2022高一物理寒假作业同步练习题重力与弹力含解析.docx

重力与弹力1. 重力 （1）重力是由于地球对物体的吸引而产生的. 注意重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力.但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力（2）重力的大小: 地球表面G=mg（3）重力的方向:_（不一定指向地心）。（4）重心:物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心_在物体上. 2.弹力 （1）产生原因:由于发生_的物体有恢复形变的趋势而产生的. （2）产生条件:_;_. （3）弹力的方向:与物体_的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体.（4）弹力的大小:胡克定律: 在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的_成正比，即.为弹簧的劲度系数，它只与_有关，单位是N/m. 【答案】1.竖直向下、不一定2.弹性形变、直接接触、直接接触、有弹性形变、形变、形变量、弹簧本身因素、压力、相对运动（滑动摩擦力）、相对运动的趋势（静摩擦力）、物体相对运动、相对运动趋势一、单选题（本大题共18小题）1.下列关于力的说法正确的是()A. “风吹草动”草受到力但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的B. 力是物体对物体的作用，每个力都必须要有施力物体和受力物体C. 磁铁间存在一定距离时仍然有相互作用力，由此可知力可以离开物体而独立存在D. 只要作用于同一个物体上的两个力的大小相同，它们产生的作用效果一定相同【答案】B【解析】力是物体与物体之间的相互作用，力分接触力，比如弹力和摩擦力，也分非接触力，比如重力、电场力等。力是物体对物体的作用，力不能离开物体而单独存在的，“风吹草动”，草受到了力，空气是施力物体；每个力都必有施力物体和受力物体，物体不接触也可能有力的作用。【解答】A.草受到的推力的施力物体是流动的空气，没有施力物体的力是不存在的，故A错误；B.力是物体之间的相互作用，每个力都有施力物体和受力物体，故B正确；C.磁铁之间的磁力是通过磁场产生的，磁场也是一种物质，没有力可以离开物体而独立存在，故C错误；D.力的作用效果与力的方向也有关系，大小相同的力，方向不同，作用效果也不同，故D错误。故选B。2.下列说法正确的是(     )A. 重力的方向竖直向下，所以地球上一切物体所受的重力方向相同B. 物体对水平支持面的压力就是重力C. 重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心D. 物体的重心位置不一定在物体的几何中心【答案】D【解析】在地球附近，由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，重力的方向是竖直向下  ；质量分布均匀，形状规则的物体，其重心才在几何中心上。本题考查对重力概念、方向及重心的理解，难度不大，是一道基础题；要注意重力是由万有引力提供的，但重力不能说成是万有引力。【解答】A.重力的方向总是竖直向下，所以不同的地点，重力的方向不同，故A错误；B.重力和压力是两个不同性质的力，不能说压力就是重力，故B错误；C.重力是地球对物体引力的一个分力，方向不一定指向地心，只有在地球的极点重力的方向才指向地心，故C错误；D.重心位置与物体的质量分布和几何形状两个因素有关，形状规则的物体的重心不一定在物体的几何中心，还与物体的质量分布情况有关，故D正确。故选D。3.关于重力和重心，下列说法正确的是()A. 风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高B. 质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上C. 舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心相对身体的位置不断变化D. 重力的方向总是垂直于地面向下【答案】C【解析】解：A、物体各个部分均受重力，重心是物体各个部分所受重力的等效作用点，风筝越升越高，而风筝的重心相对风筝的位置却不变，故A错误；B、物体的重心不一定在物体上，如空心球，故B错误；C、舞蹈演员在做各种优美动作的时候，其重心相对身体的位置不断变化，故C正确；D、重力的方向只是垂直水平的地面向下，即竖直向下，故D错误；故选：C。