沪科版 (2019)必修 第一册3.2 弹力复习练习题

【精品】3.2弹力-1优选练习

一．填空题

1．用一测力计水平拉一端固定的弹簧，以此来测定此弹簧的劲度系数k，测出的拉力F与弹簧的长度L之间的数据如表所示：

（1）在如图所示坐标纸上作出此弹簧的F﹣L图线．

（2）图线与L轴的交点表示        ，其值为         cm．

（3）此弹簧的劲度系数为         N/m．

2．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长l0为　   　劲度系数k为　     　．

3．一根弹簧在弹性限度内，对其施加30N的拉时，其长为20cm，对其施30N压力时，其长为14cm，则该弹簧自然长度为　 　cm，其劲度系数为　   　N/m．

4．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 2 =800 N的拉力作用时，弹簧伸长为_________ cm，当弹簧伸长为 x 1 = 20 cm 时，弹簧产生的拉力是 F 1 =_________ N。

5．某同学用如图甲所示的装置测弹簧劲度系数，弹簧A端固定，当B端用细绳绕过光滑的定滑轮悬挂一个钩码时，绳上指针P对应竖直固定刻度尺的刻度如图乙中虚线ab所示，增加一个钩码，P对应刻度如虚线cd所示，已知钩码质量均为50g，刻度尺最小刻度为mm，重力加速度g=9.8m/s2，则弹簧的劲度系数为　    　N/m．

6．足球运动员用力将足球踢出，但足球运动员的的脚也会有疼痛感觉，这是因为脚给足球施力的同时也受到了_________________的作用。脚受到的力是_____________的形变产生的。

7．一根劲度为400N/m的轻质弹簧，原长12cm，当受到一个大小为16N的压力作用时，该弹簧将缩短到　   　cm．当弹簧不挂重物时，弹簧的劲度系数是　    　N/m．

8．小角度弯曲的铁丝在外力撤销后能恢复原状，这种形变属于　  　形变．铁丝被大角度弯折，外力撤销后铁丝不能恢复原状，这种形变属于　  　形变．铁丝温度升高，说明外力对铁丝做的一部分功用来增加铁丝的　  　能．

9．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。

10．在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，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作出的F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为________．图线不过原点的原因是由于________．

11．某物理兴趣小组的同学在研究弹簧的弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的关系时，测得弹簧弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：

（1）图线a表示弹簧处于　   　（填“伸长”．“压缩”）状态；

（2）弹簧的劲度系数k=　    　 N/m；

（3）当弹簧被伸长时，弹力大小为5N时，弹簧的长度为　    　cm．

12．东汉时期的《考工记》中记载：“假令弓力胜三石，引之中三尺，每加物一石，则张一尺。”明显地揭示了弹力和形变成____ 比的关系，这个发现比胡克定律早1500年。假设一轻弹簧原长为10cm，竖直悬挂重为10N的重物时，弹簧伸长了1cm，则该弹簧的劲度系数为_____N/m 。

13．如图所示，物块M左侧与轻弹簧相连，弹簧左端固定在竖直墙上．开始时物块M静止在粗糙水平面上，弹簧处于被拉伸状态．现在对M施加一个从零开始逐渐增大的向右的水平拉力F，直到M开始向右运动为止．在这个过程中，弹簧的弹力大小变化情况是　   　，水平面所受摩擦力大小的变化情况是　                    　．

14．判断下列说法的正误。

（1）相互接触的物体之间一定存在弹力。_________

（2）水杯放在桌面上，因为没有观察到桌面发生形变，则没有产生弹力。_________

（3）由k=知，弹簧的劲度系数与弹力成正比。_________

（4）由F=kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比。_________

15．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．

16．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______。

17．如图所示，A．B两木块质量均为m，1．2两轻弹簧的劲度系数均为k，弹簧与木块．弹簧与地面的接触点都相连，整个系统静止。现用力向上缓慢提A木块，直到2弹簧弹力大小变为原来的一半为止，在这过程中A木块移动的距离可能为_____。

