优化方案2017高中物理 第四章 相互作用 第2节 形变与弹力分层演练巩固落实 鲁科版必修1

形变与弹力[随堂达标]1．(多选)下列关于常见的几种弹力的说法中正确的是( )A ．绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向B ．静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是汽车轮胎发生了形变而产生的C ．水杯放在水平桌面上对桌面施加的压力，是桌面发生微小形变而产生的D ．用细竹杆拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹杆形变而产生的解析：选AD.绳上弹力的方向总是沿着绳指向绳收缩的方向，故A 正确；静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是地面发生形变而产生的，B 错误；水杯放在水平桌面上对桌面施加的压力，是水杯发生微小形变而产生的，C 错误；用细竹杆拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹杆形变而产生的，故D 正确．2．(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是( )A ．由F ＝kx 可知，在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B ．由k ＝F x可知，劲度系数k 与弹力F 成正比，与弹簧的长度改变量x 成反比C ．弹簧的劲度系数k 由弹簧本身的因素决定，与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关D ．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力变化的大小 解析：选ACD.由胡克定律知，弹簧的弹力与形变量x 成正比，对于确定的弹簧劲度系数k 值不变，它由弹簧本身的因素决定，不随外力的变化而变化，故选ACD.3．如图所示，球A 在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A 所受的弹力，以下说法正确的是( )A ．球A 仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上B ．球A 受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C ．球A 受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D ．球A 受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下解析：选C.球A 受竖直向下的重力，与竖直挡板和斜面都有挤压．斜面给它一个支持力，垂直斜面向上；挡板给它一个压力，水平向右，故选项C 正确．4．(2016·广东韶关期末)如图所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G ＝1 N ，则弹簧测力计A 和B 的示数分别为( )A ．1 N ，0B ．0，1 NC ．2 N ，1 ND ．1 N ，1 N解析：选D.两种情况下，弹簧受到的拉力大小都等于物体的重力G ，故D 选项正确．5．(选做题)一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2 m ，它们的一端平齐并固定在地面上，另一端自由，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象如图乙所示，求两根弹簧的劲度系数k 1和k 2.解析：本题考查胡克定律的应用．关键是弄清图象的物理意义，即压缩0.2 m 前后的区别．由图象知，当x 1＝0.2 m 时，F 1＝2 N ，在0.2 m 之内只有小弹簧被压缩．由胡克定律得F 1＝k 1x 1，所以k 1＝F 1x 1＝20.2N/m ＝10 N/m.在压缩0.2 m ～0.3 m 过程中，两弹簧均被压缩．x 2＝0.3 m 时，F 2＝5 N ，小弹簧的压缩量x 2＝0.3 m ，大弹簧的压缩量x 2′＝0.1 m ．根据胡克定律k 1x 2＋k 2x 2′＝F 2，即k 2＝F 2－k 1x 2x 2′＝5－10×0.30.1N/m ＝20 N/m. 答案：10 N/m 20 N/m[课时作业][学生用书单独成册]一、单项选择题1．关于弹力的产生，下列说法正确的是( )A ．只要两物体相互接触就一定产生弹力B ．只要两物体相互吸引就一定产生弹力C ．只要物体发生形变就一定有弹力产生D ．只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用解析：选D.弹力的产生条件中：接触和弹性形变缺一不可．选项A 、C 都只满足弹力产生条件的一个方面，而选项B 有“相互吸引”，只能证明有力的存在，但不一定是弹力，故只有选项D 正确．2. 如图所示，在用横截面为椭圆形的墨水瓶演示坚硬物体微小弹性形变的实验中，能观察到的现象是 ( )A ．沿椭圆长轴方向压瓶壁，管中水面上升；沿椭圆短轴方向压瓶壁，管中水面下降B ．沿椭圆长轴方向压瓶壁，管中水面下降；沿椭圆短轴方向压瓶壁，管中水面上升C ．无论沿椭圆长轴还是短轴方向压瓶壁，管中水面均上升D ．无论沿椭圆长轴还是短轴方向压瓶壁，管中水面均下降解析：选B.沿椭圆长轴方向压瓶壁，瓶的容积增大，液面下降；沿椭圆短轴方向压瓶壁，瓶的容积减小，液面上升．故选B.3. 玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是( )A ．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变B ．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C ．