地球附近的物体都受到地球的吸引-由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，重力的施力物体是地球。重力的作用点叫重心，重心位置与质量分布，及几何形状有关。重力的方向是竖直向下的，但不一定总是垂直于地面向下。本题考查对重心的理解能力，要紧紧抓住一般物体的重心与两个因素有关：物体的形状和物体内质量分布。4.关于重心，下列说法中正确的是()A. 重心就是物体上最重的点B. 重心的位置不一定在物体上，但形状规则的质量分布均匀的物体的重心一定在物体上C. 用一根细线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心D. 有规则形状的物体，它的重心在几何中心【答案】C【解析】解答本题应掌握：重力在物体上的作用点，叫做物体的重心；形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心上；重心只是重力在作用效果上的作用点，重心并不是物体上最重的点；重心的位置可以在物体之外；本题考查重心的定义、规则物体重心的确定方法和不规则物体重心的确定方法的掌握情况【解答】A.重心只是在作用效果上的一个点，该点并不是物体上最重的一点，故A错误；B.重心可以在物体上，也可以在物体之外，形状规则的质量分布均匀的物体的重心不一定在物体上，如空心的球体重心在球心上，不在物体上，故B错误；C.重心是重力在物体上的作用点，用一根悬线竖直挂起的物体静止时，细线方向一定通过物体的重心，故C正确；D.只有形状规则，质量分布均匀的物体，重心才在物体的几何中心上，故D错误。故选C。5.图书馆的读书角摆了一个装饰瓶，如图所示，下列说法正确的是()A. 装饰瓶受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力B. 装饰瓶重心一定在其几何中心C. 装饰瓶的重心位置与其形状结构及质量分布有关D. 若装饰瓶底部出现一个小洞，那么在水滴完的过程中，装饰瓶的重心一直在降低【答案】C【解析】解：A、力的作用是相互的，瓶子受到地球对它的吸引力，它对地球也有吸引力。故A错误；BC、装饰瓶的重心位置与物体的质量分布和形状有关，它的重心不一定与几何中心重合。只有形状规则的均匀物体的重心才与几何中心重合。故B错误，C正确。D、若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先降低后升高。故D错误。故选：C。力的作用是相互的；物体的重心位置与物体的质量分布和形状有关，形状规则的物体，它的重心不一定与几何中心重合。物体的重心不一定在物体上。物体的重心位置不仅看物体的形状，还取决于物体的质量分布情况。悬挂法确定薄形物体的重心位置的原理是二力平衡。6.某人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面时，体重计指针稳定后读数为G，则()A. G>GB. G<GC. G=GD. 无法判定【答案】C【解析】对人受力分析可知，人一直处于受力平衡状态，对体重计的压力始终等于人的重力无论是双腿站立还是单腿站立，人的重力的大小是不变的，对称体重的压力也不变【解答】对人受力分析，在两种状态下，人一直处于受力平衡状态，对体重计的压力始终等于人的重力。故C正确，ABD错误。故选：C。7.如图所示，小球系在竖直的细绳下端，球恰又与光滑斜面接触并处于静止状态，则小球受到的力有()A. 重力和绳对它的拉力B. 重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力C. 重力和斜面对球的支持力D. 绳对它的拉力和球对斜面的压力【答案】A【解析】小球和光滑斜面接触，受到重力和绳的拉力，斜面对小球没有弹力，如有弹力，小球将受到三个力作用，重力和绳的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将向左上方运动，与题设条件矛盾。本题采用假设法分析斜面的弹力是否存在，这是判断弹力和摩擦力是否存在常用的方法。【解答】由题意可知，小球和光滑斜面接触，受到重力和绳的拉力，斜面对小球没有弹力，若有弹力，则小球处于不平衡状态，故A正确，BCD错误。故选A。8.如图所示为一轻质弹簧的长度l与弹力F大小的关系图象，弹簧始终处于弹性限度内则弹簧的劲度系数为()A. 1×102N/mB. 2×102N/mC. 66.7N/mD. 50N/m【答案】B【解析】由弹簧的长度l和弹力F大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长；读出弹力为F=10N，弹簧的长度为x=5cm，求出弹簧压缩的长度，由胡克定律求出弹簧的劲度系数。