(新高考)高考物理一轮复习课时加练第2章　微专题8　重力与弹力 (含解析)

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1．判断弹力有无的方法：条件法、假设法、牛顿第二定律等.2.接触面上的弹力方向总是垂直于接触面，指向受力物体.3.有铰链的杆，弹力一定沿杆方向，没有铰链的杆，弹力不一定沿杆方向.4.弹力大小与形变量有关，弹簧弹力遵循胡克定律(弹性限度内)，接触面上的弹力、绳上的弹力往往由平衡条件或牛顿第二定律求解．
1．关于重力及重心，下列说法中正确的是( )
A．一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力
B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大
C．物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下
D．物体的形状改变后，其重心位置往往改变
答案 D
解析 由于物体放在水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的示数减小了，但物体的重力并不改变，故A错误；当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g值较小，导致质量大的物体的重力不一定大，故B错误；重力的方向是竖直向下的，故C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变，故D正确．
2．如图所示，图中的物体A、B均处于静止状态，下列说法正确的是( )
A．图甲中水平地面是光滑的，A与B间存在弹力
B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用
C．图丙中A不会受到B对它的支持力的作用
D．图丁中A受到B对它的支持力的作用
答案 B
解析 题图甲中对B进行受力分析，受重力和地面支持力的作用，竖直方向二力平衡，B静止，水平方向不可能再受到A对B的弹力作用，选项A错误；题图乙中若去掉左侧的斜面，或去掉右侧的斜面，A不能保持静止，所以两斜面对A均有力的作用，由牛顿第三定律知A对两斜面均有力的作用，选项B正确；题图丙中绳子对A的拉力斜向右上，若将B移走，A不能保持静止，故A受到B对它的支持力作用，选项C错误；题图丁中绳子处于竖直状态，若A与B间有弹力，A不能保持竖直状态，故A不受B的支持力作用，选项D错误．
3．(多选)如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面(点)均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是( )
答案 ABC
解析 弹力的方向垂直接触面指向受力物体，与物体的重心无关，A、C正确；假设两球间有弹力，两球将分离，所以两球间无弹力，B正确；弹力的方向垂直接触面指向受力物体，所以F1应指向球心，D错误．
4.如图所示，小车上固定着一根弯成θ角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球．重力加速度为g，关于杆对球的作用力F，下列判断正确的是( )
A．小车静止时，F＝mgcs θ，方向沿杆向上
B．小车静止时，F＝mgcs θ，方向垂直杆向上
C．小车静止时，F＝mg，方向竖直向上
D．小车向右以加速度a运动时，F＝mg，方向竖直向上
答案 C
解析 小车静止时，由平衡条件知此时杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg，故A、B错误，C正确；小车向右以加速度a运动时，此时弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上受力平衡，水平方向上具有向右的加速度．设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为α，如图所示，据力的平衡条件和牛顿第二定律得Fsin α＝ma，Fcs α＝mg，解得F＝meq \r(g2＋a2)，故D错误．
5.如图所示，两只同样的弹簧测力计每只自重0.1 N，下面的挂钩重力忽略不计，甲“正挂”，乙“倒挂”，在乙的下方系上0.2 N的槽码，则甲、乙弹簧测力计的读数分别为( )
A．0.2 N,0.3 N
B．0.3 N,0.2 N
C．0.3 N,0.3 N
D．0.4 N,0.3 N
答案 C
解析 甲弹簧受力为(0.1＋0.2) N＝0.3 N，乙弹簧由于倒挂，故受力为槽码的重力和下面弹簧测力计的重力之和，为0.3 N．故选C.