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变D ．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变解析：选C.汽车与桥面相互挤压都发生了形变，B 错误；由于桥面发生弹性形变，所以对汽车有向上的弹力，C 正确，D 错误；由于汽车发生了形变，对桥面产生向下的压力，A 错误．4．一根原长为L 0、劲度系数为k 的轻质弹簧，一端固定，另一端受某一外力作用，弹簧被拉长了x ，这时弹簧的总长度为L ，且弹簧处在弹性限度内，此时弹簧的弹力大小等于( )A ．kL 0B ．kLC ．kxD ．外力大小未知，不能求出弹簧的弹力解析：选C.由胡克定律知弹簧的弹力大小F ＝kx ，则C 正确，A 、B 、D 错误．5．如图所示，重为10 N 的物体悬挂在弹簧的下端时，弹簧伸长了2 cm ，现换用另一重为20 N 的物体悬挂在弹簧的下端(仍在弹性限度内)，这时弹簧的伸长量、劲度系数分别是( )A ．2 cm ，500 N/mB ．2 cm ，1 000 N/mC ．4 cm ，500 N/mD ．4 cm ，1 000 N/m解析：选C.由胡克定律F ＝kx 知弹簧的劲度系数k ＝F x ＝100.02N/m ＝500 N/m ，弹簧上的弹力大小与自由端施加的力的大小是相等的，弹力F ′＝20 N ，则x ′＝F ′k ＝20500 m ＝0.04 m ＝4 cm ，故C 正确．6．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示，下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力的方向的说法正确的是( )A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向解析：选D.足球与斜台的作用是球面与斜面的相互作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方，故D正确．二、多项选择题7．下列各种情况中，属于弹性形变的有( )A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C．细钢丝被绕制成弹簧D．铝桶被砸扁解析：选AB.“撑竿的形变”“椅面发生的微小形变”均能恢复原状，是弹性形变；“细钢丝被绕制成弹簧”后不能再恢复成“钢丝”，“铝桶被砸扁”后不能再恢复成“桶”，是非弹性形变．故选项A、B正确，C、D错误．8．物体受到外力作用而发生弹性形变时，物体就对使它发生形变的物体产生弹力作用．下列关于形变和弹力的说法中正确的是( )A．物体先发生形变，后产生弹力B．物体先产生弹力，后发生形变C．弹力和形变是同时产生、同时变化的D．形变越大，弹力越大解析：选CD.弹力和形变同时产生，无先后关系，故选项A、B错误，C正确；弹力与形变的关系是形变量越大，弹力越大，选项D正确．9. 在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点P.用力压桌面中心，观察墙上光点位置的变化．下列说法中正确的是( )A．F增大，P上移B．F减小，P下移C．F增大，P下移D．F减小，P上移解析：选CD.当力F增大时，两镜面均向里倾斜，使入射角减小，经两次累积，使反射光线的反射角更小，光点P下移；同理，若力F减小，光点P上移．所以，选项C、D正确．三、非选择题10．画出图中球A 和球B 所受重力、弹力的示意图．(各接触面均光滑，各球均静止)解析：先画重力，再分析弹力，注意弹力的有无、方向，再画出弹力．球A 和球B 所受重力、弹力的示意图如图所示．答案：见解析图☆11.如图所示，一劲度系数为k 2的弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为m 的物体，另一劲度系数为k 1的弹簧竖直放在物体上面，其下端与物体的上表面连接在一起，两个弹簧的质量都不计．要想使物体在静止时下面弹簧承受的压力减为原来的23，应将上面弹簧的上端A 竖直提高一段距离d ，则d ＝________．解析：当上面的弹簧没有作用力时，下面弹簧对物体的支持力大小等于物体的重力，所以下面弹簧的压缩量为Δx 1＝mg k 2.当上面弹簧被提起时，下面弹簧的弹力为物体重力的23，故弹簧的压缩量为Δx 2，k 2Δx 2＝2mg 3，Δx 2＝2mg 3k 2.下面弹簧两次压缩量之差为Δx ＝Δx 1－Δx 2＝mg 3k 2.这说明物体要上升Δx .当提起A 端时，上面的弹簧伸长量为Δx 3，产生的弹力大小为mg 3＝k 1Δx 3，所以Δx 3＝mg3k 1. A 端竖直上提的高度等于下面弹簧压缩量的减少量与上面弹簧的伸长量之和，如图所示．d ＝Δx ＋Δx 3＝（k 1＋k 2）mg 3k 1k 2.答案：（k 1＋k 2）mg 3k 1k 2☆12. “蹦极”是一种极限运动，人自身所受的重力使其自由下落，被拉伸的橡皮绳又会产生向上的力，把人拉上去，然后人再下落．正是在这上上下下的振荡中，蹦极者体会到惊心动魄的刺激，如图所示．设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m ，质量为50 kg 的蹦极者运动到最低点时橡皮绳长为26.5 m ，当蹦极者停止振荡时橡皮绳长为17.5 m ，则蹦极者运动到最低点时受到橡皮绳的拉力为多大？(g 取10 m/s 2)解析：当蹦极者停止振荡处于静止时，蹦极者处于平衡状态，由二力平衡得F 1＝mg ＝50×10 N ＝500 N此时橡皮绳的伸长量为x 1＝17.5 m －15 m ＝2.5 m又由胡克定律得F 1＝kx 1则橡皮绳的劲度系数为k ＝F 1x 1＝5002.5N/m ＝200 N/m 当蹦极者运动到最低点时橡皮绳的拉力大小为F 2＝kx 2＝200×(26.5－15) N ＝2 300 N.答案：2 300 N。