高中物理 第3章 力與相互作用 3_2 彈力學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版必修1

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3.2 彈力 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．(2016鄭州外國語學(xué)校高一檢測(cè))選項(xiàng)中光滑小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，a、b板都和小球接觸．A選項(xiàng)中b板在豎直位置，B、C、D選項(xiàng)中b板均在水平位置，則小球同時(shí)受到a、b板對(duì)它彈力作用的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370127】 【解析】　假設(shè)將與小球接觸的兩板分別撤去，根據(jù)小球的狀態(tài)是否受影響可知：B、C、D圖中，a板對(duì)小球沒有彈力作用，A圖中的兩板和B、C、D圖中的b板對(duì)小球有彈力作用，故選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 2．(多選)關(guān)于胡克定律，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370128】 A．由F＝kx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比 B．由k＝可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，與彈簧的長度改變量成反比 C．彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的，與彈力F的大小和彈簧伸長(或縮短)的長度x的大小無關(guān) D．彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧單位長度時(shí)彈力的大小 【解析】　在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與伸長量(或壓縮量)遵守胡克定律F＝kx，故選項(xiàng)A正確；彈簧的勁度系數(shù)由彈簧本身的性質(zhì)決定，與彈力F及彈簧伸長(或縮短)的長度x無關(guān)，故選項(xiàng)C對(duì)，B錯(cuò)；由胡克定律得k＝，可理解為彈簧每伸長(或縮短)單位長度時(shí)彈力的值與k值相等，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　AC 3．(多選)如圖3213所示，斜面靜置于水平粗糙地面上，斜面與豎直墻之間放置一表面光滑的鐵球，斜面傾角為θ，球的半徑為R，球與斜面接觸點(diǎn)為A，與豎直墻的接觸點(diǎn)為B.球心是O，球能處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370129】 圖3213 A．豎直墻對(duì)鐵球的彈力過B點(diǎn)從B點(diǎn)指向O點(diǎn) B．斜面對(duì)鐵球的彈力豎直向上 C．斜面對(duì)鐵球的彈力過A點(diǎn)從A點(diǎn)指向O點(diǎn) D．豎直墻對(duì)鐵球沒有彈力 【解析】　豎直墻對(duì)鐵球的彈力垂直于墻面，即過B點(diǎn)從B點(diǎn)指向O點(diǎn)，斜面對(duì)鐵球的彈力垂直于斜面，即過A點(diǎn)從A點(diǎn)指向O點(diǎn)，選項(xiàng)A、C正確． 【答案】　AC 4．體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖3214所示，下列關(guān)于足球和斜臺(tái)作用時(shí)斜臺(tái)給足球的彈力方向的說法正確的是(　　) 圖3214 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．沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向 【解析】　足球與斜臺(tái)的作用是球面與平面的相互作用，足球所受彈力的方向垂直于斜臺(tái)指向足球，即斜向左上方，故D正確． 【答案】　D 5．(2016聊城高一檢測(cè))如圖3215所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30的斜面上，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2 kg的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈性桿對(duì)小球的彈力為(g取10 m/s2)(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370130】 圖3215 A．大小為2 N，方向平行于斜面向上 B．大小為1 N，方向平行于斜面向上 C．大小為2 N，方向垂直于斜面向上 D．大小為2 N，方向豎直向上 【解析】　球受重力G和彈力F，由二力平衡條件可知，桿對(duì)球的彈力方向與重力方向相反，豎直向上，大小F＝G＝mg＝2 N，故D正確． 【答案】　D 6．在立起一根木棍的過程中要經(jīng)過如圖3216所示的位置，此時(shí)地面對(duì)木棍的彈力方向是圖中的(　　) 圖3216 A．F1的方向 B．F2的方向 C．F3的方向 D．F4的方向 【解析】　本題屬于點(diǎn)面接觸，彈力方向垂直于接觸面指向被支持的物體，所以地面施予木棍的彈力方向正確的是F2.B正確． 【答案】　B 7．(2016銀川高一檢測(cè))如圖3217所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦忽略不計(jì)，平衡時(shí)各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3，其大小關(guān)系是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370131】 圖3217 A．