【人教版】高一物理必修1专题辅导精讲:弹力胡克定律典型例题

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9.弹力及胡克定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义(机构)

9.弹力及胡克定律—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义(机构)

教师辅导讲义学员编号:1 年级:高一年级课时数:学员姓名:辅导科目:物理学科教师:授课类型授课日期及时段教学内容T同步——弹力同步知识梳理一.弹性形变和弹力1.弹性形变和弹力(1)形变:物体在力的作用下形状或体积发生的变化.①弹性形变:物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.②非弹性形变:外力撤去后不能完全恢复原状的形变.(2)弹性限度:当形变超过一定的限度,撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.(3)弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力.2.弹力产生的条件:(5)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx.同步题型分析1.(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是()A.有弹力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后,形变完全消失B.有弹力作用在物体上,物体不一定发生形变C.弹力作用在硬物体上,物体不发生形变;弹力作用在软物体上,物体才发生形变D.一切物体受到弹力都要发生形变,撤去弹力后,形变不一定完全消失答案D2.(弹力的产生)杂技演员有高超的技术,能轻松地顶住从高处落下的坛子.如图所示,关于他顶坛时头顶受到的压力,产生的直接原因是()A.坛的形变B.头的形变C.坛子受到的重力D.人受到的重力答案A1.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.铝桶被砸扁答案AB2.关于弹性形变,下列说法正确的是()A.物体形状的改变叫弹性形变B.一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变D.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变答案C3.在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图1所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是()A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的答案BC4.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图2所示,下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力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答案D6.一杆搁在矮墙上,关于杆受到的弹力的方向,图中画得正确的是()答案D8.关于弹簧的劲度系数k,下列说法中正确的是()A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关答案B9.如图4甲、乙所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1N,则弹簧测力计A和B的示数分别为()A.1N,0B.0,1NC.2N,1ND.1N,1N答案D10.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为()A.F 2-F 1l 2-l 1B.F 2+F 1l 2+l 1C.F 2+F 1l 2-l 1D.F 2-F 1l 2+l 1答案 C一、单选题1.如图所示,下列物体所受力的示意图不正确的是( )A .斜面上小球受到的重力B .足球在空中飞行受到的重力C .平面上木块受到的支持力D .物块A 对斜面的压力2.如图所示一质量分布均匀的金属球静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )A .球对桌面的压力就是球所受到的重力B .桌面受到压力是因为球发生了形变课堂达标检测C.球受到支持力是因为球发生了形变D.在金属球上只有球心处受到重力作用其余部分不受重力3.如图所示,质量均为m的木块A和B,用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力缓慢拉A 直到B刚好离开地面,则这一过程A上升的高度为()A.mgkB.2mgkC.3mgkD.4mgk4.如图所示,力F把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列有关力的相互关系叙述正确的是()A.作用力F和物体对墙壁的压力是一对平衡力B.墙壁对物体的弹力是由于墙壁发生弹性形变而产生的C.作用力F和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力D.作用力F增大,墙壁对物体的静摩擦力也增大5.如图所示,轻弹簧竖直固定于水平地面上,将一小球从弹簧的上端处由静止释放,在小球第一次下落到最低点的过程中,下列关于小球的速度v、小球所受弹力的大小F随小球运动时间t,小球的重力势能E P、小球的机械能E随小球下落位移x的图像关系正确的是(取最低点处小球的重力势能为0)()A.B.C.D.6.如图所示,静止的小球m分别与一个物体(或面)接触,设各接触面光滑,小球m受到两个弹力的是()A .B .C .D .7.如图所示,两根轻弹簧AC 和BD ,它们的劲度系数分别为k 1和k 2,它们的C 、D 端分别固定在质量为m 的物体上,A 、B 端分别固定在支架和正下方地面上,当物体m 静止时,上方的弹簧处于原长;若将物体的质量变为4m ,仍在弹簧的弹性限度内,当物体再次静止时,其相对第一次静止时位置下降了( )A .12123k k mgk k + B .12124k k mgk k + C .1213mgk k +D .1214mgk k +8.如图所示,质量均为m 的物块A 、B 压在置于地面上的竖直轻弹簧上,上端弹簧弹性系数为k 1,下端弹簧的弹性系数为2k ,弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接,A 、B 处于静止状态,现给A 一个竖直向上的拉力F ,F 的大小自0开始缓慢增大,物块B 自初始位置能上升的最大高度为( )A .1mg kB .2mg kC .1211mg k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .1212mg k k ⎛⎫+⎪⎝⎭9.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,两边所挂物重G=1N,则弹簧测力计的示数为()A.1N B.0 C.2N D.不确定10.图示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像,根据图像判断,下列结论正确的是( )。

人教版高中物理必修1课时作业2:3.1 第2课时 弹力有无的判断 胡克定律

人教版高中物理必修1课时作业2:3.1 第2课时 弹力有无的判断 胡克定律

3.1 重力与弹力第2课时弹力有无的判断胡克定律1.图中各物体均处于静止状态。

图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是( )2.(多选)一弹簧原长15cm,受10N拉力作用时长度变为17cm,若作用在弹簧上的拉力大小变为20N且弹簧仍然在弹性限度内,则下列说法正确的是( )A.弹簧长度变为0.19m B.弹簧长度变为0.24mC.弹簧的劲度系数为5N/m D.弹簧的劲度系数为500N/m3.一根弹簧挂0.5N的物体时长12cm,挂1N的物体时长14cm,则弹簧劲度系数为()A.18N/m B.20N/m C.25N/m D.30N/m4.一弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸,弹簧伸长了6cm.现将其中一端固定于墙上,另一端用5N的外力来拉伸它,则弹簧的伸长量应为()A.6cm B.3cm C.1.5cm D.0.75cm5.在半球形光滑容器内放置一细杆,如图所示,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,则容器上A、B两点对细杆的作用力方向分别为A.均竖直向上B.均指向球心C.A点处指向球心,B点处竖直向上D.A点处指向球心,B点处垂直于细杆向上6.一根轻质弹簧原长10cm,悬挂钩码静止后,弹簧长度变为12cm。

已知该弹簧的劲度系数为1N/cm,则钩码重为()A.22 N B.12 N C.10 N D.2 N7.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是()A.F1=F2=F3B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2D.F3>F1>F28.静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触.关于小球的受力,下列说法正确的是A.细线对它一定有拉力作用B.细线可能对它没有拉力作用C.斜面对它可能有支持力作用D.斜面对它一定有支持力作用9.如图所示,一轻质弹簧测力计,弹簧劲度系数为k,弹簧测力计上端固定于天花板上的O 点,下端悬挂一个光滑的轻质定滑轮。

高一物理弹力典型例题

高一物理弹力典型例题

高一物理弹力典型例题1. 弹力的基本概念弹力,听起来就像是弹簧的舞蹈,是不是?简单来说,弹力是物体因为形变而产生的力。

比如说,你捏一个橡皮泥,它会变形,但当你放开时,它又会恢复原样。

这种“恢复”的力,就是弹力!真是神奇,对吧?想象一下,如果没有弹力,生活会多无趣,连玩具都没办法弹回来,大家岂不是都要愁眉苦脸?1.1 弹力的类型我们常见的弹力主要分为两种:伸长和压缩。

