高一上学期人教版物理必修一课后巩固作业：第三章相互作用3-2

课后巩固作业
时间：45分钟
一、单项选择题
1．某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验．他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L—L0作为弹簧的伸长量x.由于弹簧自身重力的影响，最后得到的图线应是()
2．如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上，A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是()
A．1 N和0 B．5 N和7 N
C．5 N和3 N D．7 N和7 N
3．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，弹性杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态，则弹
性杆对小球的弹力()
A．大小为2 N，方向平行于斜面向上
B．大小为1 N，方向平行于斜面向上
C．大小为2 N，方向垂直于斜面向上
D．大小为2 N，方向竖直向上
4.如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示．则
下列判断不正确的是()
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200 N/m
D．该弹簧受压力作用时，劲度系数不变
5．S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧，k1>k2；a 和b表示质量分别为m a和m b的两个小物体，m a>m b.将弹簧与物体按如图所示方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最大，则应使()
A．S1在上，a在上B．S1在上，b在上
C．S2在上，a在上D．S2在上，b在上
二、多项选择题
6．力是物体间的相互作用．下列有关力的图示及表述正确的是()
7．如图所示，地面受到的弹力的大小等于()
A．A和B产生的压力之和
B．B对地面的压力
C．A的重力加上B对地面的压力
D．A和B的重力之和
答案
1．C 由于弹簧本身有重力，当不挂重物时也有伸长量．最后画出的图线应该是图中的C .
2．C 已知弹簧伸长2 cm ，弹簧的弹力为F ＝2 N ．可判断弹簧对A 产生向下的拉力，故细线的拉力应为T ＝F ＋G A ＝5 N ，B 对地面的压力F N ＝G B －F ＝3 N ．综上所述，本题正确选项应是C .
3．D 小球受重力和弹性杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，弹性杆对小球的弹力与重力等大、反向．
4．A 由图象可知弹力F 随弹簧的形变量x 变化的图线是一条过坐标原点的倾斜直线，所以弹力的增加量与对应的弹簧长度的伸长
量成正比，同时由图象可得弹簧的劲度系数k ＝ΔF Δx ＝100.05
N /m ＝200 N /m ，选项B 、C 、D 正确，选项A 错误．
5．D 当系统平衡时，上部弹簧所受的弹力F 上＝(m a ＋m b )g 与a 、b 的位置无关，根据胡克定律F ＝kx ，欲使下部弹簧伸长量最大，其所受弹力应最大，故a 应在下，b 在上．对下部弹簧，由胡克定律
有m a g ＝k 下x 下，所以x 下＝m a g k 下
.对上部弹簧，由胡克定律有(m a ＋m b )g ＝k 上x 上，所以x 上＝(m a ＋m b )g k 上
.由于k 1>k 2，欲使x 下＋x 上为最大，显然应取k 上＝k 2，k 下＝k 1，即S 2在上，S 1在下，选项D 正确．
6．BD A 中各处压力方向不同，所以压力变了，C 中桌面受压力的示意图作用点应画在桌面上，A 、C 错．B 中，内部压力大于外部压力，B 对．D 中车后轮受静摩擦力向前，是车的动力，D 对．
7．BD 地面受到的弹力是由与它接触的B 物体施加的，大小等于A 和B 的重力之和．
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8.下图中A、B之间一定有弹力作用的是()
三、非选择题
9．在图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，其中甲、乙、丙、丁中物体P处于静止状态．
10．某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如下图(1)所示的实验装置．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码，待静止时，测出弹簧相应的总长度．每只钩码的质量都是10 g．实验数据见下表．(弹力始终未超过弹性限度，g取10 N/kg)
(1)试根据这些实验数据，在给定的如上图(2)所示的坐标纸上，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的函数关系图象．
(2)图象跟坐标轴交点的物理意义是__________．该弹簧的劲度系数k是________ N/m.
11.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．
(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________(填“水平”或“竖直”)方向．
(2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧
长度依次记为L1到L6，数据如表：
用刻度尺的最小分度为________．
(3)如下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，
横轴是弹簧长度与________(填“L0”或“L x”)的差值．
(4)由图可知弹簧的劲度系数为________ N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为________ g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)．
12．如图所示，一劲度系数为k2的弹簧竖直地放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为k1的弹簧竖直地放在物体上面，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2
3，应将上面弹簧
的上端A竖直向上提一段距离d，则d为多少？
答案
8.BD由弹力的产生条件知，A、C图中两球接触但不相互挤压，故无弹力；B、D图中两球既接触又相互挤压，所以B、D对．9．如图所示
10．(1)如图所示 (2)表示弹簧原长 20
解析：(1)描点作出图象，如图所示．(2)图象跟坐标轴交点的物理意义表示弹簧原长．由图象可知，弹簧的劲度系数应等于直线的斜
率，即k ＝ΔF Δl
＝20 N /m . 11．(1)竖直 (2)稳定 L 3 1 mm
(3)L 0 (4)4.9 10
解析：(2)测量仪器是10分度的，需要估读到最小精度的下一位，则此刻度尺的最小精度应为1 mm ，故L 3读数错误．(3)横轴表示的是弹簧的形变量，故为弹簧长度与L 0的差值．(4)由mg ＝
kx 得图象的斜率k ′＝m x ＝k g ＝10×10－32×10－2
＝0.5，故k ＝4.9 N /m ，
挂了砝码盘后弹簧伸长了2 cm ，由mg ＝kx ，知其质量为10 g .
12.(k 1＋k 2)mg 3k 1k 2
解析：本题考查胡克定律与二力平衡问题，关键是A 端上移距离应是上面弹簧的伸长量与下面弹簧压缩量的减少量的和．
物体处于平衡状态，在竖直方向上所受的合外力为零．当上面的弹簧没有作用力时，下面弹簧对物体的支持力等于物体的重力，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
. 这说明重物要上升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＝mg 3k 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伸长量之和，如右图所示．
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d＝Δx＋Δx3＝(k1＋k2)mg
3k1k2.。