6.(2023·广东省茂名一中月考)脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成，可以做到手脚配合，锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位，深受健身人士的喜爱．如图所示，女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时，每只手拉力大小为120 N时，弹性绳比原长伸长了30 cm.弹性绳的弹力与伸长量成正比，且未超过弹性限度，不计把手和弹性绳重力，下列说法正确的是( )
A．把手对弹性绳的拉力是由于弹性绳发生形变产生的
B．弹性绳的劲度系数为400 N/m
C．弹性绳的劲度系数为800 N/m
D．若每只手的拉力改为80 N，弹性绳长度为20 cm
答案 B
解析 把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的，A错误；根据胡克定律可得2k＝eq \f(2F,x)＝eq \f(240,0.3) N/m，k＝400 N/m，B正确，C错误；弹性绳原长度未知，每只手的拉力改为80 N, 弹性绳长度不知，D错误．
7．(多选)如图所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间关系的实验过程和F－x图像，下列说法中正确的是( )
A．弹簧的原长是40 cm
B．弹簧的劲度系数是2×103 N/m
C．当弹簧受到F1＝8 N的拉力作用时，弹簧的伸长量x1＝4 cm
D．当弹簧伸长量x2＝20 cm时，弹簧产生的拉力是F2＝400 N
答案 BD
解析 已知弹簧的伸长量及对应的拉力，无法求得弹簧的原长，选项A错误；F－x图线的斜率表示弹簧的劲度系数，可得k＝eq \f(800 N,0.4 m)＝2 000 N/m，所以当弹簧受到F1＝8 N的拉力作用时，根据F＝kΔx，可得弹簧伸长量x1＝0.4 cm，选项B正确，C错误；当弹簧伸长x2＝20 cm时，根据F＝kΔx可得F2＝400 N，选项D正确．
8．(多选)(2023·山东济宁市检测)如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为2m的物块A，物块A静止后弹簧长度为l1；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止后弹簧长度为l2，如图乙所示．弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，则( )
A．弹簧的劲度系数为eq \f(mg,l1)
B．弹簧的劲度系数为eq \f(mg,l1－l2)
C．弹簧的原长为3l1－2l2
D．弹簧的原长为3l1＋2l2
答案 BC
解析 设弹簧的原长为l，由胡克定律和受力平衡可知，题图甲有2mg＝k(l－l1)，题图乙有3mg＝k(l－l2)，所以弹簧的劲度系数为k＝eq \f(mg,l1－l2)，弹簧原长l＝3l1－2l2，故B、C正确，A、D错误．
9.如图所示，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在平面Q、P上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧均在弹性限度内)，当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则x为(重力加速度为g)( )
A.eq \f(mg,k1＋k2) B.eq \f(k1k2,mgk1＋k2)
C.eq \f(mg,k1－k2) D.eq \f(k1k2,2mgk1＋k2)
答案 A
解析 当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为：x1＝eq \f(mg,k1)；当物体的质量变为2m时，设物体下降的高度为x，则上方弹簧伸长的长度为x，下方弹簧被压缩的长度为x1＋x，两弹簧弹力之和等于2mg，由胡克定律和平衡条件得：k2x＋k1(x1＋x)＝2mg；联立解得：x＝eq \f(mg,k1＋k2)，故选项A正确．
10．(多选)一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2 m，它们的一端齐平并固定在地面上，另一端自然放置，如图甲所示．当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图像如图乙所示，则两根弹簧的劲度系数k1和k2，分别为(弹簧均在弹性限度内，弹簧质量均不计)( )
A．k1＝5 N/m B．k1＝10 N/m
C．k2＝10 N/m D．k2＝20 N/m
答案 BD
解析 由题图乙知，当x1＝0.2 m时，F1＝2 N，在0.2 m之内只有小弹簧被压缩．由胡克定律得F1＝k1x1，所以k1＝eq \f(F1,x1)＝eq \f(2,0.2) N/m＝10 N/m，从0.2 m至0.3 m过程中，两弹簧均被压缩．当F2＝5 N时，小弹簧的压缩量x2＝0.3 m，大弹簧的压缩量x2′＝x2－x1＝0.3 m－0.2 m＝0.1 m，根据胡克定律得k1x2＋k2x2′＝F2，即k2＝eq \f(F2－k1x2,x2′)＝eq \f(5－10×0.3,0.1) N/m＝20 N/m，故选B、D.