伸长的弹力就像是你拉弹簧的时候,那种“快放手吧,我要回到原来的样子”的感觉。

而压缩的弹力,就像你坐在沙发上,沙发对你的反抗力。

哈哈,感觉好像在和沙发打仗呢!1.2 勒让与胡扯弹力的计算就得提到胡克定律,这个名字一听就很高大上,其实就是告诉我们:弹力和形变成正比。

想象一下,弹簧越拉越长,它的弹力就越大。

这就好比你去健身房,越练越强壮,弹簧也是一样。

记住哦,弹簧的“力量”不容小觑!2. 弹力的应用说到应用,弹力可是无处不在哦!想象一下,你在游乐园玩过山车,那个令人肾上腺素飙升的瞬间,其实就是利用了弹力。

过山车在高空自由落体,突然一抬头,哇,那种“弹起来”的感觉,真是刺激!2.1 日常生活中的弹力在我们的日常生活中,弹力的身影随处可见。

你见过篮球吗?那球一弹,直接就能飞得老高,完全就是在和地球较劲呢!还有那些小孩子玩的蹦床,蹦蹦跳跳,简直乐开了花。

你看,弹力让生活充满乐趣,怎么能不爱呢?2.2 自然界的弹力再说说自然界,弹力同样扮演着重要的角色。

想象一下,树木的枝条在风中摇摆,那是因为有弹力在支撑着它们。

当狂风来袭,树木虽然会弯曲,但弹力会让它们挺直腰杆。

大自然的力量,真是让人叹为观止!3. 弹力的趣味实验说到实验,物理可真是个玩得不亦乐乎的领域。

我们可以做一个简单的实验:拿一根弹簧和一个重物,把重物挂在弹簧上,看看弹簧的长度变化。

哇哦,弹力的奥秘就这样展现在眼前!就像是一场魔术表演,你的眼睛绝对不会眨一下。

3.1 动手动脚你也可以试试用不同的重量,看看弹簧拉伸得有多远,或者用橡皮筋来比较一下。

人教版高中物理必修一《弹力》例题练习及答案

人教版高中物理必修一《弹力》例题练习及答案

一、对形变和弹力的理解例1 下列有关物体受外力及形变的说法正确的是( )A.有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后形变完全消失B.有力作用在物体上物体不一定发生形变C.力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体上,物体才发生形变D.一切物体受到外力作用都要发生形变,外力撤去后形变不一定完全消失解析只要有力作用在物体上,物体就一定会发生形变,故 B 项错误;发生形变后的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,A项错误,D项正确;不管是硬物体还是软物体,只要有力作用都会发生形变, C 项错误.答案D(1) 对于弹性形变,当力撤去后可以恢复原状.(2) 若两个物体在直接接触的同时,也存在弹性形变,则两个物体间有弹力的作用.(3) 弹力大小与形变量有关,对于接触面情况一定的前提下,形变越大,弹力也越大.二、弹力有无的判断例2 如图3-2-9所示,细绳下悬挂一小球D,小球与光滑的静止斜面接触,且细绳处于竖直状态,则下列说法中正确的是( )A.斜面对 D 的支持力垂直于斜面向上B.D对斜面的压力竖直向下C.D与斜面间无相互作用力D.因D的质量未知,所以无法判定斜面对 D 支持力的大小和方向解析对 D 进行受力分析可知,D一定受到竖直向上的绳的拉力和竖直向下的重力,其中有无弹力可用假设法.假设去掉斜面, D 仍保持原来的静止状态,可判断出 D 与斜面间无相互作用力.答案C判断弹力是否存在一般有以下两种方法:①假设法;②根据物体的运动状态判断三、弹力方向的分析例 3 作出图3-2-10中物块、球、杆等受到各接触面作用的弹力示意图.图3-2-10解析分析此类问题的关键是确定接触面,对于点—面接触,面—面接触类问题容易确定,这里出现的面即为接触面;对于点—弧面接触,过接触点的弧面的切面即为接触面.各物体所受弹力如下图所示.答案见解析图四、弹力大小的计算图3-2-11例 4 如图3-2-11 所示,A、 B 两物体的重力分别是G A=3 N,G B= 4N.A 用细线悬挂在顶板上, B 放在水平面上,A、 B 间轻弹簧中的弹力F= 2 N,则细线中的张力F T及 B 对地面的压力F N的可能值分别是( )A.5 N和 6 N B.5 N和 2 NC.1 N和6 N D.1 N和2 N解析弹簧如果处于被拉伸的状态,它将有收缩到原状的趋势,会向下拉A,向上提B,则B 正确;如果处于被压缩的状态,将向两边恢复原状,会向上顶A,向下压B,则 C 正确,故选B、 C.答案BC判断弹簧弹力的方向时,要注意弹簧是被拉伸还是被压缩,或两者均有可能,计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律,有时也根据平衡条件来计算.1. 下列说法正确的有( ) A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的B.拿一细杆拨动水中的木头,木头受到细杆的弹力,这是由于木头发生形变而产生的C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的答案CD解析由弹力的概念可知,发生形变的桌子,由于要恢复原状,对跟它接触的木块产生了力的作用,即木块受到弹力是由于桌子发生形变而产生的,不是木块自己发生形变引起的,同理,木块受到细杆作用力是由于细杆发生形变而产生的,所以选项A、B 是错误的;用绳悬挂物体时,对物体的拉力是因为绳子发生形变,由于要恢复原状,对物体产生力的作用,故绳对物体的拉力是指向绳子收缩的方向,所以C、D 是正确的,应选C、D.2.关于弹力的方向,以下说法正确的是( )A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物体B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物体C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向D.杆对物体的弹力方向总是沿着杆,并指向杆收缩的方向答案ABC解析需要注意的是杆对物体产生的弹力可能沿杆方向,也可能不沿杆方向,这点与绳是不同的.3.如图3-2-12 所示,弹簧的劲度系数为k,小球重为G,平衡时球在A 位置,今用力F 将小球向下拉长x 至B位置,则此时弹簧的弹力为()图3-2-12A.kx B.kx +GC.G-kx D.以上都不对答案B解析此题很容易误解而选A项,但选项A是错误的.其原因是x 不是弹簧变化后的长度与未发生形变时弹簧长度的差值(即不是弹簧的总形变量),球在 A 位置时弹簧已经伸长了(令它为Δ x),这样球在B位置时,F弹=k(Δx +x)=kx +kΔx. 因为球在A位置平衡,有G=kΔx,所以F弹=kx+G.故选项B 是正确的.4.一条轻绳承受的拉力达到 1 000 N 时就会被拉断,若用此绳进行拔河比赛,两边的拉力大小都是600 N 时,则绳子()A.一定会断B.一定不会断C.可能断,也可能不断D.要是绳子两边的拉力相等,不管拉力多大,合力总为零,绳子永远不会断答案B解析因为绳子内的弹力处处相等,假设将绳子分为两部分,其中一部分对另一部分的拉力大小为600 N,小于绳子能承受的最大拉力 1 000 N,所以绳子图 3- 2- 135.如图 3-2-13所示,绳下吊一铁球,则球对绳有弹力, 绳对球也有弹力, 关于两个弹力的产生,下述说法正确的是 ( )A .球对绳的弹力,是球发生形变产生的弹 力作用于绳的B .球对绳的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于绳的C .绳对球的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于球的D .绳对球的弹力,是球发生形变产生的弹力作用于球的答案 AC解析 绳和球发生了弹性形变, 由于要恢复原状, 从而对跟它接触的物体产 生弹力作用,故 A 、C 正确.6.如图 3-2-14 所示,各接触面光滑且物体 A 静止,画出物体 A 所受弹力的示意图.图 3- 2- 14答案 如图所示.试由图线确定:定不会断裂.7.如图 3-2-15 所示,为一轻质弹簧的长度 l 和弹力 F 大小的关系图象,图 3- 2-15(1) 弹簧的原长;(2) 弹簧的劲度系数;(3) 弹簧长为0.20 m时弹力的大小.答案(1)10 cm (2)200 N/m(3)20 N解析读懂图象是求解本题的关键:(1) 当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可知原长l 0=10 cm.(2) 当弹簧长度为15 cm时,弹力大小为10 N,对应弹簧的伸长量为Δl =-2(15 -10) cm=5×10-2 m由胡克定律F=kx 得:F 10k=ΔF l=5×1100-2 N/m=200 N/m.(3) 当弹簧长为0.20 m时,弹簧伸长量为:Δl ′=(0.20 -0.10) m=0.10 m由胡克定律F=kx 得:F′=kΔl ′=200×0.10 N=20 N.8.下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长量的关系所测的几组数据:(1) 请你在图3216 F x图3-2-16(2) 写出曲线所代表的函数(x 用m作单位) .(3) 解释函数表达式中常数的物理意义.答案见解析解析根据已有数据选好坐标轴每格所代表的物理量的多少,是作好图象的关键,作图象的方法:用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连接起若是来,直线,应使各点均匀分布于直线两侧,偏离直线太大的点,应舍弃掉.(1) 将x 轴每一小格取为 1 cm,F 轴每一小格取为0.25 N,将各点点到坐标纸上,并连成直线,如下图所示.(2) 由图象得:F=20x.(3) 函数表达式中的常数:表示使弹簧伸长( 或压缩)1 m所需的拉力为20 N.。

胡克定律+实验+课件+-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

胡克定律+实验+课件+-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
B.物体的形变越大,弹力也越大
C.弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反
D.弹力的大小与物体大小有关,体积越大的物体能产生的弹力也越大
【解析】 发生弹性形变的物体,才能产生弹力作用,A错误;弹簧弹
力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的,物体的形变越大,弹力
不一定也越大,B错误;弹力的大小与物体的大小无关,D错误;弹力
k值越小(同一根弹簧K值不变)
3.变形式:△F=k△x
(弹力)
x0
(形变量)
思考1:弹力和形变量F-x图像最后会弯曲是什么原因导致??
x0
直线变曲:实验中所挂钩码越来越重,超出了弹簧的弹性限度
思考2:如果画F-L(现长)图像应该是怎样的呢?
1.关于弹力,下列说法中正确的是(
)
A.发生形变的物体才能有弹力,也一定有弹力
4.计算出每次弹簧的形变量x(x=ln-l0)和弹簧受到的
拉力F(F=mng),并将数据填入表格.
3.收集数据
/N
15.78
弹簧原长0 =_______cm.
g=9.8N/kg
3.50
钩码质量
m/g
弹簧的弹
力F/N
弹簧长
度l/cm
弹簧伸长
量x/cm
1
50
0.49
17.70
1.92
2
100
0.98
6.50 cm
设弹簧的弹力大小F=15.0 N时弹簧的伸长量为x.
由胡克定律得
15.0
F
-2
x= k =
m=1.50 cm
3 m=1.50×10
1.00×10
此时弹簧的长度为L=L0+x=6.50 cm.
实验:探究弹簧弹力与形变量的关系

高一物理弹力试题答案及解析

高一物理弹力试题答案及解析

高一物理弹力试题答案及解析1.一根轻质弹簧一端固定,用大小为的力压弹簧的另一端,平衡时长度为;改用大小为的力拉弹簧,平衡时长度为.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为A.B.C.D.【答案】C【解析】由胡克定律得 F=kx,式中x为形变量,设弹簧原长为l0,则有F1=k(l-l1),F2=k(l2-l),联立方程组可以解得。

所以C项正确【考点】本题考查了胡可定律。

2.关于力的概念,下列说法正确的是()A.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体B.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力F,等弹簧再压缩x距离后才反过来给手一个弹力D.根据力的作用效果命名的不同名称的力,性质可能也不相同【答案】AD【解析】力是物体间的相互作用,受力物体同时也是施力物体,施力物体同时也是受力物体,所以A正确;产生弹力时,施力物体和受力物体同时发生形变,但弹力是由施力物体形变引起的,反作用力是由受力物体形变引起的,放在桌面上的木块受到桌面给它向上的弹力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,故B不正确;力的作用是相互的,作用力和反作用力同时产生、同时消失,故C选项错误;根据力的作用效果命名的力,性质可能相同,也可能不相同,如向心力,可以是绳子的拉力,也可以是电场力,还可以是其他性质的力,D选项正确.3.如图所示,劲度系数为K2的轻质弹簧,竖直放在桌面上,上面压一质量为m的物块,劲度系数为K1的轻质弹簧竖直地放在物块上面,其下端与物块上表面连接在一起,现想使物块在静止时,下面弹簧承受物重的2/3,应将上面弹簧的上端A竖直向上提高的距离。

【答案】【解析】末态时物块受力分析,其中F1′与F2′分别是弹簧k1、k2的作用力,物块静止有F1′+F2′=mg初态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg末态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2′=mg弹簧k2的长度变化量△x2==由F1′+F2′=mg,F2′=mg 得F1′=mg初态时,弹簧k1(原长)的弹力F1=0末态时,弹簧k1(伸长)的弹力F1′=mg弹簧k1的长度变化量△x1==所求距离为△x1+△x2=【考点】本题考查胡克定律。

第三章专题训练 胡克定律—2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

第三章专题训练 胡克定律—2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

第三章专题训练胡克定律1.一个“Y”形弹弓顶部跨度为2L ,如图所示,两根相同的橡皮条自由长度均为L ,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。

