高中物理第3章研究物体间的相互作用第1节探究形变与弹力的关系学业分层测评粤教版.pdf

精品教案可编辑探究形变与弹力的关系(建议用时：45 分钟)学业达标 1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【解析】力是物体间的相互作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故B项错误；发生形变的物体，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，只要有弹力作用，都会发生形变，C 项错误【答案】D2(2016南京高一检测)图 3-1-7表示的是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是()图 3-1-7AF1和F2BF1和F4CF1和F3、F4D以上选项都不正确【解析】只有两个力的大小和方向都相同时，作用效果才相同【答案】B3(多选)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3-1-8所示的跳水运动就是一个实例请判断下列说法正确的是()精品教案可编辑图 3-1-8A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【解析】发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体B、C 正确【答案】BC4关于弹簧的劲度系数k，下列说法正确的是()A与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大B与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小C由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关D与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变大小都有关【解析】弹簧的劲度系数与弹簧的长度，粗细及材料有关，是由弹簧本身的特性决定的，与所受的拉力、形变量无关，选项C 正确【答案】C5如图 3-1-9所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30 的斜面上，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()图 3-1-9A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精品教案可编辑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【解析】小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向【答案】D6 一轻弹簧原长为10 cm，在它的下端挂一个重为4 N 的物体时，弹簧的长度为12 cm，若在它的下端挂一个重为8 N 的物体时，弹簧的长度应为()【导学号：02890025】A 24 cm B20 cmC15 cm D14 cm【解析】弹簧的原长l0 10 cm.当弹簧下端挂重物而静止时，弹簧的弹力等于重物的重力当挂4 N 重物时，弹簧的弹力F14 N，弹簧的长度l112 cm，则形变量x1l1l02 cm；当挂 8 N 重物时，F28 N，设弹簧的长度为l2，则x2l2l0.由胡克定律Fkx可知，F1x1F2x2，即x1x2F1F2，得2l21048，解得l214 cm.【答案】D7如图 3-1-10甲、乙所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物体重G1 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为()甲乙图 3-1-10A 1 N,0 B0,1 NC2 N,1 N D1 N,1 N【解析】题图中弹簧测力计A、B的受力情况是一样的，都是左、右两端各受1 N 的精品教案可编辑拉力，此时弹簧测力计的读数都是1 N D 正确【答案】D8如图3-1-11所示，各球均处于静止状态，所有接触面均光滑且已固定，试画出小球的受力示意图(要求注明力的符号)图 3-1-11【解析】如图所示【答案】见解析图能力提升 9(多选)如图 3-1-12所示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图象，根据图象判断以下结论正确的是()图 3-1-12A弹簧的劲度系数为1 N/mB弹簧的劲度系数为100 N/mC弹簧的原长为6 cmD弹簧伸长0.02 m时，弹力的大小为4 N【解析】弹簧处于原长时，弹力应为0，由题图知弹簧原长为6 cm，当拉长2 cm时，弹力为2 N，可得劲度系数为100 N/m.精品教案可编辑【答案】BC10 如图 3-1-13所示，一根轻质弹簧的原长为20 cm，竖直悬挂着，当用15 N 的力向下拉弹簧时，量得弹簧长24 cm.问：图 3-1-13(1)弹簧的劲度系数为多少？(2)若把它竖立在水平桌面上，用30 N 的力竖直向下压时，弹簧长为多少？【解析】(1)当弹簧受向下的15 N 的拉力作用时，由胡克定律知F1k(L1L0)，即15 k(0.24 0.2)解得劲度系数k150.04N/m 375 N/m.(2)当用 30 N 的力竖直向下压时，设弹簧长为L2，由胡克定律知F2k(L0L2)整理得L2L0F2k0.2 m 30375m 0.12 m 12 cm.【答案】(1)375 N/m(2)12 cm11 一根竖直悬挂的轻质弹簧，下端挂上2 N 的物体时，其伸长量为2 cm.一研究小组用它探究弹簧弹力和伸长的关系，在弹簧弹性限度内，测出悬挂不同重物时，弹簧弹力和弹簧伸长量的关系，画出了如图3-1-14所示的图象该图象以纵轴表示弹力F，单位为牛顿，图线为反比例关系的双曲线，因绘图同学的疏忽，忘记在横轴标出关于弹簧伸长量x的表达式，请你帮助写出横轴所表示的弹簧伸长量x的表达式：_.图象中采用国际单位制，对应纵坐标为4 N 的横坐标的坐标值应为_ 精品教案可编辑图 3-1-14【解析】弹簧下端挂2 N 的物体时，弹簧伸长量为2 cm，则由胡克定律Fkx得k100 N/m，即F 100 x设图象中的横坐标为a，则图线表达式为Fka(k为反比例函数的比例系数)，由图象可知，当a5 时F20，所以k 100，即F100a由可得a1x，故横轴的表达式为1x.由F100a知，当F4 N 时，a 25.【答案】1x2512 下表是某同学为“探究弹力和弹簧伸长的关系”所测的几组数据：弹力F/N0.51.01.52.02.5伸长x/cm2.305.086.899.8012.40(1)请你在如图3-1-15所示的坐标系上作出F-x图线图 3-1-15(2)写出曲线所代表的函数式精品教案可编辑(3)解释函数表达式中常量的物理意义(4)若弹簧的原长为40 cm，并且以弹簧的总长为自变量，请你写出它的函数式【解析】(1)根据表中数据描点，按照图中各点的分布与走向，应作出一条直线，使直线两侧的点数大致相同这样可以减小偶然误差，如图所示(2)设直线斜率为k，由数学知识知，FkxC.在直线上取较远的两点(可以减小误差)，如点(9.80,2.0)与(2.30,0.5)，并代入上式得k 0.2 N/cm，C0.04 N，所以函数表达式为：F0.2x0.04.(3)由FkxC知，当x0 时，FC，因此，式中常数C表示弹簧的重力为0.04 N.若忽略弹簧的重力，则Fkx.因此，式中常数kF/x表示使弹簧形变单位长度时弹簧的弹力，即劲度系数(4)设弹簧的总长为Lx，则FkxCk(Lx40)C0.2 Lx7.96.【答案】见解析