F1＝F2＝F3　 B．F1＝F2F2 D．F3>F1>F2 【解析】　第一幅圖：以下面小球?yàn)檠芯繉?duì)象，由平衡條件得知，彈簧的彈力等于小球的重力G； 第二幅圖：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，由平衡條件得知，彈簧的彈力等于小球的重力G； 第三幅圖：以任意一個(gè)小球?yàn)檠芯繉?duì)象，由平衡條件得知，彈簧的彈力等于小球的重力G； 所以平衡時(shí)各彈簧的彈力大小相等，即有F1＝F2＝F3.故選A. 【答案】　A 8．(2016成都高一檢測(cè))某同學(xué)在做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂，測(cè)出其自然長度；然后在其下部施加外力F，測(cè)出彈簧的總長度L，改變外力F的大小，測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖3218所示(實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的)．由圖可知該彈簧的自然長度為 cm；該彈簧的勁度系數(shù)為 N/m. 圖3218 【解析】　當(dāng)外力F＝0時(shí)，彈簧的長度即原長為L0＝10 cm，圖線的斜率就是彈簧的勁度系數(shù)，即 k＝102 N/m＝50 N/m. 【答案】　10　50 [能力提升] 9．(多選)一輕質(zhì)彈簧的長度L和彈力F大小的關(guān)系如圖3219所示，根據(jù)圖像判斷，下列結(jié)論正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370132】 圖3219 A．彈簧的原長為20 cm B．彈簧的勁度系數(shù)為2 N/m C．彈簧的勁度系數(shù)為200 N/m D．彈簧伸長0.05 m時(shí)，彈力的大小為10 N 【解析】　由題圖知，當(dāng)F＝0時(shí)，彈簧原長L0＝10 cm，A錯(cuò)；彈簧長度L＝15 cm時(shí)，F(xiàn)＝10 N，由胡克定律得，勁度系數(shù)k＝＝ N/m＝200 N/m，B錯(cuò)，C對(duì)；彈簧伸長0.05 m時(shí)，即彈簧長度為15 cm時(shí)，彈力的大小為10 N，D對(duì)． 【答案】　CD 10．(多選)如圖3220所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝3 N，GB＝4 N．A用細(xì)線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F＝2 N，則細(xì)線中的張力FT及地面對(duì)B的支持力FN的可能值分別是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370133】 圖3220 A．5 N和6 N B．5 N和2 N C．1 N和6 N D．1 N和2 N 【解析】　如果彈簧處于被拉伸的狀態(tài)，它將有收縮到原狀的趨勢(shì)，會(huì)向下拉A，向上提B，則對(duì)物體A、B，有FT＝GA＋F＝5 N，F(xiàn)N＝GB－F＝2 N，選項(xiàng)B正確；如果彈簧處于被壓縮的狀態(tài)，它將有向兩端伸長恢復(fù)原狀的趨勢(shì)，會(huì)向上推A，向下壓B，則F′T＝GA－F＝1 N，F(xiàn)′N＝GB＋F＝6 N，選項(xiàng)C正確． 【答案】　BC 11．(2015福建高考)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)． 圖3221 ①圖362甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長量Δl為 cm； ②本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是 ；(填選項(xiàng)前的字母) A．逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 B．隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 ③圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是 . 【解析】?、購椈缮扉L后的總長度為14.66 cm，則伸長量Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm. ②逐一增掛鉤碼，便于有規(guī)律地描點(diǎn)作圖，也可避免因隨意增加鉤碼過多超過彈簧的彈性限度而損壞彈簧． ③AB段明顯偏離OA，伸長量Δl不再與彈力F成正比，是超出彈簧的彈性限度造成的． 【答案】?、?.93?、贏　③彈簧受到的拉力超過了其彈性限度 12．“蹦極”是一種非常刺激的戶外休閑運(yùn)動(dòng)，人從水面上方某處的平臺(tái)上跳下，靠自身所受的重力讓其自由下落，被拉伸的橡皮繩又會(huì)產(chǎn)生向上的力，把人拉上去，然后人再下落．正是在這上上下下的運(yùn)動(dòng)中，蹦極者體會(huì)到驚心動(dòng)魄的刺激，如圖3222所示．設(shè)一次蹦極中所用的橡皮繩原長為15 m．質(zhì)量為50 kg的人在下落到最低點(diǎn)時(shí)所受的向上的最大拉力為3 000 N，已知此人停在空中時(shí)，蹦極的橡皮繩長度為17.5 m，橡皮繩的彈力與伸長的關(guān)系符合胡克定律．(取g＝10 N/kg)．求： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370134】 圖3222 (1)橡皮繩的勁度系數(shù)； (2)橡皮繩的上端懸點(diǎn)離下方的水面至少為多高？ 【解析】　(1)人靜止于空中時(shí)，橡皮繩的拉力F1＝500 N. 而F1＝k(l－l0)，所以橡皮繩勁度系數(shù)k＝＝ N/m＝200 N/m. (2)設(shè)橡皮繩拉力最大時(shí)，繩長為l′. 據(jù)胡克定律F2＝k(l′－l0)得 l′＝＋l0＝ m＋15 m＝30 m. 【答案】　(1)200 N/m　(2)30 m