若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k ,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )A B .kL C D .2kL 2.关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是( )A .因胡克定律可写成k =F x,由此可知弹力越大,劲度系数越大 B .在弹性限度内,弹簧拉长一些后,劲度系数变小C .在弹性限度内,无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变D .劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大3.如图所示,弹性绳(遵循胡克定律)的一端固定在天花板上的O 点,另一端悬挂一质量为m 的小球,静止时小球位于B 点,现在A 点固定一光滑的小定滑轮,2lOA =,AB l =,现对小球施加一沿BC 方向的拉力F ,使小球沿BC 缓慢运动到C 点.已知A 、B 、C 三点刚好组成一个正三角形,D 为BC 的中点,重力加速度为g ,则( )A .从B 到C 的过程中拉力F 先增大后减小B .小球在C 点受到的拉力F 倍C .在D 点时弹性绳的弹力大小为12mg D .该弹性绳的原长为2l 4.把6根原长为l 的橡皮筋首尾相连组成一个正6边形,在6边形的顶角处对称的施加6个拉力F ,使正6边形的边长变为2l ,已知橡皮筋被拉长时产生的弹力满足胡克定律f kx =,则拉力F 的大小为( )A .12klBC .kl D5.如图所示,表面光滑的圆锥固定在水平面上,底面半径为R ,顶角为60°。

有一个质量为m 的弹性圆环,弹性圆环的弹力与形变量之间满足胡克定律,且始终在弹性限度内。

弹性圆环处于自然状态时半径为14R ,现将弹性圆环套在圆锥上,稳定时弹性圆环处于水平状态,且到底面的距离为圆锥高线的14,重力加速度为g 。

2020年高中物理必修一(人教旧版)弹力与胡克定律(教师版)

2020年高中物理必修一(人教旧版)弹力与胡克定律(教师版)