18．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：　                                 　．

参考答案与试题解析

1．【答案】（1）如图；（2）原长，10.00；（3）100

【解析】（1）利用描点法得出图象如下所示：

（2）根据胡克定律得：F=k（l﹣l0），可知F﹣L图线与L轴的交点表，即横轴截距表示弹簧原长的大小，故由图象可求出l0=10.00cm．

（3）根据胡克定律得：F=k（l﹣l0），可知F﹣L图线的斜率大小等于弹簧的劲度系数大小，故由图解得：k=100N/m

2．【答案】0.10m；250N/m．

【解析】【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．

【分析】当悬挂15N重物时，弹簧的弹力为15N；当悬挂20N重物时，弹簧的弹力为20N．弹簧伸长的长度是弹簧的长度与原长之差．根据胡克定律列方程求解原长和劲度系数．

【解答】解：根据胡克定律得

   当悬挂15N重物时，F1=k（L1﹣L0）

   当悬挂20N重物时，F2=k（L2﹣L0）

将F1=15N，L1=0.16m，F2=20N，L2=0.18m，代入解得

   k=250N/m，L0=0.10m

故答案为：0.10m；250N/m．

3．【答案】17，1000．

【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： 根据胡克定律F=kx进行求解，x为形变量．当施加拉力时，形变量为l﹣l0，当施加压力时，形变量为l0﹣1．

解答： 解：设弹簧原长l0，劲度系数为k，则由胡克定律F=kx，施加拉力时：

F1=k（20﹣l0）

施加压力时：

F2=k（l0﹣14），

联立以上两式可得：

l0=17cm

k=10N/cm=1000N/m

故答案为：17，1000．

点评： 解决本题的关键掌握胡克定律公式F=kx，知道x为形变量，基础问题．

4．【答案】2 000   40   400

【解析】 在 F - x 图象中，图线的斜率就表示弹簧的劲度系数，有 k = = N/m= 2 000 N/m;弹簧受 F 2 =800 N的拉力作用时，弹簧的伸长量 x = = m= 0.4 m = 40 cm ；当弹簧伸长为 x 1 = 20 cm 时，弹簧产生的拉力是 F 1 = kx 1 =2 000×0.2 N=400 N。

