高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.2 弹力精练

【精挑】3.2弹力-1练习

一．填空题

1．由实验测得弹簧的长度l与弹力F的关系如图所示，则弹簧的原长为　    　cm，劲度系数为　      　N/m．

2．一根弹簧，原长10cm，在弹性限度内，用5N的力拉时，其长度是15cm，则弹簧的劲度系数是　    　N/m，若用7N的力压弹簧，其长度是　  　cm．

3.1.1   重力与弹力课前预习

4．一根质量可以忽略不计的轻弹簧，某人用两手握住它的两端，分别用100N的力向两边拉，弹簧伸长4cm，则这弹簧的劲度系数k=________N/m。

5．一弹簧的劲度系数为500N/m，它表示______  ，若用200N的力拉弹簧，则弹簧伸长______m。

6．一根轻弹簧在弹性限度内，对其施加30N的拉力时，其长为20cm；对其施加30N的压力时，其长为14cm，则该弹簧的劲度系数为______N/m，弹簧的原长为______cm。

7．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L．现用该弹簧沿斜面向上拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量为2L，斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力大小为______，方向______。

8．如图所示两根完全相同的轻弹簧AO和BO (两弹簧间夹角为120o)，每根原长为L，倔强系数为K， A．B两端固定于同一高度，两弹簧的接点O处悬挂一重为G的球，系统处于平衡，则此时每根弹簧的长度为________。

9．在研究弹簧形变与外力关系的实验中，将弹簧水平放置而测出其自然长度，然后竖直悬挂而让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F﹣x图线如左，由图可知弹簧的劲度系数k=　   　，图线不过坐标原点的原因是　      　．

10．劲度系数：式中k叫作弹簧的_________，单位是_________，符号是N/m。是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量。

11．某同学在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，利用得到弹力F和弹簧总长度L的数据做出了F-L图象，如图所示，由此可求得：弹簧不发生形变时的长度Lo=______cm，弹簧的劲度系数k=______N/m．

12．一根轻质弹簧，在弹性限度内，伸长量为2 cm时，弹簧弹力大小为4 N；当压缩量为2 cm时，弹簧弹力大小为____________N，弹簧劲度系数为____________N/m。

13．如图所示，为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系，试由图线确定：

（1）弹簧的原长_____cm；

（2）弹簧的劲度系数_____N/m；

（3）弹簧长为0.20m时弹力的大小_____N；

（4）图像中_____（填A或B）是弹簧压缩状态。

14．如图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，由图可知，弹簧的劲度系数是　   　N/m；当弹簧受F=800N的拉力作用时，弹簧的伸长量为　   　cm．

15．弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够_________的形变。

16．判断下列说法的正误。

（1）重力的方向总是垂直于地面。（____）

（2）重心是物体重力的作用点，重心一定在物体上。（____）

（3）发生形变后的物体撤去外力后都能恢复原状。（____）

（4）静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变。（____）

17．某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,由改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)图可知该弹簧的自然长度为________cm;该弹簧的劲度系数为________N/m.

18．在做胡克定律的实验时，由实验测得某弹簧的弹力F与长度L的关系如图所示，则该弹簧的原长L0=________，劲度系数k=________。

参考答案与试题解析

1．【答案】5，200

【解析】【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．

【分析】当弹力为零时，弹簧处于原长；根据胡克定律F=kx，从图上根据弹簧的形变量和弹力大小，求出劲度系数，即图线的斜率

【解答】解：由图可知，当弹力为零时，弹簧原长为5cm 

 据胡克定律F=kx得：F=k（l﹣l0）

由图象斜率等于劲度系数：k=

故答案为：5，200

【点评】解决本题的关键掌握胡克定律F=kx和据图象知道原长和斜率为劲度系数，题目较简单．

2．【答案】100，3

【解析】

考点： 胡克定律．

分析： 设弹簧的原长为L，结合弹簧的形变量，根据胡克定律列出方程组，求出弹簧的原长和劲度系数．

解答： 解：弹簧的原长为L=10cm，

当用5N的力拉时，其长度为15cm，根据胡克定律有：k（L1﹣L）=F，即k=100N/m．

用7N的力压时，其长度为L2cm．根据胡克定律有：k（L﹣L2）=F′，即k（0.1﹣L2）=7

解得：L2=0.03m

故答案为：100，3

点评： 解决本题的关键掌握胡克定律F=kx，注意x为形变量的大小，不是弹簧的长度，基础题．

3．【答案】2500

【解析】【来源】吉林省长春市第二十九中学2019-2020学年高一上学期期中物理试题

【分析】

【详解】

分别用100N的力向两边拉，弹簧的弹力大小为100N，根据公式F=kx，弹簧的劲度系数

4．【答案】弹簧每伸长或缩短1m需500N的拉力或压力；0．4

【解析】

试题分析: 一弹簧的劲度系数为500N/m，它表示弹簧每伸长或缩短1m需500N的拉力或压力．若用200N的力拉弹簧，由胡克定律F=kx，则弹簧的伸长量为．

考点：考查胡克定律．

名师点睛：此题考查的是弹簧的伸长与受到的拉力成正比的应用，在解决此类问题时，一定要清楚弹簧的“原长”．“伸长”和“长度”三者的区别和联系．

5．【答案】1000    17   

【解析】【来源】河北省唐山市英才国际学校2020-2021学年高一（上）12月月考物理试题

[1][2]设弹簧原长为L，劲度系数为k，根据胡克定律F=kx，则

30=k(0.2-L)