弹力与胡克定律知识集结知识元弹力知识讲解1.形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变.有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变.如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状.这个限度叫做弹性限度2.弹力定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力3.弹力的方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反.常见弹力方向:弹力弹力方向点与点垂直于切面,指向受力物体点与面垂直于接触面,指向受力物体面与面垂直于接触面,指向受力物体轻绳沿绳方向,指向绳收缩方向弹力绳沿绳方向,指向绳收缩方向弹簧沿着弹簧,指向弹簧恢复原长的方向带转轴轻杆杆的弹力一定沿杆方向固定轻杆杆的弹力可沿杆也可不沿杆以下是几种特殊情况弹力的方向:(1)绳子打结:打结点将绳子分为两段,弹力方向分别由打结点指向两段绳子收缩的方向(2)绳子套滑轮:滑轮两侧的绳子弹力大小相等,方向都沿绳子方向(3)两个杆受力:假设用绳替换A B,装置状态不变,说明A B杆对B的作用力是拉力;假设用绳替换CB,装置状态改变,说明CB杆对B的作用是支持力.例题精讲弹力例1.关于弹力,下列说法中错误的是(A.相互接触的物体之间一定能产生弹力B.圆珠笔中的弹簧起复位作C.压力是物体对支持面的弹力,方向总是垂直于支持面且指向支持D.地面受到了向下的弹力,是因为木箱发生了弹性形变;木箱受到向上的弹力,是因为地面也发生了弹性形变【答案】D【解析】题干解析:A、弹力产生的条件是:1、物体要相互接触2、物体要发生弹性形变.两个条件同时满足物体间才会产生弹力.故A错误.B、圆珠笔中的弹簧起复位作用.故B正确.C、压力是一种弹力,是由于物体发生形变而对支持物产生的,方向总是垂直于支持面且指向支持面,故C正确.D、根据弹力的产生可知,放在地面上的木箱对地面的压力是由于木箱发生了微小形变而产生的;木箱受到向上的弹力,是因为地面也发生了弹性形变,故D正确例2.在图中,所有接触面均光滑,且a、b均处于静止状态,其中A、D选项中的细线均沿竖直方向.a、b间一定有弹力的是()A.B.C.D.【解析】题干解析:A、假设两球间有弹力,则小球将向两边运动,与题矛盾,故ab间无弹力;故A错误.B、若两球间无弹力,则两个都将向下摆动,与题矛盾,说明ab间有弹力;故B正确.C、假设两球间有弹力,则小球将向两边运动,与题矛盾,故ab间无弹力;故C错误;D、假设a对b球有弹力,方向必定垂直于斜面向上,b球共受三个力:竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力,三个力的合力不可能为零,则小球b不可能处于静止状态,与题矛盾,故ab间一定没有弹力;故D错误例3.如图所示,底端置于粗糙水平地面上的杆,其顶端被一根细线用手拉住,杆处于静止状态,细线水平.下列说法正确的是()A.杆对细线的弹力方向为水平向右B.细线对杆的弹力方向垂直杆向左C.杆受到地面的弹力是由杆的形变产生的D.地面受到杆的弹力沿杆向左下方【答案】A【解析】题干解析:A、绳子弹力的方向沿着绳子收缩的方向,细线水平,则细线对杆的作用力方向水平向左,所以杆对细线的弹力方向为水平向右,故A正确,B错误;B、杆受到地面的弹力施力物体是地面,是由于地面发生形变产生的,故C错误;D、杆受到地面的弹力方向垂直于地面向上,所以地面受到杆的弹力垂直于地面向下,故D错误胡克定律知识讲解胡克定律:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.公式:F=kx公式中的k称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号用N/m表示.胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变.由于发生形变的物体想要恢复原状而对与它接触的物体产生弹力,弹力的方向与形变方向相反.弹力的方向与接触面垂直,其其它因素无关.例题精讲胡克定律例1.如图所示,置于水平桌面上的弹簧秤,左端通过细线与固定木板相连,右端用细线经定滑轮悬挂着一质量为0.4kg的物块,则弹簧秤示数和其所受合力大小分别为()A.0,0 B.0,4.0NC.4.0N,0 D.4.0N,4.0N【答案】【解析】题干解析:因弹簧秤处于平衡状态,故弹簧秤受到的合力为零;而弹簧秤读出的是其一端受到的拉力大小,故读数等于重物的重力,即F=G=0.4×10=4N例2.如图所示,轻质弹黄的两端各受20N拉力处于静止状态,弹簧伸长了10cm(在弹性限度内),下列说法中正确的是()A.弹簧所受的合力为零B.弹簧的弹力为40NC.该弹簧的劲度系数为400N/mD.弹簧的劲度系数随拉力的增大而增大【答案】A【解析】题干解析:A、轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用,所以弹簧所受的合力为零,故A正确;B、根据题意可知,弹簧的弹力等于力F为20N,故B错误;C、根据胡克定律F=kx得弹簧的劲度系数,故C错误;D、弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关,与弹簧本身性质有关,故D错误例3.探究弹力和弹簧伸长的关系时,作出弹力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.则()A.该弹簧的原长为10mB.该弹簧的劲度系数为0.25N/mC.在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时,弹簧的长度为18cmD.在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时,弹簧的形变量为8cm【答案】D【解析】题干解析:A、由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知弹簧的原长为10cm=0.1m;故A错误;B、当拉力为2.5N时,弹簧的形变量为:x=20-10=10cm=0.1m由胡克定律F=kx得:k=N/m.故B错误;C、在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时,重物对弹簧的拉力是10N,弹簧的伸长量为:m=25cm,所以弹簧的长度为35cm.故C错误;D、当该弹簧下端悬挂2.0N的重物时,弹簧的形变量为:m=8cm.故D 正确实验:探究弹力和弹簧伸长量的关系知识讲解一、实验目的知道弹力与弹簧伸长的定量关系,学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据.二、实验原理弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关,沿弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的,用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的砝码的重力相等.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系.三、实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸.四、实验步骤1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0,即原长.2.如图所示,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长并计算钩码的重力,填写在记录表格里.1234567F/NL/cmx/cm3.改变所挂钩码的质量,重复前面的实验过程多次.4.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线.5.以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数.首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数.6.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.五、注意事项:1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸而超出它的弹性限度,要注意观察,适可而止.2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点的间距尽可能大,这样作出的图线更精确.3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差.4.描点画线时,所描的点不一定都落在一条直线上,但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧.5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.六、误差分析1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.2.画图时描点及连线不准确带来误差.例题精讲实验:探究弹力和弹簧伸长量的关系例1.如图所示G A=100N,G B=40N,弹簧的劲度系数为500N/m,不计绳重和摩擦,物体A静止在地面上,则()A.物体A对地面的压力为60N B.物体A对地面的压力为100NC.弹簧的伸长量为8cm D.弹簧的伸长量为20cm【答案】【解析】题干解析:以B物体为研究对象,由平衡条件得:绳子的拉力大小T=G B=40N则弹簧的弹力F=T=40N根据胡克定律F=kx得x==m=0.08m=8cm再对A物体研究,A受到重力G A、弹簧的拉力F和地面的支持力N作用,由平衡条件得N=G A-F=100N-40N=60N根据牛顿第三定律得,物体A对支持面的压力大小N'=N=60N,方向竖直向下.故AC正确,B D错误例2.三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态.现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是()A.4cm B.6cm C.8cm D.10cm【解析】题干解析:开始未用水平力拉p弹簧时,弹簧q处于压缩状态,受到的压力等于b物体的重力,由胡克定律得到,弹簧q压缩的长度为:x1=.当c木块刚好离开水平地面时,弹簧q处于伸长状态,受到的拉力为等于c物体的重力,根据胡克定律得,弹簧q伸长的长度:x2=此时,弹簧p处于伸长状态,受到的拉力等于b、c的总重力,则弹簧p伸长的长度为:x3=根据几何关系得到,该过程p弹簧的左端向左移动的距离为:S=x1+x2+x3=代入解得:S=8cm例3.利用弹簧可以测量物体的重力.将劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台的横梁上.弹簧下端不挂物体时,测得弹簧的长度为x0.将待测物体挂在弹簧下端,如图所示.待物体静止时测得弹簧的长度为x1,测量中弹簧始终在弹性限度内,则待测物体的重力大小为()A.kx0B.kx1C.k(x1-x0)D.k(x1+x0)【答案】C【解析】题干解析:根据胡克定律可知,弹簧的弹力F=k(x1-x0);根据平衡条件可知,弹簧的弹力等于物体的重力,故C正确ABD错误当堂练习单选题练习1.以下各个力中,根据力的性质命名的力是()【解析】题干解析:解:阻力、动力、压力都是从力的作用效果角度命名的,摩擦力是从力的性质角度命名的;练习2.下列有关力的说法中正确的是()【解析】题干解析:解:A、B、力的产生离不开施力物体,也离不开受力物体.故A、B错误;C、力是物体对物体的作用,如果找不到施力物体或受力物体,这个力就不存在.故C正确;D、不接触的物体间也可以产生力的作用,例如磁铁吸引铁钉,力是物体对物体的作用,没有物体就不会产生力的作用.故D错误.练习3.关于物体的重心,下列说法中不正确的是()【解析】题干解析:解:A、物体的重心位置不仅与形状有关,还与质量分布情况有关,故A正确.B、质量分布均匀的物体,其重心可能在该物体上,也可能在物体之外,比如均匀圆环,故B 错误.C、物体的重心位置与物体的形状和质量分布情况都有关,所以有规则几何形状的物体,其重心不一定在几何中心位置,故C正确.D、物体的各部分都受到重力,重心是物体各个部分所受重力的合力的等效作用点,重心不一定在物体上,故D正确.练习4.在竖直悬挂的轻质弹簧下端挂一个钩码,弹簧伸长了4cm,如果在该弹簧下端挂两个这样的钩码(弹簧始终发生弹性形变),弹簧的伸长量为()A.4cm B.6cm C.8cm D.16cm【答案】C【解析】题干解析:解:当弹簧下端挂一个钩码时,根据胡克定律F=kx=mg,得弹簧的劲度系数为:k=当弹簧下端挂两个钩码时,由胡克定律知:KX′=2mg,所以:X′==8cm练习5.如图所示,轻质弹簧相连接的物体A、B置于光滑有挡板的30°斜面上,弹簧的劲度系数为k,A、B的质量分别为m1和m2,两物体都处于静止状态.现用力拉A使其沿斜面缓慢向上运动,直到物块B刚要离开挡板,在此过程中,A物体移动的距离为()A.B.C.D.【解析】题干解析:解:开始时A受重力、支持力和弹簧弹力作用而处于平衡,则有:m1gsin30°=kx1;此时弹簧处于压缩状态,形变量为x1=对B分析可知,B刚要离开时有kx2=m2gsin30°此时弹簧处于伸长状态,形变量x2=则说明A向上移动的距离x=x1+x2=;故C 正确,ABD错误.练习6.下列说法中不正确的是()A.受到摩擦力作用的物体,一定也受到弹力B.摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同,也可能相反C.静摩擦力的大小与接触面的正压力成正比D.滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反【解析】题干解析:解:A、受到摩擦力作用的物体,一定也受到弹力,但有弹力却不一定存在摩擦力.故A正确;B、滑动摩擦力和静摩擦力都可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动的方向相同;当它们与物体运动的方向相同时,就是动力,如汽车的启动轮受到地面的摩擦力,使汽车运动,而不是阻碍汽车运动,故B正确;C、滑动摩擦力的大小与接触面的正压力成正比,而静摩擦力是与引起有相对运动趋势的外力有关,故C错误;D、滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,故D正确;练习7.如图所示,弹簧秤一端固定在墙壁上,另一端与小木块A相连,当用力加速抽出长木板B的过程中,观察到弹簧秤的示数为3.0N,若匀速抽出木板B,弹簧秤的示数大小()A.一定大于3.0N B.一定小于3.0NC.一定等于3.0N D.一定为零【答案】C【解析】题干解析:解:当用力加速抽出木板B时,A物体保持静止,故可知A受B的摩擦力f=F=3.0N;因A对B物体的压力不变,故A、B间的摩擦力不会发生变化,故匀速拉动时摩擦力也为3.0N;物体A在弹簧秤的作用下仍保持静止,故弹簧秤对A的拉力仍为3.0N,即弹簧秤的示数大小仍等于3.0N;练习8.如图所示,皮带运输机把货物运到高处,货物在皮带上没有滑动,则货物受到的摩擦力()A.是滑动摩擦力,方向沿皮带向下B.是滑动摩擦力,方向沿皮带向上C.是静摩擦力,方向沿皮带向下D.是静摩擦力,方向沿皮带向上【解析】题干解析:解:皮带运输机把货物运到高处时,皮带和货物之间保持相对静止,物体有沿皮带向下运动的趋势,因此物体受到沿皮带向上的静摩擦力,故ABC错误,D正确.多选题练习1.如图所示,置于水平桌面上的弹簧秤,左端通过细线与固定木板相连,右端用细线经定滑轮悬挂着一质量为0.4kg的物块,则弹簧秤示数和其所受合力大小分别为()A.0,0 B.0,4.0NC.4.0N,0 D.4.0N,4.0N【答案】AD【解析】题干解析:因弹簧秤处于平衡状态,故弹簧秤受到的合力为零;而弹簧秤读出的是其一端受到的拉力大小,故读数等于重物的重力,即F=G=0.4×10=4N;练习2.如图所示G A=100N,G B=40N,弹簧的劲度系数为500N/m,不计绳重和摩擦,物体A静止在地面上,则()A.物体A对地面的压力为60N B.物体A对地面的压力为100N C.弹簧的伸长量为8cm D.弹簧的伸长量为20cm【解析】题干解析:以B物体为研究对象,由平衡条件得:绳子的拉力大小T=G B=40N则弹簧的弹力F=T=40N根据胡克定律F=kx得x==m=0.08m=8cm再对A物体研究,A受到重力G A、弹簧的拉力F和地面的支持力N作用,由平衡条件得N=G A-F=100N-40N=60N根据牛顿第三定律得,物体A对支持面的压力大小N'=N=60N,方向竖直向下.故AC正确,B D错误;练习3.图中a、b、c为三物块,M、N为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们连接如图并处于静止状态()A.可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.可能N处于不伸不缩状态而M处于压缩状态【解析】题干解析:A、当N弹簧处于拉伸状态时,细线对a又拉力,当拉力小于a物体的重力时,M弹簧处于压缩状态,故A正确.B、由于N弹簧上面与细线相连,故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸,但是N弹簧决对不可能被压缩,故B错误.C、当N弹簧处于原长时,细线的拉力为零,M弹簧在a物体的作用下处于压缩状态,故C错误.D、当N弹簧处于拉伸状态时,细线对a又有拉力,当拉力等于a物体的重力时,M弹簧处于原长状态;当拉力大于a物体的重力时,M弹簧处于伸长状态;故D正确.填空题练习1.某同学利用如图1所示的装置探究弹簧弹力F与弹簧形变量x的关系.在实验过程中,弹簧的形变始终在弹性限度内.如图2所示,该同学在坐标纸上以x为横轴、F为纵轴建立坐标系,并在图中标出了与测量数据对应的坐标点.(1)请描绘出F-x图线;(2)由图象可知,弹簧的劲度系数k=________N/m.【答案】(1)F-x图象如图所示(2)50【解析】题干解析:通过描点连线可知F-x图象如图所示由图象可知,斜率代表弹簧的劲度系数,故k==50N/m练习2.某学习小组利用如图1所示的装置做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验.实验中,先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端,稳定后测出相应的弹簧总长度,将数据填在表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2)(1)上表记录数据中有一组数据在测量或记录时有错误,它是第______组数据.(2)根据实验数据将对应的弹力大小计算出来并填入表内相应的空格内(保留3位有效数字).(3)在坐标纸中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度L之间的关系图线.(4)根据图线求得该弹簧的劲度k=__________N/m.(保留2位有效数字)(5)若考虑弹簧自重对第一组数据的影响,弹簧劲度系数k的实验值________真实值.(填“大于”、“小于”或“等于”)【答案】(1)5(2)0,0.294,0.588,0.882,1.18,1.47(3)如解析图所示(4)8.9(5)相等【解析】题干解析:(1)表格中的数据小数点后面的位数应相同,所以第5组弹簧总长的数据不规范,应为31.20(2)弹簧的弹力等于钩码的重力,即F=mg,所以弹力大小依次为:0,0.294,0.588,0.882,1.18,1.47(3)在误差允许的范围内,从18cm开始的一次函数(4)图线的斜率表示弹簧的劲度系数,k==8.9N/m.(5)由胡克定律可知,弹簧弹力的增加量与弹簧的形变量成正比,即:△F=k△x,因此弹簧的自重不会对劲度系数产生影响,故劲度系数的测量值与真实值相比相等(3)如图所示;(4)8.9;(5)相等练习3.某同学探究“弹力与弹簧伸长量的关系”的步骤如下:A.将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧;B.弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度计为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10g砝码,弹簧长度依次L1至L6,数据如下表:C.根据数据计录表格作出如下的图线,纵轴是砝码的质量m,横轴是弹簧长度与L x的差值x.回答如下问题:(1)表中有一个数值记录不规范,代表符号为________.(2)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 (结果均保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2).【答案】(1)L3(2)4.9;10【解析】题干解析:(1)根据表中的数据可知,数据要保留到小数点后两位,故L3不规范(2)根据胡克定律公式△F=k△x,由图象可知,弹簧的劲度系数为:k==4.9N/m;由表格得到,弹簧原长为:L0=25.35cm,挂砝码盘时有:L x=27.35cm,根据胡克定律,砝码盘质量为:M=练习4.某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0;弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2…;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L7.测量记录表:(1)实验中,L3和L7两个值还没有测定,请你根据如图将这两个测量值填入记录表中.(2)为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:d1=L4-L0=6.90cm,d2=L5-L1=6.90cm,d3=L6-L2=7.00cm,d4=L7-L3还没有算出.根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量△L.△L用d1、d2、d3、d4表示的式子为:△L=_______.(3)计算弹簧的劲度系数k=________N/m.(g取9.8m/s2)【答案】6.85;14.0528【解析】题干解析:(1)尺的最小分度值为1mm,刻度尺读数:L3=6.85cm,L7=14.05cm③根据题意:d4=L7-L3=14.05cm-6.85cm=7.20cm.④根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量△L.△L用d1、d2、d3、d4表示的式子为:△L=⑤根据胡克定律有:m0g=kL,充分利用测量数据,k==28N/m练习5.某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验.(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________(选填“水平”或“竖直”)方向.(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线.由图线可得弹簧的原长x0=______cm,劲度系数k=________N/m,他利用本实验原理把弹簧做成一把弹簧秤,当示数如图丙所示时,该弹簧伸长的长度△x=______cm.【答案】(1)竖直(2)4;50;6.0【解析】题干解析:(1)弹簧是竖直的,要减小误差,刻度尺必须与弹簧平行,故刻度尺要保持竖直状态;(2)弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为4cm;弹簧弹力为2N 时,弹簧的长度为8cm,伸长量为4cm;根据胡克定律F=k△x,有:k==N/m=50N/m;由图丙得到弹簧的弹力为3N,依据胡克定律F=k△x,有△x==m=6cm;练习6.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中,将弹簧测力计竖直悬挂,待弹簧测力计静止时,长度计为L0,弹簧测力计下方挂上砝码时,长度记为L x,在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1-L7,记录数据如下表:(1)甲同学用图象法处理实验数据,如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,则横轴应是弹簧长度与______的差值(填“L0”或“L x”).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g=9.8m/s2).(2)乙同学用公式法处理实验数据,即用F=k△L计算k,为充分利用每一组数据,该同学将所测得的数据按如下方法逐一求差(逐差法),分别计算出三个差值:△L1=L4-L0=8.00cm;△L2=L5-L1=8.05cm;△L3=L6-L2=8.00cm;请你给出第四个差值:△L4═_______cm.根据以上差值,可以求出每增加m=10g砝码的弹簧平均伸长量△L;再由F=k△L计算出k,请用L x、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7和mg表示出k=____________________.【答案】(1)L x ;4.9 ;10(2)8.01【解析】题干解析:(1)充分利用测量数据和图象,根据公式△F=k△x可知横轴是弹簧的长度与L x的差值;弹簧的劲度系数k=由表格得到,弹簧原长为:L0=25.35cm;挂砝码盘时:L x=27.35cm;根据胡克定律,砝码盘质量为:M=kg=0.01kg=10g;(2)第4个差值d4=L7-L3=41.41-33.40cm=8.01cm.所以每增加10g砝码的弹簧平均伸长量△L=.根据△F=k△L,解得k=练习7.在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时,小张同学用如图甲所示的实验装置进行实验.将该弹簧竖直悬挂,在自由端挂上钩码,通过改变钩码的个数,记录钩码的质量m和弹簧上指针在刻度尺上的读数x.(1)小张同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图象如图乙所示,由图象可求得该弹簧的劲度系数k=____________N/m(当地的重力加速度g=9.8m/s2,结果保留3位有效数字).(2)在本次实验中,考虑到弹簧自身有重量,测得弹簧劲度系数k的值与真实值相比较____________(填“偏大”、“偏小”或“没有影响”).【答案】(1)73.5(2)没有影响【解析】题干解析:(1)图线与横坐标的交点表示拉力等于0时弹簧的长度,即弹簧的原长图线的斜率表示弹簧的劲度系数为:k=(2)根据公式F=k△x计算出的劲度系数,与是否考虑砝码盘的质量对结果无影响。