在应用胡克定律时，要注意公式F=kx中，x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度。【解答】当弹力F=0时，弹簧处于原长，则弹簧的原长为：l0=10cm由图知，当弹簧的长度l=5cm时，弹力F=10N，此时弹簧的压缩量为x=l0-l=10cm-5cm=5cm=0.05m根据胡克定律F=kx得：k=Fx=100.05N/m=2×102N/m，故B正确，ACD错误。故选B。9.下列图中静止物体A受力示意图正确的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】弹力产生在接触面上，常见的支持力或压力是弹力，它们的方向是垂直接触面指向受力物体。解决本题的关键是掌握支持力或压力的方向特点，知道它们都垂直接触面指向受力物体；要注意曲面上的弹力一定是过圆心的。【分析】A.小球受到挡板和斜面的支持力，方向均垂直于接触面，而重力方向应竖直向下，不是垂直于斜面，故A错误；B.F2方向不对，应通过球心，故B错误； C.图中A小球只受两个力：重力、水平面的支持力，故C正确；D.A球受到两个弹力，墙的支持力与接触面垂直，指向球即为F；绳子拉力沿绳指向绳子收缩的方向即为T，故D错误； 故选C。10.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()A. B. C. D. 【答案】C【解析】四幅图中，小球A均处于平衡状态，杆的弹力不一定沿着杆子方向，细线的弹力平行细线，接触面的弹力与接触面垂直。本题考查受力分析，关键是明确弹力的方向与施力物体的形变恢复方向相一致物体的受力分析是解决力学问题的基础，同时也是关键所在，一般对物体进行受力分析的步骤如下：明确研究对象。在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简化研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(即研究对象所受的外力)，而不分析研究对象施予外界的力按顺序找力必须是先场力，后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)。画出受力示意图，标明各力的符号【解答】A.小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得，小球受到的弹力应竖直向上，A错误;B.小球受重力和绳的拉力处于静止状态，由平衡条件可得，只受竖直绳向上的拉力，所以左边的绳没有拉力，B错误;CD.选项C中球与面接触处的弹力方向过接触点且垂直于接触面(或在接触点与球心的连线上)指向受力物体，选项D中大半圆对小球的支持力FN2的方向应沿着过小球与圆弧接触点的半径且指向圆心，D错误，C正确11.关于下列四幅图中的弹力说法正确的是( )A. 甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下的弹力F1B. 乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的长度成正比C. 丙图中，碗对筷子弹力沿筷子斜向上，如图中箭头所示D. 丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳拉伸的方向【答案】A【解析】解：A、F1为桌面受到的压力，所以是由于书的形变，对桌面产生向下的弹力，故A正确；B、由胡克定律可知，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的形变量成正比，故B错误；C、碗对筷子弹力应垂直该处碗的切面斜向上，即接触点与碗心的连线向上，故C错误；D、绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向，故D错误。故选：A。本题考查了物体的弹力，掌握弹力的产生条件，了解典型的弹力方向模型。12.如图所示的情景中，两个物体a、b(a、b均处于静止状态，接触面光滑)间一定有弹力的是()A. B. C. D. 【答案】B【解析】本题考查弹力产生的条件，知道相互接触且有弹性形变是解题的关键。根据假设法判断可知结果。【解答】A.假设a、b间有弹力，则分别对a或b进行受力分析，则a或b在水平方向合力不为零，因此ab相互弹开，故与假设相矛盾，故A错误；B.根据弹力产生的条件可知，ab之间有弹力存在，故B正确；C.假设ab之间有弹力存在，则b在水平方向受a对b向右的作用力，故b不会静止，假设错误，故C错误；D.假设ab之间有弹力存在，则b在垂直斜面向上方向受a的作用力，故b不会静止，假设错误，故D错误。