物理必修 第一册3.2 弹力一课一练

【基础】3.2弹力-1同步练习

一．填空题

1．下表是某同学为探索弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据：

（1）请你在图中的坐标线上坐出F﹣x图线

（2）写出曲线所代表的函数式：　                　（x用cm作单位）

（3）函数表达式中常数的物理意义：　                                 　．

2．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．

3．一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验，采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。实验中作出小盘中砝码重力F随弹簧伸长量x变化的图象如图乙所示。(重力加速度g取10 m/s2)

(1)利用图象乙，可求得该弹簧的劲度系数为________N/m。

(2)利用图象乙，可求得小盘的质量为________kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)

4．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　      　．

5．某弹簧在弹性限度内，悬挂30N重物时，弹簧长度为0.20m；悬挂45N重物时，弹簧长度0.25m，则弹簧的原长L0=_____和劲度系数k=_____

6．由实验测得弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图所 示，则该弹簧的劲度系数k=______N/m.

7．常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向______；绳子的拉力也是弹力，方向______。

8．一根弹簧受到30N的拉力时，长度为20cm，受到30N的压力时，长度为14cm，则该弹簧的原长等于______cm；弹簧的劲度系数为____________N/m。

9．把一弹簧秤水平放置，左端固定，一人用力拉弹簧右端，当弹簧秤示值为20N，表明人对弹簧秤的拉力大小为________N。若弹簧两端都不固定，甲．乙二人用大小相等．方向相反的力分别拉住弹簧的两端，弹簧秤的示值为20N，则每人对弹簧秤的拉力大小为________N。

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

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．弹力

（1）形变：物体在力的作用下___________或___________发生的变化。按形变能否恢复原状，形变可分为弹性形变和___________形变。

（2）弹力

①定义：发生形变的物体，要___________，对与它___________的物体产生的力。

②大小：弹力的大小与___________有关，同一物体在弹性限度内，___________越大，产生的弹力越大；形变消失，弹力消失。

③方向：与受力物体形变方向相同，与施力物体形变方向相反。

④作用点：在接触点或接触面上。

（3）常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向___________；绳子的拉力也是弹力，方向___________。

13．弹力产生的条件

（1）_________；

（2）挤压发生_________。

14．用大小都等于8N，方向相反的两个力分别拉住弹簧秤的两端，则弹簧秤的读数大小是　    　；使两支完全相同的弹簧秤A．B挂钩相连对拉，如果A的读数是5N，则B的读数是　       　．

15．图中实验装置 A 是固定在支架上的激光笔，B．C 是平面镜，P 是桌面，M 是重物，该 装置是用来观察桌面的_____，当重物 M 质量减少时，光点 D 将向____________（选填 “左”或“右”）移动。

16．在斜面上等高处，静止着两个质量均为m的相同物体A和B，两物块之间连接着一个轻质弹簧，劲度系数为k，斜面的倾角为θ，两物块和斜面间的摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则弹簧的最大伸长量是　　               （用题目中所给字母表示）．

17．弹簧原长10cm，挂上重力为20N的钩码时长为11cm，弹簧的劲度系数为       N/m，当此弹簧长为8cm时，弹簧的弹力为      N．

18．竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时，弹簧长度为12cm；挂重为6N的物体时，弹簧长度为13cm，则弹簧原长为　  　cm，劲度系数为　   　N/m．

参考答案与试题解析

1．【答案】弹簧每伸长1cm其弹力增加0.21N

【解析】【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系

【分析】（1）根据表中数据利用描点法可以画出F﹣x图线；

（2）据弹簧弹力和弹簧的形变量作出F﹣x图线，求出图线的斜率，得出曲线所代表的函数；

（3）根据写出曲线所代表的函数式结合胡克定律可正确解答．

【解答】解：（1）根据表中数据利用描点法得出图象如下所示：

（2）图象为过原点的直线，图象的斜率为：，则有F=0.21x．

故答案为：F=0.21x．

（3）根据图象结合函数表达式可知，常数的含义为：弹簧每伸长1cm其弹力增加0.21N．

故答案为：弹簧每伸长1cm其弹力增加0.21N．

【点评】在物理学中经常用图象处理物理问题，应用图象的好处是：直观．方便．应用图象处理时，要注意：①图象斜率的意义（或曲线切线斜率的意义）；②图象与纵轴．横轴交点的物理意义．

2．【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．

3．【答案】（1）200      （2）0.1    相同

【解析】

4．【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．

5．【答案】0.10m    300N / m   

【解析】

[1][2]由胡克定律F=kx可得

30=k(0.2-L0)

45=k(0.25-L0)

联立解得

L0=0.10m

k=300N/m

6．【答案】3000

【解析】由图可知：弹力F=0时，弹簧处于原长状态，则读出弹簧的原长 l0=15cm；

当F=300N时，l=5cm，此时弹簧压缩的长度 x=l0-l=15cm-5cm=10cm=0.1m

由胡克定律F=kx得：

7．【答案】跟接触面垂直    沿着绳子而指向绳子收缩的方向   

【解析】

略

8．【答案】           

【解析】

考点：胡克定律

【名师点睛】解决本题的关键知道弹簧的弹力大小在弹性限度范围内，与形变量成正比，掌握胡克定律，表示形变量。

9．【答案】20    20   

【解析】【来源】第一部分摸底卷高一年级第二学期期初摸底卷

【详解】

[1]弹簧测力计使用时，总是处于静止状态或匀速直线运动状态，此时弹簧测力计处于平衡状态，受到的就是一对平衡力，平衡力的大小相等．方向相反，弹簧测力计的示数等于某一个力的大小．