人教版高中物理必修一《弹力》例题练习及答案

人教版高中物理必修一《弹力》例题练习及答案

一、对形变和弹力的理解例1 下列有关物体受外力及形变的说法正确的是( )A.有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后形变完全消失B.有力作用在物体上物体不一定发生形变C.力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体上,物体才发生形变D.一切物体受到外力作用都要发生形变,外力撤去后形变不一定完全消失解析只要有力作用在物体上,物体就一定会发生形变,故B项错误;发生形变后的物体,当撤去外力后,有些能完全恢复原状,有些不能完全恢复原状,A项错误,D项正确;不管是硬物体还是软物体,只要有力作用都会发生形变,C 项错误.答案D(1)对于弹性形变,当力撤去后可以恢复原状.(2)若两个物体在直接接触的同时,也存在弹性形变,则两个物体间有弹力的作用.(3)弹力大小与形变量有关,对于接触面情况一定的前提下,形变越大,弹力也越大.二、弹力有无的判断图3-2-9例2 如图3-2-9所示,细绳下悬挂一小球D,小球与光滑的静止斜面接触,且细绳处于竖直状态,则下列说法中正确的是( )A.斜面对D的支持力垂直于斜面向上B.D对斜面的压力竖直向下C.D与斜面间无相互作用力D.因D的质量未知,所以无法判定斜面对D支持力的大小和方向解析对D进行受力分析可知,D一定受到竖直向上的绳的拉力和竖直向下的重力,其中有无弹力可用假设法.假设去掉斜面,D仍保持原来的静止状态,可判断出D与斜面间无相互作用力.答案C判断弹力是否存在一般有以下两种方法:①假设法;②根据物体的运动状态判断三、弹力方向的分析例3 作出图3-2-10中物块、球、杆等受到各接触面作用的弹力示意图.图3-2-10解析分析此类问题的关键是确定接触面,对于点—面接触,面—面接触类问题容易确定,这里出现的面即为接触面;对于点—弧面接触,过接触点的弧面的切面即为接触面.各物体所受弹力如下图所示.答案见解析图四、弹力大小的计算图3-2-11例4 如图3-2-11所示,A、B两物体的重力分别是G=3 N,G B=4 N.AA用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧中的弹力F=2 N,则细线中的张力F T及B对地面的压力F N的可能值分别是( )A.5 N和6 N B.5 N和2 NC.1 N和6 N D.1 N和2 N解析弹簧如果处于被拉伸的状态,它将有收缩到原状的趋势,会向下拉A,向上提B,则B正确;如果处于被压缩的状态,将向两边恢复原状,会向上顶A,向下压B,则C正确,故选B、C.答案BC判断弹簧弹力的方向时,要注意弹簧是被拉伸还是被压缩,或两者均有可能,计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律,有时也根据平衡条件来计算.1.下列说法正确的有( )A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的B.拿一细杆拨动水中的木头,木头受到细杆的弹力,这是由于木头发生形变而产生的C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳子收缩的方向D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的答案CD解析由弹力的概念可知,发生形变的桌子,由于要恢复原状,对跟它接触的木块产生了力的作用,即木块受到弹力是由于桌子发生形变而产生的,不是木块自己发生形变引起的,同理,木块受到细杆作用力是由于细杆发生形变而产生的,所以选项A、B是错误的;用绳悬挂物体时,对物体的拉力是因为绳子发生形变,由于要恢复原状,对物体产生力的作用,故绳对物体的拉力是指向绳子收缩的方向,所以C、D是正确的,应选C、D.2.关于弹力的方向,以下说法正确的是( )A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向被压物体B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物体C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向D.杆对物体的弹力方向总是沿着杆,并指向杆收缩的方向答案ABC解析需要注意的是杆对物体产生的弹力可能沿杆方向,也可能不沿杆方向,这点与绳是不同的.3.如图3-2-12所示,弹簧的劲度系数为k,小球重为G,平衡时球在A 位置,今用力F将小球向下拉长x至B位置,则此时弹簧的弹力为( )图3-2-12A.kx B.kx+GC.G-kx D.以上都不对答案B解析此题很容易误解而选A项,但选项A是错误的.其原因是x不是弹簧变化后的长度与未发生形变时弹簧长度的差值(即不是弹簧的总形变量),球在A 位置时弹簧已经伸长了(令它为Δx),这样球在B位置时,F弹=k(Δx+x)=kx +kΔx.因为球在A位置平衡,有G=kΔx,所以F弹=kx+G.故选项B是正确的.4.一条轻绳承受的拉力达到1 000 N时就会被拉断,若用此绳进行拔河比赛,两边的拉力大小都是600 N时,则绳子( )A.一定会断B.一定不会断C.可能断,也可能不断D.要是绳子两边的拉力相等,不管拉力多大,合力总为零,绳子永远不会断答案B解析因为绳子内的弹力处处相等,假设将绳子分为两部分,其中一部分对另一部分的拉力大小为600 N,小于绳子能承受的最大拉力1 000 N,所以绳子一定不会断裂.图3-2-135.如图3-2-13所示,绳下吊一铁球,则球对绳有弹力,绳对球也有弹力,关于两个弹力的产生,下述说法正确的是( )A.球对绳的弹力,是球发生形变产生的弹力作用于绳的B.球对绳的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于绳的C.绳对球的弹力,是绳发生形变产生的弹力作用于球的D.绳对球的弹力,是球发生形变产生的弹力作用于球的答案AC解析绳和球发生了弹性形变,由于要恢复原状,从而对跟它接触的物体产生弹力作用,故A、C正确.6.如图3-2-14所示,各接触面光滑且物体A静止,画出物体A所受弹力的示意图.图3-2-14答案如图所示.图3-2-157.如图3-2-15所示,为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图象,试由图线确定:(1)弹簧的原长;(2)弹簧的劲度系数;(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小.答案(1)10 cm(2)200 N/m(3)20 N解析读懂图象是求解本题的关键:(1)当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由图可知原长l=10 cm.(2)当弹簧长度为15 cm时,弹力大小为10 N,对应弹簧的伸长量为Δl=(15-10) cm=5×10-2m由胡克定律F=kx得:k=FΔl=105×10-2N/m=200 N/m.(3)当弹簧长为0.20 m时,弹簧伸长量为:Δl′=(0.20-0.10) m=0.10 m由胡克定律F=kx得:F′=kΔl′=200×0.10 N=20 N.8.下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长量的关系所测的几组数据:弹力:F/N0.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹簧的伸长量:x/cm 2.6 5.0 6.8 9.8 12.4(1)请你在图3-2-16中的坐标纸上作出F-x的图象.图3-2-16(2)写出曲线所代表的函数(x用m作单位).(3)解释函数表达式中常数的物理意义.答案见解析解析根据已有数据选好坐标轴每格所代表的物理量的多少,是作好图象的关键,作图象的方法:用平滑的曲线(或直线)将坐标纸上的各点连接起来,若是直线,应使各点均匀分布于直线两侧,偏离直线太大的点,应舍弃掉.(1)将x轴每一小格取为1 cm,F轴每一小格取为0.25 N,将各点点到坐标纸上,并连成直线,如下图所示.(2)由图象得:F=20x.(3)函数表达式中的常数:表示使弹簧伸长(或压缩)1 m所需的拉力为20 N.。