故选B13.下列说法正确的是()A. 木块放在桌面上受到向上的弹力，是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，是桌面发生微小形变而产生的C. 用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，是木头发生形变而产生的D. 挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是电灯发生微小形变而产生的【答案】B【解析】本题重点考查了弹力及弹力的方向，弹力的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。放在桌子上的物体受到的弹力是由于桌子发生了形变产生的；支持力一定垂直于支持面。绳的拉力是弹力，其方向沿着绳子指向绳子收缩的方向；压力、支持力和拉力是常见的弹力，根据弹力产生的原因来分析三个力的方向。【解答】AB.木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，故A错误，B正确；C.用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，是由细竹竿发生弹性形变而产生的，C错误；D.挂在电线下面的电灯受到向上的是拉力是由于电线发生微小形变而产生的，D错误。14.如图所示，轻弹簧的劲度系数k=200N/m，当弹簧的两端各受20 N拉力F的作用时(在弹性限度内)弹簧处于平衡，那么下列说法正确的是 (  )A. 弹簧所受的合力为40 NB. 该弹簧伸长5 cmC. 该弹簧伸长10 cmD. 该弹簧伸长20 cm【答案】C【解析】弹簧的弹力与形变量之间的关系遵守胡克定律公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或压缩的长度，即是弹簧的形变量。轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用，弹簧所受的合力为0，知道轻弹簧的劲度系数，根据胡克定律F=kx求解弹簧的伸长量。【解答】A轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用，两个F的方向相反，所以弹簧所受的合力为零，故A错误；BCD.根据胡克定律F=kx得弹簧的伸长量：x=Fk=20200m=0.1m=10cm，故BD错误，C正确。故选C。15.如图所示，撑杆跳高运动员正在跳高。此时杆对运动员的弹力()A. 方向向下B. 方向一定沿杆C. 由杆的形变所产生D. 由手的形变所产生【答案】C【解析】运动员在跳高过程中杆对运动的弹力不断发生变化，无法判断其方向，但弹力是由杆的形变产生的。本题考查了弹力的方向，掌握弹力产生的条件是求解的关键。【解答】因为跳高运动员在跳高的过程中杆对运动员的弹力是变化的，所以无法判断杆的施力方向，但是杆弹力的产生一定是由于杆的形变产生的，故C正确，ABD错误。16.如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧的弹力()A. 逐渐变大B. 逐渐变小C. 先变大后变小D. 先变小后变大【答案】A【解析】弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，根据胡克定律分析。本题是胡克定律的直接应用，要知道公式F=kx中x是弹簧的形变量，不是弹簧的长度。【解答】在小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧的压缩量逐渐增大，由胡克定律F=kx知弹簧的弹力逐渐增大，故A正确，BCD错误。故选A。17.如图所示，一弹簧测力计的自由端B校准后在未悬挂重物时指针正对刻度0，在弹性限度内，当竖直挂上100g的砝码时指针正对刻度5，若指针正对刻度20，则所挂砝码的质量是(     )A. 400gB. 500gC. 600gD. 无法计算【答案】A18.如图所示，每个钩码重1.0N，弹簧测力计自身重量、绳子质量和摩擦不计，弹簧伸长了5cm(在弹簧的弹性限度内)，下列说法正确的是()A. 该弹簧测力计的示数为1.0NB. 该弹簧测力计的示数为5.0NC. 该弹簧的劲度系数为40.0N/mD. 不挂重物时，该弹簧的劲度系数为0【答案】A【解析】弹簧的两端各受1.0N拉力F，弹簧测力计的示数显示拉力的大小为1.0N.弹簧平衡时伸长了5cm，根据胡克定律F=kx求解弹簧的劲度系数另外劲度系数k由弹簧本身的性质决定，与弹力大小无关，与是否受到力也无关本题主要考查胡克定律与弹簧测力计的应用。【解答】AB.