若将此弹簧测力计的一端固定在墙上，用20N的力拉它的另一端，这时弹簧测力计的示数等于20N;

[2]弹簧测力计受到一对为20N的平衡力，弹簧测力计的示数等于这个力的大小，等于20N；

10．【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．

11．【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

12．【答案】形状    体积    塑性    恢复原状    接触    形变量大小    形变量    垂直接触面，指向被支持或被压的物体    沿绳，指向绳收缩的方向   

【解析】

（1）[1][2][3]形变：物体在力的作用形状或体积发生的变化。按形变能否恢复原状，形变可分为弹性形变和塑性形变。

（2）弹力

①[4][5]定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。

②[6][7]大小：弹力的大小与形变量大小有关，同一物体在弹性限度内，形变量越大，产生的弹力越大；形变消失，弹力消失。

③方向：与受力物体形变方向相同，与施力物体形变方向相反。

④作用点：在接触点或接触面上。

（3）[8][9]常见的弹力：压力和支持力都是弹力，方向垂直接触面，指向被支持或被压的物体；绳子的拉力也是弹力，方向沿绳，指向绳收缩的方向。

13．【答案】相互接触    弹性形变   

【解析】

略

14．【答案】8N   5N

【解析】

考点:胡克定律．

专题:弹力的存在及方向的判定专题．

分析:根据力的合成法则得出弹簧秤所受的合力．弹簧在两个拉力作用下保持平衡时，弹簧秤的读数等于其中的一个拉力．

解答:解：用两个大小均为F而方向相反的水平力，分别拉轻质弹簧秤的两端，由于两个拉力平衡，故合力为零，即F2=0．

弹簧在两个拉力作用下保持平衡时，弹簧秤的读数等于其中的一个拉力，故读数为Fl=F=10N．

根据牛顿第三定律可知，两个相互对拉的弹簧秤拉力大小相等，故B的读数也为5N；

故答案为：8N   5N

点评:“弹簧在两个拉力作用下保持平衡时，弹簧秤的读数等于其中的一个拉力”可以作为一个结论记住．

15．【答案】    (1). 物体的微小形变     (2). 左

【解析】试题分析：当重物M质量增大时，镜子受到弹力作用而向下凹，根据镜面反射的特点知反射的光线偏向右方，光斑将D由向D′移

解：重物对桌面产生了压力，故可以产生微小形变；为了放大，我们采用了平面镜光线的反射进行实验；当重物M质量增大时，桌面的形变减大；反射角减大，则光点向右移动；

故答案为：物体的微小形变，右

【点评】本题考查光线的反射及弹力的产生，要注意本实验采用了放大的思想，将微小形变通过平面镜显示出来

16．【答案】：．

【解析】【考点】胡克定律；共点力平衡的条件及其应用

【分析】物体平衡时，受重力．支持力．静摩擦力和弹簧的弹力，四力平衡，当静摩擦力达到最大时，弹簧的伸长量达到最大，根据平衡条件并结合正交分解法和胡克定律列式求解．

【解答】解：设弹簧的最大伸长量是x．

物块静止在斜面上，在斜面这个平面内共有三个力作用在物体上，一个是重力沿斜面向下的分力mgsinθ，静摩擦力f，弹簧的弹力．物体静止时，当静摩擦力达到最大时，弹簧的伸长量达到最大，最大静摩擦力为：fm=μmgcosθ

根据平衡条件知，弹力等于mgsinθ和静摩擦力f的合力，由平行四边形定则可得：

 μmgcosθ=

解得 x=

故答案为：．

【点评】本题关键是先对物块受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法和胡克定律列式求解求解弹簧最大伸长量．

17．【答案】2000，160

【解析】

试题分析：由题，弹簧的弹力 F1=G=20N时，弹簧伸长的长度 x1=11cm﹣10cm=1cm=0.01m

由胡克定律F=kx得：弹簧的劲度系数 k===2000N/m

当此弹簧长为 x2=8cm=0.08m时，弹簧的弹力为 F2=kx2=160N

18．【答案】10；200．

【解析】【考点】胡克定律；共点力平衡的条件及其应用．

【分析】物体静止时，弹簧的弹力等于所悬挂物体的重力，弹簧伸长的长度等于弹簧的长度减去原长．根据胡克定律对两种情况分别列方程求解劲度系数k．

【解答】解：设弹簧的劲度系数k，原长为l0．根据胡克定律得

      当挂重为4N的物体时，G1=k（l1﹣l0）   ①

      当挂重为6N的物体时，G2=k（l2﹣l0）   ②

联立得    l0=10cm

代入①得  k==200N/m

故答案为：10；200．

【点评】本题是胡定定律的基本应用，抓住公式F=kx中x是弹簧伸长的长度或压缩的长度．