
A.均竖直向上
B.均指向球心
C.A点处指向球心,B点处竖直向上
D.A点处指向球心,B点处垂直于细杆向上
4.一辆汽车停在水平地面上,下列说法中正确的是( )
A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力
B.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车受到了向上的弹力,是因为汽车也发生了形变
C.汽车受到向上的弹力,是因为地面发生了形变;地面受到向下的弹力,是因为汽车发生了形变
D.以上说法都不正确
5.
图5
如图5所示,一小球用两根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
6.如图6所示,对静止于水平地面上的重为G的木块,施加一竖直向上的逐渐增加的力F,若F小于G,下列说法正确的是( )
图6
A.木块对地面的压力随F增大而增大
B.木块对地面的压力随F增大而减小
C.木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对平衡力
D.木块对地面的压力就是木块的重力
7.如图7所示,弹簧秤和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力G=10 N,则弹簧秤A和B的读数分别为( )
图7
A.10 N,20 N B.10 N,10 N
C.10 N,0 N D.0 N,0 N
8.如图8所示,小球和光滑斜面接触,并处于静止状态,则小球受到的力是( )
图8
A.重力、绳的拉力
B.重力、绳的拉力、斜面的弹力
C.重力、斜面的弹力
D.绳的拉力、斜面的弹力
9.
图9
如图9所示,弹簧的劲度系数为k,小球重力为G,平衡时小球在A位置.今用力F将小球向下拉长x至B位置,则此时弹簧的弹力为( )
A.kx
B.kx+G
C.G-kx
D.以上都不对
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答 案
10.
图10
如图10所示,两根弹簧原长都是20 cm,劲度系数均为k=20 N/m,小球质量为0.1 kg,若不计弹簧的质量和小球的大小,求悬点O到小球之间的距离.(g取10 N/kg)
11.如图11所示,为一轻质弹簧的弹力F和长度l大小的关系图象,试由图线确定:
图11
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小.
12.
图12
一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力(F)之间的关系如图12所示,试求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)若弹簧原长l0=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,需要多大的压力F?
(3)如果用600 N的拉力(仍在弹性限度内,弹簧原长同上),弹簧长度l是多少?
《3.1 重力与弹力》
课前预习练
1.运动状态发生改变 形状发生改变 运动状态 形变
2.大小 方向 作用点 方向 大小 作用点
3.吸引 竖直向下 mg
4.集中 几何中心
5.万有引力作用 电磁相互作用 强相互作用 弱相互作用
6.B [力是物体与物体之间的相互作用,故一个力既有施力物体又有受力物体,B错误,其余都是正确的.]
7.D
8.AC [物体的各部分都受到重力作用,从效果上看,可以把物体所受的重力看做集中于一点,这一点叫物体的重心,并不是只有物体的重心处才受到重力的作用,A对,B错.质量分布均匀、形状对称的物体的重心在其几何对称中心,球体的质量分布不一定是均匀的,故球体的重心不一定在球心,C对,D错.]
课堂探究练
1.D [拳击手一拳击出,没有击中对方,表明拳击手对对方没有施力,没有力当然谈不上施力物体和受力物体,A错;力是相互的,受力物体受到的力必然是施力物体施加的,必须有施力物体,B错;力既可以是接触力,也可以是非接触力,例如,重力就可以存在于没有接触的物体之间,C错;所以D正确.]
2.D [甲对乙施力的同时,乙对甲也施力,只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、脸部等更能承受击打罢了,所以乙感到痛而甲未感到痛,A错;“风吹草动”的施力物体是空气,B错;力不可以离开物体,磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的,磁场离不开磁铁,故C错;网球飞出后受重力和阻力作用,施力物体是地球和空气,故D正确.]
点评 ①力的作用是相互的.若甲物体对乙物体施加某种力的作用,则乙物体必同时对甲物体施加相同性质的力的作用.施力物体同时也是受力物体,受力物体也必然是施力物体,这说明力是成对出现的.②力的产生和存在离不开物体.一个物体受到力的作用,一定有另外的物体施加这种作用.前者是受力物体(研究对象),后者是施力物体,只要有力产生,就一定同时存在着受力物体和施力物体.力不能脱离物体而独立存在.分析力时,要弄清该力是谁对谁的作用.若找不到施力物体,则该力不存在.
