内容正文:
第2节 科学探究:弹力
基础巩固
1.下列关于弹力的说法正确的是( B )
A.两物体相互接触,就一定会产生相互作用的弹力
B.两物体不接触,就一定没有相互作用的弹力
C.较重的金属块放在木板上,木板会发生形变对金属块施加弹力,而金属块不会发生形变,但因其自身重力会对木板施加压力
D.运动的小球去挤压弹簧,弹簧会发生形变产生弹力,小球虽不会发生形变,但由于运动会对弹簧产生压力
解析:弹力产生的条件是两物体直接接触,相互挤压,而且发生弹性形变,不接触的物体一定没有弹力,A错误,B正确。两物体间发生弹力作用时,两物体都会发生形变,给对方施加弹力作用,C、D错误。
2.如图为骑行者驾驶摩托车在水平路面上左拐弯,下列说法正确的是( B )
A.地面对摩托车的弹力斜向左上方
B.地面对摩托车的弹力竖直向上
C.轮胎受到的弹力是轮胎发生形变产生的
D.地面比较硬,其未发生形变
解析:将人和摩托车看成一个整体,竖直方向上受到重力和地面的支持力,两个力平衡,即地面对摩托车的弹力竖直向上,A错误,B正确;由弹力产生的条件可知,轮胎受到的弹力是地面发生微小形变产生的,故C、D错误。
3.如图所示,将木板P放在半圆形石墩上处于静止状态,关于木板P在支撑点M、N处所受弹力的方向,下列正确的是( B )
解析:点面接触的弹力方向垂直于接触面,则在M点的弹力是垂直于地面竖直向上的,在N点的弹力是垂直于木板斜向上的。故选B。
4.(多选)如图所示,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。则关于弹性杆对小球的弹力,下列结论正确的是( AD )
A.大小为2 N
B.大小为1 N
C.方向平行于斜面向上
D.方向竖直向上
解析:根据平衡条件可知,小球受重力与弹性杆对小球的弹力,两力大小相等,方向相反,则弹性杆对小球的弹力大小为2 N,方向竖直向上,所以A、D正确。
5.(多选)如图所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( BD )
A.弹簧的劲度系数为1 N/m
B.弹簧的原长为6 cm
C.弹簧压缩4 cm时,弹力的大小为2 N
D.弹簧伸长2 cm时,弹力的大小为2 N
解析:由题图可知,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=6 cm,即弹簧的原长为6 cm,故B正确;当弹簧伸长,弹力为F1=2 N 时,弹簧的长度为 L1=8 cm,弹簧伸长的长度x1=L1-L0=2 cm=0.02 m;根据胡克定律得,弹簧的劲度系数为k===100 N/m,故A错误,D正确;当弹簧压缩4 cm时,弹力的大小F=kx=100 N/m×4×10-2 m=4 N,故C错误。
6.(多选)两个劲度系数分别为k1和k2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端向右拉动弹簧,当a弹簧的伸长量为L时( AD )
A.b弹簧的伸长量为
B.b弹簧的伸长量也为L
C.P端向右移动的距离为2L
D.P端向右移动的距离为(1+)L
解析:由二力平衡关系可知,两根轻弹簧的弹力大小相等,根据胡克定律F=kx,有k1L=k2L′,则b弹簧的伸长量为,故A正确,B错误;P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和,即为L+L=(1+)L,故C错误,D正确。
7.如图所示的三个图中,所有的球都是相同的,且形状规则、质量分布均匀。甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触。关于这三个球的受力情况,下列说法正确的是( C )
A.甲球受到两个弹力的作用
B.乙球受到两个弹力的作用
C.丙球受到两个弹力的作用
D.甲、乙、丙三球都只受到一个弹力的作用
解析:甲球受水平面的弹力,斜面对甲球无弹力;乙球受水平面的弹力,乙球与另一球之间无弹力;丙球受右侧球和球壳两个弹力的作用,故C正确,A、B、D错误。
8.如图所示,每个钩码重1.0 N,弹簧测力计自身重力、绳子质量和摩擦不计,弹簧伸长了5 cm(在弹簧的弹性限度内)。下列说法正确的是( C )
A.该弹簧测力计的示数为0.5 N
B.该弹簧测力计的示数为2.0 N
C.该弹簧的劲度系数为20 N/m
D.不挂重物时,该弹簧的劲度系数为0
解析:该弹簧测力计的示数等于弹簧一端受到的拉力,则示数为
1.0 N,A、B错误;该弹簧的劲度系数为k== N/m=20 N/m,不挂重物时,该弹簧的劲度系数不变,仍为20 N/m,C正确,D错误。
能力提升
9.如图所示的装置中,三个相同的弹簧在未受力状态下的原长相等,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。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3,其大