弹簧测力计的两端各受1.0N拉力F，弹簧测力计显示一端受到的拉力大小为1.0N，则该弹簧测力计的示数为1.0N，故A正确，B错误；C.由胡克定律F=kx得：k=Fx=1.0N0.05m=20N/m，故C错误；D.劲度系数k由弹簧本身的性质决定，与弹力大小无关，当不挂重物时，该弹簧的劲度系数依然不变，故D错误。故选A。二、实验题（本大题共2小题）19.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验。他通过实验得到如(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0=_cm，劲度系数k=_N/m。【答案】4；50【解析】解：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=kx，有：k=Fx=20.04N/m=50N/m故答案为：4；50弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律F=kx求解劲度系数本题关键是明确实验原理，然后根据胡克定律F=kx并结合图象列式求解，不难20.如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。(1)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m。(2)图线不过原点的原因是由于_。(3)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两根不同的弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。下列表述正确的是(_)A.b的原长比a的长B.a的劲度系数比b的小C.a的劲度系数比b的大D.测得的弹力与弹簧的长度成正比【答案】(1)200；(2)弹簧受自身重力作用而伸长；(3)AB【解析】本题考查了探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验，知道实验原理、实验注意事项即可解题，根据图示图象应用胡克定律即可解题。【解答】(1)由胡克定律可知，弹簧弹力：F=kx，由图乙所示F-x图象可知，弹簧劲度系数k=Fx=63.5×10-2-0.5×10-2N/m=200N/m；(2)由于弹簧有质量，弹簧在自身重力影响下会伸长，因此弹簧不加拉力时已经有一定的伸长量，F-x图象不过原点；(3)A.弹簧的F-l图象在横轴上的截距等于弹簧的原长，可知b弹簧的原长比a长，故A正确；BC.F-l图象的斜率等于弹簧的劲度系数，由图示图象可知，a的斜率小于b的斜率，a的劲度系数比b的小，故B正确，C错误；D.由图示F-l图象可知，弹簧弹力与弹簧的伸长量成线性关系，弹力与弹簧的长度不成正比，故D错误。故选：AB。故答案为：(1)200；(2)弹簧受自身重力作用而伸长；(3)AB三、计算题（本大题共3小题）21.如图所示，正方体边长为L，今用一力作用于AB边，使其绕C'D'边转动，直到平面ABC'D'处于竖直位置，求：正方体的重心升高了多少？   【答案】2-1L222.一个质量为60kg的人，在地球上的重量为588N，在月球上的重量为98N.该人做摸高运动时，在地球上的高度为0.5m。那么，在月球触摸高度为多少？【答案】解：地球表面上的自由落体运动加速度g=Gm=58860=9.8m/s2。月球表面上的自由落体运动加速度g'=9860=1.63m/s2；设人在地球上触摸的高度为h，在月球上触摸的高度为h'，由v2-v02=2ax得，解得hh'=3.0m。答：在月球触摸高度为3.0m。【解析】根据在地球上的重力和质量求出地球表面重力加速度的大小；根据在月球表面的重力求出月球表面的重力加速度大小。根据重力加速度之比，结合速度位移公式求出上升的高度之比，从而得出在月球上的触摸高度。解决本题的关键知道重力和质量的关系，从地球到月球，质量不变，重力加速度发生变化。23.一根轻质弹簧，其劲度系数为500N/m，当它受到10 N的拉力时长度为0.12m，问：(1)弹簧不受力时的自然长度为多长？(2)当它受到25 N的拉力时长度为多少？【答案】解：(1)设弹簧的原长为L，根据胡克定律得：F1=k(x1-L)代入数据解得：L=0.10m(2)当它受到25N的拉力时：F2=k(x2-L)代入数据得：x2=0.15m答：(1)弹簧不受力时的自然长度是0.10m；(2)当它受到25N的拉力时长度为0.15m【解析】 (1)根据胡克定律，结合弹簧的形变量，列方程组求出弹簧的原长；(2)根据胡克定律，结合弹力，求出弹簧的形变量解决本题的关键掌握胡克定律，知道F=kx，注意x为形变量，不是弹簧的长度