3.见解析
解析 画力的图示,要严格按照以下步骤进行.
(1)选定标度:此题选2 mm长的线段表示2 N的力.
(2)从力的作用点沿力的方向画一条线段,线段长短根据选定的标度和力的大小成正比,线段上加刻度,如上图甲所示,也可以如上图乙所示,从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段;
(3)在线段上加箭头表示力的方向.
画力的示意图:从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明FN=10 N即可,如上图丙所示.
点评 作力的图示的具体步骤:
(1)选定标度,即用某一长度的线段来表示一定大小的力,选标度应根据力的大小合理选取,一般情况下线段分2~5段,不能过多也不能太少.
(2)从力的作用点沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加上刻度.
(3)在线段上沿力的方向加上箭头.
4.BC [重力的方向总是竖直向下即垂直于水平面向下,不一定与接触面垂直;另外,选取不同的标度,力的图示会有所不同.根据上述原则可知,A、D选项正确,B、C选项不正确.]
5.B
6.D [在地球上的同一位置,同一物体的重力为一定值,故A错;只要在地球上,物体所受重力就不为零,故B错;重力的方向始终竖直向下,与物体运动状态无关,故C错.]
7.BC [物体的重心是重力的等效作用点,不一定在物体上,所以A项错误;悬挂法确定物体重心时,线的方向一定通过重心,因此B项正确;物体重心与质量分布和形状有关,当质量分布不变、形状不变时,其重心不变,而形状改变时重心位置也改变,所以C项正确,D项错误.]
8.AD
9.C [在注满水时,球壳和水的共同重心在球心,随着水的流出,球壳的重心不变,但水的重心下降,二者共同的重心在下降.当水流完时,重心又回到球心,故选项C正确.]
方法总结 (1)物体的重心与物体的形状和质量分布有关,形状和质量分布发生变化时,将会引起重心的变化.
(2)本题分析时注意两点,一是抓住两个特殊状态:装满水时和水流完时,重心均在球心;二是分析由于水的流出重心将如何变化——降低,结合两方面就可得到其重心先降低后升高.
课后巩固练
1.AD 2.D
3.D [由力的作用效果和力的三要素来判断.力的作用效果有两个,一个是使物体发生形变,另一个是使物体运动状态发生变化,且作用效果由力的三要素共同决定,故A、B、C均正确,D错误.]
4.C [抛出的物体继续竖直上升是因为惯性,不存在使它上升的升力;放在斜面上的物体会沿斜面下滑,是因为重力的作用,它在斜面上没有受到另外的下滑力作用;跳远运动员腾空后能前进几米也是因为惯性,而不是因为受到了空气的推力;放在水中的木块能上浮,是因为受到水的浮力作用,C正确.]
5.D
6.B [此题易错,认为力具有先后性而选A,其实力总是成对出现,同时产生,同时消失,A错;认为抛出的垒球和踢出的足球之所以继续运动是由于在运动过程中受到手和脚的作用力,这种认识是错误的,手和脚对球的作用力是接触力,当球被抛出或踢出后,手和脚对球不再有作用力,球之所以继续运动,是由于球具有惯性,球的运动状态之所以发生变化是因为球又受到重力、阻力等其他力的作用,所以B对,C错;正负电荷相互吸引,而磁铁吸引铁块,同时,铁块也吸引磁铁,力总是相互的,D错.]
7.D [马的重心位置在马身上而不在飞燕上,但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上,才能保持平衡,故A、B、C都错,D正确.]
8.如下图所示
9.3 kg 弹簧秤 物体 29.4 N
解析 根据G=mg,有m== kg=3 kg;物体为受力物体,弹簧秤对物体施加力是施力物体;物体在向上匀速运动时,物体受到弹簧秤向上的拉力和地球对物体的重力,二力平衡,所以秤的示数仍为29.4 N.
10.3.0 m
解析 人在地球和月球上的质量相等,由G=mg得,地球表面的自由落体加速度
g== m/s2=9.8 m/s2.
月球表面的自由落体加速度
g′== m/s2=1.63 m/s2.
设人在地球上的触摸高度为h,在月球上的触摸高度为h′.
