新人教版高中物理必修第一册第三章相互作用力1重力与弹力课后训练含解析

重力与弹力

A组·基础达标

1．关于物体的重力，下列说法正确的是(　　)

A．做自由落体运动的物体不受重力作用

B．挂在绳子上静止的物体，它受到的重力就是绳子对它的拉力

C．物体在地球任何地方重力大小都相等

D．重力可以用弹簧测力计测量

【答案】D　

【解析】做自由落体运动的物体只受重力作用，不受其他力，故A错误；用绳子悬挂处于静止状态的物体，所受重力等于绳子对它的拉力大小，但两力性质不同，故B错误；同一物体，处在地球表面的不同纬度，重力大小可能不同，故C错误；弹簧测力计可以测量力的大小，包括重力的大小，故D正确．

2．关于力，下列说法正确的是(　　)

A．力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的

B．拳击手用尽全力击出一拳，但未击中对方，所以这个击拳过程只有施力物体，没有受力物体

C．一个物体没有发生运动状态的改变，所以物体一定没有受到力的作用

D．两个大小相等、作用点相同的力，可以说这两个力相等

【答案】A

【解析】力是物体对物体的作用，所以不能离开施力物体和受力物体而独立存在，故A正确；拳击手一拳击出，没有击中对方，拳击过程中，其身体的各个部位由于相互作用而产生力，故B错误；一个物体没有发生运动状态的改变，可能受的合力为零，故C错误；两个大小相等、作用点相同的力，方向不一定相同，所以这两个力不一定相等，故D错误．

3．天花板固定一根绳子，绳下系一个小球，下列判断正确的是(　　)

A．小球对绳的拉力使小球发生形变

B．绳子形变后对小球产生拉力

C．小球对绳的拉力方向是竖直向上的

D．球对绳的拉力是绳对天花板的拉力

【答案】B

【解析】小球对绳子的拉力，是因为球发生弹性形变，同时要恢复原状，所以产生弹力，则球对绳的拉力的方向竖直向下，故A、C错误；绳子对小球的拉力是绳子形变后产生的，绳子形变后，要恢复原状，则对小球产生竖直向上的拉力，故B正确；球对绳的拉力使绳受力，绳对天花板的拉力使天花板受力，它们的大小是相等的，故D错误．

4．如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜 M 和 N，让一束光一次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点．这个实验中用到的科学方法是(　　)

A．抽象模型法 B．控制变量法

C．微小形变放大法 D．多次测量减小误差法

【答案】C

【解析】力可以改变物体的形状．用力压桌面，桌面发生形变，平面镜N或M的高度就会发生变化，从而使刻度尺上的光斑移动，能把微小形变进行放大．选项C正确．

5．(2021届贵州名校月考)如图所示，撑杆跳高运动员正在跳高．此时杆对运动员的弹力(　　)

A．方向向下

B．方向一定沿杆

C．由杆的形变所产生

D．由手的形变所产生

【答案】C

【解析】运动员运动状态不能确定，则杆对运动员的弹力方向也不能确定，A、B错误；杆对运动员的弹力是由杆的形变产生的，C正确，D错误．

6．如图，质量均为1 kg的物体A、B通过一劲度系数为100 N/m的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态，现通过细绳将A缓慢向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L.假设弹簧一直在弹性限度内，g取10 N/kg，则(　　)

A．L＝0.1 m B．L＝0.2 m

C．L＝0.3 m D．L＝0.4 m

【答案】B

【解析】开始时B在地面上，A、B均处于静止状态，弹簧所受的弹力等于A的重力，由胡克定律得kx1＝mg，当B刚要离开地面时，弹簧处于伸长状态，弹力大小恰好等于B的重力，由胡克定律得kx2＝mg，由几何关系得知L＝x1＋x2＝＝0.2 m，故B正确．

7．重庆育才中学教学楼的读书角迎来了一些新客人，如图所示．这些小瓶子非常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣．关于这些装饰瓶，下列说法正确的是(　　)

A．瓶子受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力

B．装饰瓶重心一定在其几何中心

C．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关

D．若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心一直在降低

【答案】C

【解析】瓶子受到地球对它的吸引力，同时它对地球也有吸引力，A错误；装饰瓶内装有水，则其重心不一定在其几何中心，B错误；装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关，C正确；若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先降低后升高，D错误．

8．下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测得的几组数据.

(1)请在坐标系中作出F－x图线．

(2)弹簧的劲度系数是________N/m.