【人教版】高一物理必修1专题辅导精讲:弹力胡克定律典型例题

【人教版】高一物理必修1专题辅导精讲:弹力胡克定律典型例题

弹力、胡克定律典型例题[例1]按下列要求画出弹力的方向:(1)搁在光滑竖直墙与水平地面间的棒在A,B两处受到的弹力(图1);(2)搁在光滑半球形槽内的棒在C,D两处受到的弹力(图2);(3)用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力(图3);[分析](1)棒在重力作用下对A,B两处都有挤压作用,因A,B两处的支持物都为平面,所以其弹力垂直平面分别向上和向右.(2)棒对C,D两处有挤压作用,因C处为曲面,D处为支承点,所以C处弹力垂直其切平面指向被支持的物体——沿球半径指向球心;D处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体——垂直棒斜向上.(3)球在重力作用下挤压墙壁,拉引绳子,所以墙产生的弹力垂直墙面指向球;绳子产生的弹力沿着绳子向上.[解](1)A,B两处弹力方向如图4所示;(2)C,D两处弹力方向如图5所示;(3)小球受到的弹力方向如图6所示.[说明]有些学生常把(1)、(2)两题中A点与C点的弹力画成沿着棒的方向(图7),这是不正确的.因为弹力是被动力,它是在受到外力作用形变后产生的.在图中A,C两处使它形变的压力分别是垂直向下压向地面和沿半径方向压向槽壁的.[例2]一根弹簧原长L0=10cm,若在下面挂重为G1=4N的物体时,弹簧长L1=12cm,则在它下面挂重为G2=3N的物体时,弹簧长多少?[分析]弹簧挂上重物后,平衡时弹簧产生的弹力大小等于物重.根据胡克定律,弹力与弹簧的伸长成正比,即可得解.[解]当弹力f1=G1=4N时,弹簧伸长x1=L1-L0=(12-10)cm=2cm,据胡克定律有:所以挂上重为3N的物体时,弹簧长为:L2=L0+x2=(10+1.5)cm=11.5cm.[说明]课本中没有介绍劲度系数k的单位,只需用比例法求解.若熟悉劲度系数单位后,也可先由弹力f1=G1=4N和伸长x1=2cm算出k值,即当弹力为f2=G2=3N时,弹簧伸长同样得弹簧长L2=L0+x2=11.5cm.[例3]健身用的拉力器弹簧,设每根长0.5m,把它拉至1.0m长时需拉力100N.若在拉力器上并列装了5根这样的弹簧,把它拉到1.7m长时需要多少拉力?假设弹簧在弹性限度内.[分析]根据一根弹簧从0.5m伸长到1.0m时所需要的拉力,利用胡克定律,可求出使一根弹簧从0.5m伸长到1.7m时的拉力,从而也就可求得使5根弹簧一齐伸长到1.7m时的拉力.[解]设L0=0.5m,L1=1.0m,L2=1.7m,因平衡时弹簧产生的弹力与外加拉力相等,由胡克定律得第二次的拉力所以将5根并列的弹簧同时伸长到1.7m时所需拉力F=5F2=5×240N=1200N.[说明]如果把5根并列的弹簧等效成一根弹簧,只需求出这根等效弹簧的劲度系数k,在已知伸长量的情况下,立即可求出总的拉力.因为题中拉力器一根弹簧的劲度系数使同样的5根弹簧并列起来后也从L0=0.5m伸长到L1=1.0m,弹力应为5f1=500N,可见5根并列弹簧的等效劲度系数为1根弹簧的5倍,即k=5k1=1000N/m.于是由胡克定律立即可得总的拉力F=f=kx=k(L2-L0)=1000×(1.7-0.5)N,=1200N.所以,弹簧并接起来后,等效劲度系数增大,即越难伸长(或压缩).同理可知,弹簧串接起来后,等效劲度系数必减小,即越易伸长(或压缩).[例4]如图1所示,重G=10N的光滑小球与劲度系数均为k=1000N/m的上、下两轻弹簧相连,并与AC、BC两光滑平板相接触.若弹簧CD被拉伸、EF被压缩的量均为x=1cm,指出小球受到几个力,并画出受力图.[分析]研究对象为小球,与小球相关联的物体有地球、上下两弹簧、左右两平板,容易判断的是小球受到的重力和上、下两弹簧的弹力T1、T2,两个弹力的方向都是竖直向上的.由于两弹力之和T1+T2=2kx=2×1000×1×10-2N=20N>G,因此,小球将挤压左、右两平板,两平板对球产生垂直于板面的弹力N1、N2.因球与板面接触处均光滑,不存在摩擦力.[答]小球共受到五个力作用:重力G,竖直向下;两弹簧弹力T1、T2,竖直向上;两平板压力(弹力)N1、N2,垂直接触处的板面指向球心.小球的受力图如图2所示.[说明]上述小球与左、右两板接触处的弹力就需结合小球的力平衡条件判定.若上、下两弹簧被拉伸与压缩的量均为x=0.5cm,则上、下两弹力之和此时小球与两板虽接触但无挤压趋势,两平板就不会对球产生弹力.。

高中物理必修1胡克定律实验专题

高中物理必修1胡克定律实验专题

高中物理必修1胡克定律实验专题1.(多选)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法正确的是A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等2.在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,如图2-4-5所示.根据图象回答以下问题.图2-4-51)弹簧的原长为________.2)弹簧的劲度系数为________.3)分析图象,总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为________.3.用如图2-4-6甲所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另外一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,中间竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示,再增长一个钩码后,P点对应刻度如图乙中cd虚线所示,已知每个钩码质量为50 g,重力加快度g=9.8 m/s2,则被测弹簧的劲度系数为________N/m,挂三个钩码时弹簧的形变量为________cm.图2-4-64.某同学利用如图2-4-7(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持________状态.2)他通过尝试得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x 的干系图线.由此图线可得该弹簧的原长x=________ cm,劲度系数k=________ N/m.(3)他又利用本尝试道理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x=________ cm.图2-4-75.某尝试小组做“探讨弹力和弹簧伸长量的干系”的尝试.尝试时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L=4.6cm,再把弹簧竖直吊挂起来,鄙人端挂钩码,每增长一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记实如下表所示.钩码个数弹力F/N弹簧的长度x/cm11.07.022.09.033.011.044.013.055.015.015.0。

3.1 弹力及胡克定律的运用(解析版)高一物理同步知识点剖析(人教版必修第一册)

3.1  弹力及胡克定律的运用(解析版)高一物理同步知识点剖析(人教版必修第一册)

高中物理必修一专题训练- -第三章相互作用第一讲弹力及胡克定律的运用内容导航例题演练例1.一辆汽车停在水平地面上,下列说法中正确的是()A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力B.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车受到了向上的弹力,是因为汽车也发生了形变C.汽车受到向上的弹力,是因为地面发生了形变;地面受到向下的弹力,是因为汽车发生了形变D.以上说法都不正确【解答】解:AB、地面受向下的弹力,是因为汽车发生了形变,从而对地面产生了向下的压力;汽车受到了向上的弹力,是因为地面发生了形变,从而对汽车产生了向上的支持力;故A、B错误;C、汽车受到向上的弹力,是因为地面发生了向下的形变,要恢复原状产生;地面受到向下的弹力,是因为汽车发生了向上的形变,要恢复原状产生的,故C正确;D、因C正确,故D错误;故选:C。

练1.1关于力,下列说法正确的是()A.物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下B.重力、弹力、摩擦力、动力、阻力都是按力的性质命名的C.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的D.滑动摩擦力一定产生于两运动的物体之间,且方向一定与物体运动方向相反【解答】解:A、物体的重力是地球的吸引而使物体受到的力,是地球对物体的吸引力的一个分力,方向竖直向下;故A错误。

B、重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的,而动力和阻力是按力的效果命名的,故B错误;C、放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,故C正确;D、滑动摩擦力一定产生于两相对运动的物体之间,且方向一定与物体相对运动方向相反,不一定与物体的运动方向相反,故D错误。

故选:C。

例2.如图所示的四个图中,M、N两方形木块处于静止状态,它们相互之间一定没有弹力作用的是()A.B.C.D.【解答】解:A、题目中要求相互之间一定没有弹力,在A中若N与地面间光滑,则N对M有弹力作用,故A错误;B、物体M受到N的压力,N受到M的支持力,故B错误;C、同理,若N与斜面间光滑,则N受到M沿斜面向上的弹力作用,故C错误;D、N、M两物体由于没有相互挤压,在水平地面上各自受重力和支持力作用而处于平衡,虽然NM互相接触,但由于没有挤压作用故无弹力存在,故D错误。

【高中物理】胡克定律 课件 2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

【高中物理】胡克定律 课件 2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

在弹簧的弹性限度内,弹力F与形变量x的大小 成正比关系。
即:F=kx (胡克定律)
提出问题 大胆猜想 设计实验 进行实验 处理数据 得出结论 交流合作
※不同弹簧的k值不同是因为弹簧的软硬不同。
※ k为弹簧的劲度系数,由弹簧自身结构决定, 单位是N/m。
比较胡克定律中不同弹簧的k值是否相同
胡胡克克定定律律:
胡克定律
想一想 弹簧弹力和伸长量的关系怎样?
探究弹簧的弹力和形变量大小的关系
提出问题
弹簧的弹力大小与形变量有什么关系
大胆猜想
两者在量的大小上有定量关系
设计实验
由待测参量设计实验并组装仪器
进行实验
测量并记录弹力F与形变量x大小
处理数据
得出结论
提出问题 大胆猜想 设计实验 进行实验 处理数据 得出结论
A.5 cm,10 cm
B.10 cm,5 cm
C.15 cm,10 cm
D.10 cm,15 cm
图像问题:
1.弹簧弹力随其形变量变化的规律,还可用图像来表示。一根轻 质弹簧的弹力F大小和弹簧长度l的关系如图3.114所示。
(1)求该弹簧的原长和劲度系数。 (2)图像中左边图线能否延长至与纵轴相交?请说明理由。
绳与弹簧
A绳间,力也瞬间消失。
②弹簧:属于明显形变,绳断瞬间,力不会马上消失。 B
即:轻绳的弹力可以发生突变,轻弹簧的弹力不能发生突变。
1、内容:
弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
2、公式:
F = k x (弹性限度内)
F:弹簧的弹力
K:弹簧的劲度系数(由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。 ) 单位:N/m或N/cm

胡克定律(解析版)-2025年新高考物理考点精练

胡克定律(解析版)-2025年新高考物理考点精练

专题 胡克定律1 . (2024江西赣州3月质检)两根劲度系数分别为k 和2k 的轻质弹簧a 、b 串接在一起,a 弹簧的一端固定在墙上,如图所示。

开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右缓慢拉动弹簧,使a 弹簧的伸长量为L ,未超出弹性限度,则此时()A.b 弹簧的伸长量也为LB.b 弹簧的伸长量为L 2C.水平力大小为2kLD.水平力大小为3kL【参考答案】B【名师解析】由题意知,两根轻弹簧串接在一起,则两弹簧弹力大小相等,根据胡克定律F =kx 得,x 与k 成反比,则得b 弹簧的伸长量为kL 2k=L2故A 错误,B 正确;水平力大小为F =2k ⋅L2=kL ,故CD 错误。

2(2024黑龙江哈尔滨重点高中质检)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3m 的物块A ,物块A 静止后弹簧长度为l 1;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l 2,如图乙所示。

