2022年高中物理必修第一册3.1 重力与弹力 同步练习

第一课时力、童力.弹力滋■＞動演练•真枪实戢i•关于重力，下列说法中正确的是（）A.重力就是地球对物体的吸引力B.重力是由于地球吸引而使物体受到的力C.重力大小为G=mgD.重力的大小可以用弹簧测力计测量【解析】重力是由于地球吸引而使物体受到的力，但一般情况下重力不等于地球对物体的吸引力，A错，B对.重力和质量的关系是G=mg，重力的大小可以用弹簧测力计测量，C、D正确.【答案】BCD2.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O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于细杆【解析】A点处应为杆端点与一曲面接触点，支持力的方向应垂直于该点的切面，故支持力应过A点和O点，斜向上.而B点应为容器边缘点与杆平面接触，支持力应垂直于杆所在平面向上,作出弹力的示意图如图所示.【答案】D3.三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球在同一水平面上.a球的重心Oa位于球心，b球和c球的重心Ob、方和球心的正下方，如图所示.三球均处于平衡状态，支点c球的弹力分别为A.Fa=Fb=Fca、b、c,支点P、QOc分别位于球心的正上P对a球的弹力Fa，对b球和（）B.Fb>Fa>F4/4C.FbVFaVFcD.Fa>Fb=Fc4/4【解析】三种情况下，支点P、Q对球的弹力都沿着它们与球心的连线指向球心，而不是想当然地错认为弹力都沿着它们与重心的连线而指向重心.由对称性可知：P、Q两点对球的作用力大小相等.平衡时，每一种情况下，P、Q两点对球的弹力的夹角相同.故由三力平衡知识可得：三种情况下P点对球的弹力相等.【答案】A4.如图所示，A、B两个物块的重力分别是Ga=3N,Gb=4N,弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F=2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是侈选）（）4/4 A.1N和6NB.5N和6NC.1N和2ND.5N和2NA、D正确.【解析】弹簧可提供压力，也能提供拉力，由平衡知识可知【答案】AD5.实验室常用的弹簧测力计如图甲所示，连接有挂钩的拉杆与弹簧相连，并固定在外壳一端O上，外壳上固定一个圆环，可以认为弹簧测力计的总质量主要集中在外壳（重力为如图乙、G）上,弹簧和拉杆的质量忽略不计，现将该弹簧测力计以两种方式固定于地面上，丙所示，分别用恒力Fo竖直向上拉弹簧测力计，静止时弹簧测力计的读数为A.乙图读数B.乙图读数C.乙图读数D.乙图读数【解析】闘环拉杆挂钩一甲Fo—G,丙图读数Fo+GFo+G,丙图读数Fo—GFo,丙图读数Fo—GFo—G,丙图读数Fo弹簧测力计的读数与弹簧的形变成正比，按图乙方式外壳受力则弹簧测力计的读数F=Fo—G;按图丙方式弹簧的读数直接由Fo引起,Fo=F+G,弹簧测力计的读数4/44/4为Fo.【答案】D6.如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相冋：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在粗糙的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零，以Li、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）4/44/4B.L4>L3D.L2=L4A.L2>LiC.Li>L3【解析】以弹簧为研究对象，根据牛顿第二定律F合=ma,由于弹簧的质量都为零，无论弹簧的加速度a是否为零，弹簧的合外力均为零，所以①②③④中弹簧的弹力均为F，而四根完全相同的弹簧的劲度系数k都相同，由胡克定律F=kx可4/4 知四根弹簧的伸长量均相等，即Li=L2=L3=L4.4/4 【答案】D7.