【答案】(1)见解析图　(2)25 N/m

【解析】(1)用描点法得出图像如图所示．

(2)图像的斜率表示劲度系数的大小，注意单位要化成国际单位，由此可得k＝ N/m＝25 N/m.

9．一根轻弹簧原长10 cm，挂上重力为20 N的钩码时长为11 cm，弹簧形变在弹性限度内．

(1)求该弹簧的劲度系数．

(2)当弹簧长为13 cm时，弹簧的拉力为多少？

【答案】(1)2×103 N/m　(2)60 N

【解析】设弹簧劲度系数为k，在挂F1＝20 N钩码时，弹簧伸长量为x1＝1 cm，

由胡克定律得F＝kx，

代入数据解得k＝2×103 N/m，

当弹簧伸长为13 cm，此时伸长量x2＝3 cm，则弹簧此时的拉力为F2＝kx2＝60 N.

B组·能力提升

10．如图所示，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

【答案】B

【解析】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．

11．(多选)一弹簧原长15 cm，受10 N外力作用时长度变为17 cm，若作用在弹簧上的外力大小变为20 N且弹簧仍然在弹性限度内，则下列说法正确的是(　　)

A．弹簧长度变为0.19 m

B．弹簧长度变为0.24 m

C．弹簧的劲度系数为5 N/m

D．弹簧的劲度系数为500 N/m

【答案】AD　

【解析】由ΔF＝kΔx，一弹簧原长15 cm，受10 N外力作用时长度变为17 cm，若作用在弹簧上的外力大小变为20 N，应再伸长2 cm，则弹簧长度变为0.19 m，故A正确，B错误．根据胡克定律F＝kx，得k＝＝ N/m＝500 N/m，故C错误，D正确．

12．(多选)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和弹簧长度的关系图像，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．弹簧伸长0.2 m时，弹力的大小为4 N

C．弹簧的原长为0.06 m

D．弹簧的劲度系数为100 N/m

【答案】CD　

【解析】由图读出弹力F1＝2 N时，弹簧压缩的长度x1＝L0－L1＝(6－4) cm＝0.02 m，由胡克定律得弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝100 N/m，当弹簧伸长0.2 m时，弹力的大小为：F＝kΔx＝20 N，故A、B错误，D正确；由图读出，弹簧的弹力F＝0时，弹簧的长度为L0＝6 cm，即弹簧的原长为0.06 m，故C正确．

13．(多选)(2020届云南名校月考)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如图甲所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺设置在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端依次挂1个、2个、3个、4个、5个钩码，测出弹簧相应的总长度．每只钩码的质量都是10 g．实验数据见下表．(g取10 N/kg)

(1)关于本实验，下列说法正确的是________.

A．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数

B．应在弹簧的弹性限度范围内进行测量

C．在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态

D．在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度

(2)根据上述实验数据，在图乙所示的坐标系中，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的关系图像，并求出该弹簧的劲度系数k＝________ N/m.

【答案】(1)ABC　(2)见解析图　20

【解析】(1)悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数；应在弹簧的弹性限度范围内进行测量；在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态；在测量弹簧原长时，应将弹簧挂在O点(由于弹簧有重力而伸长)时使其自然伸长而测出其长度，故A、B、C正确，D错误．

(2)根据数据描点连线，就能得到图线．

图线的斜率即为劲度系数，解得k＝ N/m＝20 N/m

14．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．

(1)为完成该实验，设计的实验步骤如下：

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来．

B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0，测量出一个钩码的重力．

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺．

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码．

E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数．

F．解释函数表达式中常数的物理意义．

G．整理仪器．

请你将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：__________________.

(2)图乙是另一位同学实验得到弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m，图线不过原点的原因是由于______________.

(3)若实验开始时你将图甲中的红色指针从P位置往下挪到Q，其余实验步骤不变且操作正确，则测量得到弹簧的劲度系数将________(填“变大”“不变”或“变小”)．

【答案】(1)CBDAEFG　(2)200　弹簧自身存在重力　(3)不变

【解析】(1)实验中要先组装器材，即CB，然后进行实验，即D，然后数据处理，分析解释表达式，最后整理仪器；即AEFG.所以先后顺序为CBDAEFG.

(2)图像中的斜率表示形变量，则

k＝ N/m＝200 N/m.

图线不过原点说明没有力时有了形变量，故说明弹簧有自身的重力存在．

(3)红色指针从P位置往下挪到Q，只是在测量弹簧的原长时，原长偏大，挂上钩码后，弹簧的伸长量依然没有改变，故没有影响，所以测量得到弹簧的劲度系数不变．