由v2-v=2ax得,=,
解得h′=h=×0.5 m=3.0 m.
课前预习练
1.要恢复原状 直接接触 发生弹性形变 弹性限度
2.垂直于 收缩
3.正比 kx 劲度系数 N/m
4.B [物体对水平桌面的压力是由于物体形变而产生的弹力,B正确.]
5.C [弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变,A、B错误;压力和支持力在性质上都是弹力,它们的方向总是垂直于接触面,指向被压或被支持的物体,C对;微小的力也能使坚硬的物体发生形变,D错.]
6.250 250 4
解析 根据F=kx,k== N/m=250 N/m,弹簧不受拉力时,该弹簧劲度系数仍然是250 N/m.当弹簧两端受到的拉力为10 N时,和轻弹簧一端受到10 N的拉力时一样,也伸长4 cm.
课堂探究练
1.CD [弹力产生的两个条件:①接触;②弹性形变,两者缺一不可,故A错.弹力与重力性质不同,故B错.C、D正确.]
2.D [弹力是发生形变的物体对使其产生形变的物体的作用力,施力物体是发生形变的物体,受力物体是使其发生形变的物体.]
3.如下图所示
解析 (1)棒在重力作用下对A、B两处都有挤压作用,因A、B两处的支持物都为平面,所以其弹力垂直平面分别向上和向右.
(2)棒对C、D两处有挤压作用,因C处为曲面,D处为支持点,所以C处弹力垂直其切平面指向被支持的物体——沿球半径指向球心;D处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体——垂直于棒斜向上.
(3)球在重力作用下挤压墙壁,拉紧绳子,所以墙产生的弹力垂直墙面指向球;绳子产生的弹力沿着绳子向上.
点评 有些同学常把前面两图中A点与C点的弹力画成沿着棒的方向如下图所示是不正确的.因为弹力是被动力,它是在受到外力作用形变后产生的,在图中A、C两处棒使支持面形变的压力分别是垂直向下压向地面和沿半径方向压向槽壁的.
4.见解析
解析 作出图中各物体A所受的弹力,如下图所示.由于各个接触点或面均光滑,所以甲图中台阶处无弹力(台阶处弹力的确定,可采用假设法);丙图中斜壁对球无弹力,道理同甲.
5.C
6.12 cm
解析 当弹簧受向下的15 N的拉力作用时,由胡克定律知F1=k(L2-L1),即15=k(0.24-0.2).
解得劲度系数为k= N/m=375 N/m,
当用30 N的力向下压时,设弹簧长为L3,
由胡克定律知F2=k(L1-L3)
整理得L3=L1-=0.20 m- m=0.12 m=12 cm.
7.在图甲中,木板AB对球无弹力,木板BC对球有弹力.在图乙中,木板AB和BC都对球有弹力.
解析 木板与球已经接触,是否有弹力就看接触处是否有微小形变;微小形变是看不出来的,只能借助于假设法判断.假设撤去木板AB,即假设球不受AB板的弹力,看球是否还能保持题设的“静止”状态.若能,说明球不受AB板的弹力作用;若不能,则说明球受AB板弹力的作用.因此,在图甲中,AB板对球无弹力,而BC板对球必有弹力.这就是说,相互接触的物体间不一定有弹力的作用.在图乙中,木板AB和BC也都与球接触,现在撤去AB和BC中的任何一个,球都不能保持原来的静止状态(因为光滑的球不可能自己在斜面上保持静止),所以AB和BC板都对球有弹力.
8.B [用假设法,即假设存在法或假想分离法判断弹力的有无.A选项中a、b间如果存在弹力,则b给a的弹力水平向左,a将向左侧加速运动,显然与题设条件不符;或者假设拿掉任意一个物体,另一个没有变化,则判断两者之间没有弹力,故A选项中a、b间无弹力作用;同理,对于C选项可以判断出a、b间没有弹力;对于D选项,也可以假设a、b间有弹力,则a(斜面)对b的弹力将垂直于斜面向上,因此,b的合外力不为零,b受到向左的力的作用,即b不可能处于静止状态,故a、b间无弹力作用;B选项,假设拿掉任意一个物体,则另一个的状态将要发生变化,故a、b间一定存在弹力.]