弹簧始终处于弹性限度范围内,则()A.弹簧的劲度系数为2mgl 2-l 1B.弹簧的劲度系数为3mg l 1C.弹簧的原长为4l 1-3l 2D.弹簧的原长为3l 1-2l 2【参考答案】C【名师解析】.设弹簧的劲度系数为k ,根据题意,当A 静止时,在物块A 上端再放一个质量为m 的物块B ,弹簧的压缩量增加了Δx =l 1-l 2则有mg =k l1-l 2解得k =mgl 1-l 2故AB 错误;设弹簧的原长为l ,则根据题意有3mg =k l -l 1 ,4mg =k l -l 2联立解得l =4l 1-3l 2故C 正确,D 错误。

3(2024浙江舟山期末)如图所示,弹簧一端固定在墙壁上,另一端与物块相连接。

为使物块能在粗糙水平面上保持静止,弹簧的最大长度为l 1,最小长度为l 2。

由此可知弹簧的原长是()A.l 1-l 22B.l 1+l 22C.l 2+l 12D.l 1-l 22【参考答案】B【名师解析】设弹簧的原长为L ,则有k (l 1-L )=f max ,k (L -l 2)=f max联立可得L =l 1+l 22故选B4 . (2024安徽芜湖3月质检)如图所示,在水平面上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块,木块1和2、2和3间分别用一原长为L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块1、2与水平面间的动摩擦因数为μ,木块3和水平面间无摩擦力。

高中物理必修一 重力、弹力 (含练习解析)

高中物理必修一     重力、弹力 (含练习解析)

重力、弹力【学习目标】1.明确力的概念——力是物体间的相互作用2.知道重力及重心的概念3.掌握力的图示,会画力的示意图4.知道形变的含义及产生弹力的原因和条件5.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向6.理解胡克定律,并能利用胡克定律解决问题【要点梳理】要点一、对力的理解要点诠释:1.力的定义力是物体与物体之间的相互作用2.力具有物质性、矢量性、相互性(1)力的物质性力不能离开物体而单独存在.力可以发生在相互接触的物体之间,也可以发生在不相互接触的物体之间.比如不接触的电荷、不接触的磁铁,这些物体间也同样有力.它们之间没有离开物质,它们之间存在着电场或磁场.(2)力的矢量性力有三要素:大小、方向和作用点.之所以称为要素,是因为这三个要素中的任一个发生变化,都会直接影响力的作用效果.力是矢量,因此求力时,不仅要写出力的大小,同时还要说明力的方向.(3)力的相互性提到力一定涉及两个物体.一个是施力物体,一个是受力物体.施力物体也一定是受力物体,关键看研究的对象是谁.A对B有力,B对A也一定有力.3.力的作用效果力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,即改变物体运动速度的大小和方向.(1)静力效果——使物体的形状发生变化(形变),如把物体拉伸、压缩、扭转、剪切等.(2)动力效果——改变物体的运动状态,如使物体从静止开始运动,从运动变为静止(或使物体的运动速度从小变大、从大变小);或使物体的运动方向发生变化等,根据力的作用效果,判断物体是否受力是受力分析的基本方法.4.力的图示与力的示意图:(1)力的图示:为了更形象、直观地表达力,我们可以用一根带箭头的线段来表示一个力的大小、方向和作用点(即力的三要素),这种表示力的方法,叫做力的图示.画力的图示的步骤:①选定标度(用多长的线段表示多少牛的力).②从作用点沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加刻度.③在线段的一端加箭头表示力的方向,箭头或箭尾表示力的作用点,力的方向所沿的直线叫做力的作用线.(2)力的示意图:即只画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力.【注意】力的图示与力的示意图不同,力的示意图只表示物体受哪些力的作用及力的方向如何,不需要选定标度严格画出线段的长度.5.力的分类力的分类有两种,按性质和效果分:(1)根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等.(2)根据力的效果命名:如拉力、压力、动力、阻力等.根据效果命名时,不同名称的力,性质可能相同,如物体在上升过程,重力为阻力,物体下落时,重力为动力,所谓动力,其效果是加快物体运动的,而阻碍物体运动的力则叫阻力,同一性质的力.效果可能不同,如摩擦力可以是动力.也可以是阻力.要点二、四种基本相互作用要点诠释:包括引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用.1、引力相互作用它是自然界的一种基本相互作用,地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现.众多的天体聚在一起形成星系,也是由于万有引力的作用.这种作用的强度随距离的增大而减弱.2、电磁相互作用电荷间的相互作用、磁体间的相互作用,本质是同一种相互作用的不同表现,这就是电磁相互作用或电磁力.电磁力随距离减小的规律与万有引力相似.3、强相互作用原子核是由若干带正电荷的质子和不带电的中子组成,而带正电的质子间存在斥力.能使得原子核紧密保持在一起的力就是强相互作用.它属于短程力.距离增大,强相互作用急剧减小,它的范围只有约10-15m,即原子核的大小,超过这个界限,这种相互作用实际上已经不存在了.4、弱相互作用有些原子核能自发地放出射线,在放射现象中起作用的就是弱相互作用.弱相互作用的范围也很小,其强度只有强相互作用的10-12.要点三、重力要点诠释:(1)重力的定义:由于地球的吸引而使物体受到的力.①地球上的物体都受到重力作用,不论质量大小,也不论有无生命.②重力是由于地球的吸引而产生的,但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力,重力一般小于地球对物体的吸引力.③重力是非接触力,同一物体在空中运动与静止时所受重力相等.④重力的施力物体是地球.(2)重力的大小①重力与质量的关系:G=mg,g是自由落体加速度,通常取g=9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N.【说明】a.g会随地球上纬度的改变而改变,纬度越高,g值越大,两极最大,赤道最小,导致同一物体在不同纬度处所受重力不同.b.g值会随海拔高度改变.在同一纬度处,高度越大,g值越小,致使同一物体受到的重力随高度增加而减小.②重力的测量实验室里,重力大小可以用弹簧测力计测出.当弹簧测力计吊起物体静止时,物体对测力计的拉力才等于物体受到的重力.【注意】a.测量时物体必须保持静止(或匀速直线运动)状态.b.物体对测力计的拉力等于物体的重力,不能说物体对测力计的拉力就是物体的重力,因为这两种力的本质是不同的.其他的测量工具:测体重的磅秤,测工业重物的电子吊秤,测物料和车辆的电子地秤等.(3)重力的方向重力的方向总是竖直向下,可利用铅锤线确定其方向.【注意】①“竖直向下”,既不能说成“垂直向下”,也不能说成“指向地心”.“竖直向下”是垂直于当地的水平面向下,而“垂直向下”可以垂直于任何支持面向下;只有在两极或赤道时,重力的方向才指向地心,其他位置并不指向地心.②重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系.③下图中是地球表面上物体所受重力方向的示意图.(4)重心①重心的概念:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点,这一点叫做物体的重心.引入重心的概念后,研究具体的物体时,可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的一个物体就可以用一个有质量的点来表示.②重心的确定a.质量分布均匀的物体,重心位置只跟物体的形状有关.若物体的形状是规则的,重心在其几何中心上.b.质量分布不均匀的物体,重心位置除跟物体的形状有关外,还跟物体的质量分布情况有关,如:起重机重心位置随吊升货物的多少和位置的变化而变化.【注意】①重心不是最重的点.各部分所受重力的效果,与只在重心处受到各部分重力的合力是等效的,因此可以认为物体各部分所受重力集中于重心.但实际上物体的各部分都受重力,重力并不只作用于重心上,重心也不是物体上最重的点.②物体的重心可以不在物体上.由于重心是一个等效作用点,它就可以不在物体上.例如:质量分布均匀的球壳,其重心在球心,并不在壳体上.要点四、弹性形变和弹力要点诠释:(1)弹性形变束在头上的橡皮筋,凹陷的沙发,拨动的琴弦……与原来的形状是不同的,我们说它们发生了形变.物体在力的作用下而发生的形状或体积的改变叫形变.形变包括两方面,即形状的改变和体积的改变.①形状的改变:指受力时物体的外观发生变化,如橡皮条拉紧时,由短变长;跳水馆中的跳板本来是水平伸直的,当运动员在上面跳时,平直的板跳变得弯曲;撑竿跳高时,运动员手中的撑竿由直变弯.②体积的改变:指受力物体的体积发生变化.如用力捏排球,排球的体积变小;用力压海绵,海绵的体积变小.③弹性形变:有些物体在形变后能够恢复原状,如弹簧、橡皮筋等,这样的形变叫做弹性形变.④弹力产生的条件:a.两物体间直接接触;b.接触面发生弹性形变.(2)弹力①弹力的概念:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.②弹性限度:若物体形变过大,超过一定限度,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状.这个限度叫弹性限度.要点五、几种常见弹力及弹力方向的判定要点诠释:几种常见弹力方向的判断情况如表所示:类型方向示意图说明接触方式面与面垂直公共接触面支持力、压力一定垂直于接触面指向被支持或被压的物体,关键在于“面”的判断点与面过点垂直于面点与点垂直于切面轻绳沿绳收缩方向轻绳、轻弹簧的弹力一定沿绳或弹簧方向,但注意弹簧可拉可支轻质弹簧沿弹簧形变的反方向轻杆可沿杆轻杆弹力不一定沿杆方向,要依具体情形确定可不沿杆要点六、弹力大小和胡克定律要点诠释:(1)弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小,形变消失,弹力消失轻绳、轻弹簧内部各处弹力大小相等.(2)胡克定律①内容:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比.②公式:F=kx,式中k为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m.③图象:根据胡克定律,弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图象表示,如图所示.这是一条通过原点的倾斜直线,其斜率tanFkxα==.④利用F-x图象,很容易得到胡克定律的另一种表达式:F k x=,x是弹簧长度的变化量,F 是弹力的变化量.(3)说明①F=kx中的x是弹簧的形变量,是弹簧伸长(或缩短)的长度,而不是弹簧的总长度.②F=kx中的k是弹簧的劲度系数,它反映了弹簧的“软”“硬”程度,大小由弹簧本身的性质决定,与弹力大小无关,k大就是“硬”弹簧.③在应用F=kx时,要把各物理量的单位统一到国际单位制中.(4)胡克定律只能计算轻弹簧的弹力,而其他的弹力与形变量间的关系比较复杂,要找其大小,只能依物体的受力及运动状态来确定.【典型例题】类型一、力例1、下列关于力的说法正确的是()A.先有施力物体,后才有受力物体B.拳击运动员一拳打出去却没有击中对方,看来力可以没有受力物体C.飞行的子弹能水平前进,也可以存在没有施力物体的力D.有施力物体就一定有受力物体【思路点拨】力的作用是相互的,必有施力物体和受力物体。