台球以速度vo与球桌边框成B角撞击0点，反弹后速度为vi,方向与球桌边框夹角仍为0,如图所示.0B垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是()A.可能沿0A方向B.一定沿0B方向C.可能沿0C方向D.可能沿0D方向【解析】台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿0B方向，故选B.【答案】B&Si和S2表示劲度系数分别为ki和k2的两弹簧，ki>k2；a、b表示质量分别为ma和mb的两个小物体，ma>mb,将弹簧与物体悬挂起来，如图所示，要求两弹簧的总长度最大，则应使()A.Si在上，a在上A.Si在上，b在上B.S2在上，a在上C.S2在上，b在上(m上+m下)gm下gm上+m下m下'•丿【解析】x=x上+x下=+=g(+)=k上k下k上k下m上+m下m上+m下m上g(+)，当m上取最小值，k下取最大值时伸长量x最大，弹簧总长度k上k下k下最大，故D正确.【答案】D9•混凝土便宜而坚固耐压，但不耐拉，钢筋耐压也耐拉，通常在混凝土建筑物需承受张力的部位用钢筋来加固，如图所示，楼板和阳台的加固钢筋位置都正确的是下图中的()4/4 坡的交点应在车轮与中轴线之间，当交点位于车轮与斜坡的接触点时，对应重心的位置即为满足条件的最高重心位置，作出示意图，利用几何关系可求解.41AB【解析】钢筋耐压又耐拉，而混凝土耐压不耐拉，部位，房间内的楼板下表面比上表面拉伸形变大，故钢筋应放于楼板中拉伸形变大的面比下表面拉伸形变大，故钢筋应放于楼板的上表面位置，故【答案】Ai0.运输货车的制造标准是：当货车侧立在倾角为30°的斜坡上时，如图所示，仍不致翻倒.也就是说，货车受到的重力的作用线仍落在货车的支持面(地面上，以车轮为顶点构成的平面)以内，如果车轮间的距离为2m，车身的重心不能高出地面多少米？【解析】重力的作用线在竖直方向，由题意知，要求重力的作用线落在货车的支持面内，即要求重力作用线与斜故钢筋应放于楼板下表面，阳台楼板上表A选项正确.30°作出如图所示的示意图，设重心离地面的最高位置为x，A点是车轮与地面的交点，BAB为中轴线与地面的交点，由几何关系，在△ABO中，/AOB=30°有——=tan30°将ABx=1m代入得x=.'3m~1.7m.【答案】1.7m11.一根大弹簧内套有一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2m，它们一端平齐并固定,另一端自由，如图(甲)所示，当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图象如图6/4坡的交点应在车轮与中轴线之间，当交点位于车轮与斜坡的接触点时，对应重心的位置即为6/4坡的交点应在车轮与中轴线之间，当交点位于车轮与斜坡的接触点时，对应重心的位置即为【解析】压缩距离在0〜0.2m时，压力等于一根弹簧的弹力，当压缩距离大于0.2m6/4坡的交点应在车轮与中轴线之间，当交点位于车轮与斜坡的接触点时，对应重心的位置即为时，压力等于两根弹簧的弹力之和.F12由图(乙)知，当x=0.2m时，F1=2N，由此得大弹簧的劲度系数为6/4 坡的交点应在车轮与中轴线之间，当交点位于车轮与斜坡的接触点时，对应重心的位置即为k1=丫=狂N/m=10N/m.当大弹簧压缩0.3m时，小弹簧压缩0.1m,此时压力F2=5N.由此得；0.3k1+0.1k2=5.解得k2=20N/m.【答案】k1=10N/mk2=20N/m.11.如图所示，水平地面上有一带斜面的小车，斜面倾角为0,紧靠斜面有一质量为m的光滑球，试确定在下列状态下水平车板对球的弹力.(1)小车向右匀速运动；(2)小车向右以加速度a(avgtan0做匀加速直线运动；(3)小车向右以a=gtan0的加速度做匀加速直线运动.【解析】(1)当车匀速运动时，斜板弹力为零，由平衡条件可知平板车对球弹力N=mg,方向竖直向上.(2)向右加速时，若avgtan0,则球受力如图所示，则N'sin0=ma.N+N'cos0—mg=0.解得N=mg—macot0(3)若a=gtan0.代入上式，则N=0.【答案】(1)mg竖直向上(2)mg—macot0竖直向上(3)06/4