30=k(L-0.14)

解得

k=1000N/m   

L=17cm

6．【答案】mg    方向沿斜面向下   

【解析】【来源】辽宁省鞍山市2018-2019学年高一（下)期中物理试题

【详解】

弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件： 

根据胡克定律：  

物体放在斜面上时，再次对物体受力分析，设摩擦力方向向上，如图

根据共点力平衡条件，有： 

其中： 

由以上四式解得：，负号说明方向与假设方向相反，即沿斜面向下。

7．【答案】L+

【解析】

【分析】

从图中可以看到平衡状态下，AO和BO的合力大小为物体的重力G；根据弹簧弹力公式求出弹簧的总长度．

【详解】设弹簧的弹力F，此时弹簧的总长度为L1，据受力分析可知竖直方向：两侧弹簧弹力的竖直分力之和与物体所受的重力平衡。故  2Fcos60°=G
化简得  F=G
弹簧此时弹力公式为  F=k（L1-L）
联立得  L1＝L+

8．【答案】200N/m；弹簧自重作用

【解析】　

考点：探究弹力和弹簧伸长的关系；测定匀变速直线运动的加速度．

专题：实验题．

分析：（1）由F=kx得，k=，由图象数据代入求解；

（2）将弹簧水平放置而测出其自然长度，然后竖直悬挂而让其自然下垂，由于弹簧自重作用，在F=0时弹簧会伸长；

解答：解：由F=kx得，k===200N/m；由于弹簧自重作用，在F=0时弹簧会伸长．

故答案为：200N/m；弹簧自重作用

点评：解题关键明确图线的斜率即为弹簧的劲度系数，求解时注意单位的换算；需要注意是要考虑到弹簧自身的重力作用会使弹簧在竖直方向上有一定的伸长．

9．【答案】劲度系数    牛顿每米   

【解析】

略

10．【答案】10   200

【解析】

试题分析：由图像可知，弹簧不发生形变时的长度L0=10cm，弹簧的劲度系数．

考点：胡克定律；探究弹力与弹簧伸长的关系。

（3）．升降机中站着一个人发现失重，则升降机可能在做竖直___运动，也可能在做竖直_   过程

【答案】向下加速    向上减速

【解析】试题分析：发生失重时，加速度方向向下，故升降机可能在做竖直向下的加速运动，也可能在做竖直向上减速过程。

考点：失重和超重

11．【答案】4    200   

【解析】【来源】湖南省郴州市2019-2020学年高二学业水平考试模拟监测物理试题

【分析】

【详解】

[1]根据胡克定律可知当压缩量为时与伸长时的形变量相同，所以弹力仍然为。

[2]胡克定律可知劲度系数为

12．【答案】    ①. 10    ②. 200    ③. 20    ④. A

【解析】

【详解】（1）[1] 由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为

即弹簧的原长为10cm

（2）[2] 由图读出弹力为F1=10N，弹簧的长度为L1=5cm，弹簧压缩的长度

胡克定律得弹簧的劲度系数为

（3）[3] 根据胡克定律

（4）[4] 当弹簧长度小于原长时，处于压缩状态，故图线为A

13．【答案】2000，40

【解析】【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系

【分析】根据拉力与伸长量之间的关系图象进行分析，根据图象的斜率可求得劲度系数； 由图象上点的坐标分析拉力为800N时的伸长量．

【解答】解：图象斜率的大小表示劲度系数大小，

故有k==2000N/m．

根据F=kx，

将F=800N代入数据解得弹簧的伸长量△x=0.4m=40cm．

故答案为：2000，40．

【点评】本题考查了有关弹簧弹力与形变量之间关系的基础知识，利用胡克定律结合数学知识即可正确求解．

14．【答案】恢复原状

【解析】

略

15．【答案】错误    错误    错误    正确   

【解析】

略

16．【答案】    (1). 10cm     (2). 500N/m

【解析】试题分析：当外力F大小为零时，弹簧的长度即为原长，

由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长，

可知弹簧的原长为：L0=10cm=0.10m；

当拉力为10.0N时，弹簧的形变量为：x=30﹣10=20cm=0.2m

图线的斜率是其劲度系数，

由胡克定律F=kx得：

k==N/m=50N/m，

17．【答案】15cm       

【解析】

[1]由胡定定理可得

则图像中F=0时，弹簧对应长度即原长，则弹簧原长15cm

[2]图像斜率为弹簧劲度系数，即