人教版高一物理必修1:3.2弹力优秀课件资料

人教版高一物理必修1:3.2弹力优秀课件资料

例2、关于胡克定律F=kx中的x,下列说法正确的是?
A、x是弹簧伸长后或压缩后的长度

B、x是弹簧原来的长度
C、x是弹簧变化(伸长或压缩)的长度
D、x是弹簧原长加后来的长度
小结
一、弹力产生条件: ① 直接接触 ② 发生弹性形变
二、弹力方向 1、压力和支持力: 方向都垂直于接触面指向被压或被支持的
物体。 2、拉力: 绳的拉力沿着绳指向绳 收缩的方向
FN
F
G 不平衡
FN
不平衡
G
四、弹力的大小
弹力的大小与物体 的形变有关,形变越大, 弹力越大,形变消失, 弹力随着消失
跟踪练习
1、下列说法中正确的是 ( )
A.只要两物体相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
2、关于弹力的产生,下列说法正确BC的是
A.木块放在桌面上受到向上的弹力,是 由于木块发生微小形变而产生的
B.木块放在桌面上受到向上的弹力,是 由于桌面发生微小形变而产生的
C.挂在悬线下的物体受到向上的拉力, 是由于悬线发生微小形变而产生的
D.挂在悬线下的物体受到向上的拉力, 是由于物体发生微小形变而产生的
(2)弹性限度: 如果形变过大,超过一定的限度,撤去外力后,
物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做 弹性限度。
微小形变
[讨论]:我用力推墙或压桌面,那 么墙和桌面微小形变激光演示.wmv
也会发生形变吗?
放 大 的 思 想
总结:任何物体都可以发生形变
3、形变的分类 弹性形变: 能够恢复原来形

【人教版】高一物理必修1专题辅导精讲:“重力、弹力”典型例题解析

【人教版】高一物理必修1专题辅导精讲:“重力、弹力”典型例题解析
启迪:质量分布均匀有规则形状的物体,它的重心在其几何中心上。
2.弹力有无的确定
例3:判断图4中静止在光滑水平面上的球是否受到斜面对它的弹力作用?
解析:要判断图4中静止在光滑水平面上的球是否受到斜面对它的弹力作用,可先假设有弹力N2存在,则此球在水平方向所受合力不为零,必加速运动,与所给静止状态矛盾,说明此球与斜面间虽接触,但并不挤压,故不存在弹力N2。
只有当球的加速度a=g.tanθ时,杆对球的作用力才沿杆的方向,此时才有F=ma/sinθ.小车向左以加速度a运动,根据牛顿第二定律知小球所受重力mg和杆对球的作用力F的合力大小为ma,方向水平向左。根据力的合成知三力构成图8所示的矢量三角形,,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为:α=arctan(a/g).
(2)如图6所示,重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止,试画出杆所受的弹力。
解析:图5中,面与面、点与面接触处的弹力方向垂直于面;点、曲面接触处的弹力方向,则垂直于接触点的切面。在A点,弹力F1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O;在B点弹力F2垂直于墙面,因此也沿半径指向球心O。
图6中,A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向,因此沿绳向斜上方;B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上。
B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上。
C.小车向右以加速度a运动时,一定有F=ma/sinθ.
D.小车向左以加速度a运动时,,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角为α=arctan(a/g).
解析:小车静止时,由物体的平衡条件知杆对球的作用力方向竖直向上,且大小等于球的重力mg.
小车向右以加速度a运动,设小球受杆的作用力方向与竖直方向的夹角为α,如图8所示。根据牛顿第二定律有:Fsinα=ma, Fcosα=mg.,两式相除得:tanα=a/g.

人教版高中物理必修第一册精品课件第三章相互作用——力 重力与弹力-第2课时 弹力有无的判断 胡克定律

人教版高中物理必修第一册精品课件第三章相互作用——力 重力与弹力-第2课时 弹力有无的判断 胡克定律
第三章 相互作用——力
1.重力与弹力
第2课时 弹力有无的判断 胡克定律
1
要点一 弹力
2
要点二 胡克定律
学习目标
学科核心素养
1.掌握弹力有无的判断方法,会 分析物体间的弹力。 2.理解胡克定律,会利用胡克定 律解决有关问题。
科学思维:学会用条件法、假设法、状态法等 科学方法判断弹力有无。 科学探究:能提出弹力与形变量关系的猜想与 假设,并设计实验方案,定量探究弹力与形变量之 间的关系,验证假设。
02
要点二 胡克定律
知识必备·固基础
恢复原状
不能
劲度系数
牛顿每米
. .
要点深化·提能力
例题2 关于胡克定律,下列说法不正确的是( )
B
规律方法 计算弹力大小的两种方法
B
续表
B
A. B. C. D.
对点演练1 [2022江苏百校大联考]如图所示,静止的小球分别与一个物体(或面)接 触,设各接触面光滑,小球受到两个弹力的情况是( )
01
要点一 弹力
1.弹力的产生条件
(1)两物体间相互______。 (2)发生______形变。

方法
思路
例证
条件法
当形变比较明显时,可以根 据弹力产生的条件判断
图中弹簧与物体接触且发生弹性形变,弹簧 对物体有竖直向上的拉力 _
方法
思路
例证
假设法
当形变不明显时,通常采用 假设法。假设将与研究对象 接触的物体解除接触,若运 动状态不变,则此处不存在 弹力;若运动状态改变,则 此处一定存在弹力
图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体, 小球的状态不变,故小球只受细线的拉力, 不受斜面的支持力 _
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弹力、胡克定律典型例题
[例1]按下列要求画出弹力的方向:
(1)搁在光滑竖直墙与水平地面间的棒在A,B两处受到的弹力(图1);
(2)搁在光滑半球形槽内的棒在C,D两处受到的弹力(图2);
(3)用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力(图3);
[分析](1)棒在重力作用下对A,B两处都有挤压作用,因A,B两处的支持物都为平面,所以其弹力垂直平面分别向上和向右.
(2)棒对C,D两处有挤压作用,因C处为曲面,D处为支承点,所以C处弹力垂直其切平面指向被支持的物体——沿球半径指向球心;D处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体——垂直棒斜向上.
(3)球在重力作用下挤压墙壁,拉引绳子,所以墙产生的弹力垂直墙面指向球;绳子产生的弹力沿着绳子向上.
[解](1)A,B两处弹力方向如图4所示;
(2)C,D两处弹力方向如图5所示;
(3)小球受到的弹力方向如图6所示.
[说明]有些学生常把(1)、(2)两题中A点与C点的弹力画成沿着棒的方向(图7),这是不正确的.因为弹力是被动力,它是在受到外力作用形变后产生的.在图中A,C两处使它形变的压力分别是垂直向下压向地面和沿半径方向压向槽壁的.
[例2]一根弹簧原长L0=10cm,若在下面挂重为G1=4N的物体时,弹簧长
L1=12cm,则在它下面挂重为G2=3N的物体时,弹簧长多少?
[分析]弹簧挂上重物后,平衡时弹簧产生的弹力大小等于物重.根据胡克定律,弹力与弹簧的伸长成正比,即可得解.
[解]当弹力f1=G1=4N时,弹簧伸长x1=L1-L0=(12-10)cm=2cm,据胡克定律有:
所以挂上重为3N的物体时,弹簧长为:
L2=L0+x2=(10+1.5)cm=11.5cm.
[说明]课本中没有介绍劲度系数k的单位,只需用比例法求解.若熟悉劲度系数单位后,也可先由弹力f1=G1=4N和伸长x1=2cm算出k值,即
当弹力为f2=G2=3N时,弹簧伸长
同样得弹簧长L2=L0+x2=11.5cm.
[例3]健身用的拉力器弹簧,设每根长0.5m,把它拉至1.0m长时需拉力100N.若在拉力器上并列装了5根这样的弹簧,把它拉到1.7m长时需要多少拉力?假设弹簧在弹性限度内.
[分析]根据一根弹簧从0.5m伸长到1.0m时所需要的拉力,利用胡克定律,可求出使一根弹簧从0.5m伸长到1.7m时的拉力,从而也就可求得使5根弹簧一齐伸长到1.7m时的拉力.
[解]设L0=0.5m,L1=1.0m,L2=1.7m,因平衡时弹簧产生的弹力与外加拉力相等,由胡克定律
得第二次的拉力
所以将5根并列的弹簧同时伸长到1.7m时所需拉力
F=5F2=5×240N=1200N.
[说明]如果把5根并列的弹簧等效成一根弹簧,只需求出这根等效弹簧的劲度系数k,在已知伸长量的情况下,立即可求出总的拉力.
因为题中拉力器一根弹簧的劲度系数
使同样的5根弹簧并列起来后也从L0=0.5m伸长到L1=1.0m,弹力应为5f1=500N,可见5根并列弹簧的等效劲度系数为1根弹簧的5倍,即
k=5k1=1000N/m.
于是由胡克定律立即可得总的拉力
F=f=kx=k(L2-L0)=1000×(1.7-0.5)N,
=1200N.
所以,弹簧并接起来后,等效劲度系数增大,即越难伸长(或压缩).同理可知,弹簧串接起来后,等效劲度系数必减小,即越易伸长(或压缩).
[例4]如图1所示,重G=10N的光滑小球与劲度系数均为k=1000N/m的上、
下两轻弹簧相连,并与AC、BC两光滑平板相接触.若弹簧CD被拉伸、EF被压缩的量均为x=1cm,指出小球受到几个力,并画出受力图.
[分析]研究对象为小球,与小球相关联的物体有地球、上下两弹簧、左右两平板,容易判断的是小球受到的重力和上、下两弹簧的弹力T1、T2,两个弹力的方向都是竖直向上的.由于两弹力之和
T1+T2=2kx=2×1000×1×10-2N=20N>G,
因此,小球将挤压左、右两平板,两平板对球产生垂直于板面的弹力N1、N2.因球与板面接触处均光滑,不存在摩擦力.
[答]小球共受到五个力作用:重力G,竖直向下;两弹簧弹力T1、T2,竖直向上;两平板压力(弹力)N1、N2,垂直接触处的板面指向球心.小球的受力图如图2所示.
[说明]上述小球与左、右两板接触处的弹力就需结合小球的力平衡条件判定.若上、下两弹簧被拉伸与压缩的量均为x=0.5cm,则上、下两弹力之和
此时小球与两板虽接触但无挤压趋势,两平板就不会对球产生弹力.。

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