方法总结 判断弹力的有无一般有以下两种方法:
(1)根据产生条件来判断,即看物体是否存在弹性形变及弹性形变的方向.
(2)根据弹力的效果来判断其有无及方向,如是否使物体平衡或使物体运动状态发生改变.
①在有些情况下弹性形变不太明显或不能直观地看出是否有弹性形变,我们常常用假设法判断是否有弹力.可假设把与物体接触的面去掉,看物体还能否在原位置保持原来的状态,从而判断该物体是否受弹力作用.例如:如图所示,将甲图中与小球接触的斜面去掉,小球无法在原位置保持静止,而把乙图中的斜面去掉,小球仍静止,故甲图中小球受斜面的弹力,乙图中小球不受斜面的弹力.
②假设有弹力,分析物体所处的状态是否与题给状态一致.例如:如图丙所示,一球静止在光滑水平面AC上且和AB面接触.如果AC面对球没有弹力,球将无法静止,故AC面对球的弹力是存在的.但是如果AB面对球有弹力,球就不能保持静止,与实际情况不符,故AB面对球的弹力是不存在的.
9.(1)见解析图 (2)F=0.2x N
(3)表示使弹簧伸长(或压缩)1 cm所需的拉力为0.2 N
解析 (1)将x轴每一小格取为1 cm,y轴每一小格取为0.25 N,将各点描到坐标纸上,并连成直线,如下图所示.
(2)由图象得:F=0.2x N;
(3)函数表达式中的常数表示使弹簧伸长(或压缩)1 cm所需的拉力为0.2 N.
课后巩固练
1.AD
2.ACD [根据胡克定律可知:F∝x,其中x为弹簧的形变量,比例系数k称为劲度系数,是由弹簧本身决定的,与弹簧的形变量x无关,故选项A、C、D对,B错.]
3.D
4.C [汽车停在水平地面上,汽车受到的弹力是因为地面发生形变而又要恢复原状时对阻碍恢复的物体(汽车)产生的作用;地面受到的弹力是由于汽车发生了形变又要恢复原状时对阻碍恢复的物体(地面)产生的作用,故C正确,A、B、D错误.]
5.B
6.B [
对物体进行受力分析如右图所示,由平衡状态可知G=FN+F,在F增大的过程中,G不变,所以地面对物体的支持力FN减小,即木块对地面的压力随F增大而减小,A错,B对;木块对地面的压力与地面对物体的支持力的受力物体不同,不能称为平衡力,且压力与重力是两种不同性质的力,所以C、D都错.]
7.B [弹簧秤的示数显示的是左右两边物体对弹簧秤的拉力,物体都处于静止状态,拉力大小就等于物体所受重力大小,所以选项B正确.]
8.B [小球在任何情况下都受到重力的作用,由于绳子斜拉,故小球和斜面有挤压,受到斜面给的弹力作用,也受到绳的拉力作用,缺少哪个力,它都不可能静止.]
9.B [对此题,易错选A项,其原因是:x不是弹簧变化后的长度与原长的差值.小球在A位置时弹簧已经伸长了(设此时伸长量为Δx), 这样FB=k(Δx+x)=kx+kΔx,小球在A位置平衡,即G=kΔx,所以FB=kx+G,故选项B是正确的.]
10.50 cm
解析 由胡克定律F=kx可知,弹簧的形变量大小取决于弹簧的弹力.由平衡条件可知,弹簧1和2的弹力都等于mg.则x1==5 cm,x2==5 cm.所以悬点O到小球之间的距离d=2l0+x1+x2=50 cm.
11.(1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N
解析 读懂图象是求解本题的关键:
(1)当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可知原长l0=10 cm.
(2)当弹簧长度为15 cm时,弹力大小为10 N对应弹簧的伸长量为Δl=(15-10)cm=5×10-2 m,由胡克定律F=kx得
k== N/m=200 N/m.
(3)当弹簧长为0.20 m时,弹簧伸长量为:
Δl′=(0.20-0.10) m=0.10 m
由胡克定律F=kx得
F′=k·Δl′=200×0.10 N=20 N.
12.(1)k=1 500 N/m (2)F=300 N (3)l=100 cm
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