答案:2 000   40   400

5．【答案】70．

【解析】【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系

【分析】在实验中，所挂钩码的重力等于弹簧的弹力，P点对应刻度的变化可知弹簧的伸长量．对钩码受力分析，由平衡条件可求得劲度系数；

【解答】解：增加一个钩码，弹力增大mg，由图可知，弹簧的长度伸长量为：l=31.8﹣31.1（cm）=0.7cm=0.007m，

则由平衡关系可知：mg=kx

解得劲度系数为：

k===70N/m；

故答案为：70．

【点评】本题考查探究弹力和弹簧形变量之间的关系，解决本题的关键由平衡条件得所挂钩码的重力等于弹簧的弹力，掌握胡克定律F=kx的应用．

6．【答案】球对脚    球   

【解析】【来源】上海市普通中学三校联考2019-2020学年高一上学期期中考试物理试题

【详解】

[1][2]力的作用是相互的，脚给足球施力的同时也受到了球对脚的力，脚受到的力是球的形变引起的。

7．【答案】8；400

【解析】【考点】胡克定律

【分析】根据胡克定律F=kx求出弹簧的压缩量，从而求出弹簧的长度．弹簧的劲度系数与是否挂重物无关．

【解答】解：12cm=0.12m

根据胡克定律F=kx得，弹簧的压缩量x=．

弹簧的长度：L=L0﹣x=0.12m﹣0.04m=0.08m=8cm．

弹簧的劲度系数与是否挂重物无关，当弹簧不挂重物时，弹簧的劲度系数仍然是400N/m

故答案为：8；400

【点评】解决本题的关键掌握胡克定律F=kx，x为形变量，不是弹簧的长度．

8．【答案】弹性，范性，内

【解析】

考点： 弹性形变和范性形变．

分析： （1）物体发生了能够恢复原状的形变叫弹性形变；能够发生弹性形变的物体很多，弹簧是常见的物体之一．

（2）物体发生形变后，不能恢复原状的性质叫范性形变．

解答： 解：物体形状的改变不一定都是弹性形变，只有发生了能够恢复原状的形变才叫弹性形变；一根铁丝用力弯折后，不能恢复原状，发生的是范性形变；在弯折铁丝过程中，温度升高，是因为做功使铁丝的内能增加；

故答案为：弹性，范性，内

点评： 本题考查了形变的原因．分类等问题，是一道基础题，掌握基础知识即可正确解题．

9．【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

10．【答案】 200N/m    弹簧本身有重力

【解析】图像的斜率表示弹簧的劲度系数，故，图线不过原点的原因是由于自身的重力使得在施加外力F前就已经有了形变量

11．【答案】（1）压缩． （2）200． （3）12.5

【解析】【考点】胡克定律

【分析】（1）由弹簧的长度L和弹力f大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长．根据弹簧的长度与原长关系，判断弹簧的状态．

（2）由图读出弹力为F=10N，弹簧的长度为x=5cm，求出弹簧压缩的长度，由胡克定律求出弹簧的劲度系数．

（3）据胡克定律求出弹簧的弹力为5N时弹簧的伸长量，得到弹簧的长度．

【解答】解：（1）由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=10cm，即弹簧的原长为10cm，图线a弹簧对应的长度小于原长，所以a图线表示弹簧处于压缩状态．

（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 x1=L0﹣L1=5cm=0.05m，

由胡克定律得，弹簧的劲度系数为 k===200N/m

（3）当弹簧被伸长时，弹簧的弹力为5N，弹簧的形变量△x===0.025m=2.5cm

弹簧的原长为10cm，所以弹簧的长度为12.5cm．

故答案为：（1）压缩． （2）200． （3）12.5．

【点评】胡克定律公式f=kx中，x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度．第（3）问也可以直接由图象读出结果．

12．【答案】    (1). 正    (2). 1000

【解析】“假令弓力胜三石,引之中三尺,每加物一石,则张一尺.”明显地揭示了弹力和形变成正比关系.
当竖直悬挂重为10N的重物时由平衡知：

得：

综上所述本题答案是：(1). 正    (2). 1000

13．【答案】不变，先减小到零后增大

【解析】

考点： 胡克定律；力的合成与分解的运用．

分析： 在M被拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力不变，而物体P先开始受到向右的静摩擦力，当拉力渐渐增大时，导致出现向左的静摩擦力，因而根据进行受力分析，即可判断

解答： 解：在M被拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力不变，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对M的拉力向左，由于粗糙水平面，因此同时受到水平向右的静摩擦力．当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉M，直到把M拉动前过程中，物体M受到的静摩擦力从向左变为水平向右．所以其大小先减小后增大．

故答案为：不变，先减小到零后增大

点评： 本题解题的关键是对物体进行正确的受力分析，知道当M没有运动时，弹簧弹力不变，而由于拉力的变化，从而导致静摩擦力的方向变化，难度适中．

14．【答案】错误    错误    错误    错误   

【解析】

略

15．【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．

16．【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

17．【答案】或

【解析】

由胡克定律可知，1弹簧的形变量

2弹簧的形变量

2弹簧弹力大小变为原来的一半时，且2弹簧仍处于压缩状态，则此时2弹簧的压缩量为

由此可知1弹簧处于原长，在这过程中A木块向上移动的距离是

若2弹簧弹力大小变为原来的一半时，且2弹簧处于拉伸状态，则此时2弹簧的拉伸量为

可知B木块对2弹簧拉力大小是mg，分析可知1弹簧的弹力大小为2mg，此时1弹簧的拉伸量为

在这过程中A木块向上移动的距离是

18．【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．