内容正文:
第三章 相互作用——力
3.1 重力与弹力
市场上有一种会自动翻盖的调料瓶(如图所示),它的出现给我们日常生活带来了很大的便利。
(1)你能根据自己所掌握的知识解释此调料瓶自动翻盖的原理吗?
(2)你能根据相关的知识设计一个重力小车模型吗?若能,请说出你的设计思路。
【答案】 (1)运用重力杠杆原理;(2)利用物体的重力让物体带动小车的轮子转动,从而前进。
1.关于力的概念,下列说法正确的是( A )
A.一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力
B.力可以从一个物体传给另一个物体
C.只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用
D.一个受力物体可以不对其他物体施力
【解析】 由于一个受力物体可能同时受到两个力的作用,所以一个受力物体可能找到两个施力物体,A正确;因为力是物体之间的相互作用,所以力不能通过一个物体传给另一个物体,B错误;力可以分为接触力和非接触力两大类,不接触的物体之间也可能存在相互作用,C错误;根据力的定义可知,受力物体同时也是施力物体,D错误。
2.下列关于重力和重心的说法正确的是( C )
A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力
B.物体静止时,对水平支持物的压力就是物体的重力
C.用细线将物体悬挂起来,静止时物体的重心一定在细线所在的直线上
D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上
【解析】 重力是由地球吸引产生的,是所受引力的一个分力,两者一般不等,A错误;压力和重力是两种性质不同的力,B错误;由平衡条件知,细线拉力和重力平衡,重心在重力作用线上,C正确;重心跟物体的形状、质量分布有关,是重力的等效作用点,但不一定在物体上,如折弯成直角的均匀直杆,D错误。
3.一个物体所受重力在下列情况中会发生变化的是( A )
A.把物体从赤道拿到南极
B.把物体放到加速上升的电梯里
C.把物体放到水里
D.用一个气球使物体悬浮在屋子内
【解析】 重力加速度随着纬度的升高而增大,所以把物体从赤道拿到南极,其重力变大,A正确;重力加速度与物体的运动状态无关,在电梯或是水中或是用气球悬浮,重力加速度都不变,重力G=mg,即重力没有变化,B、C、D错误。
4.下列关于弹力的说法正确的是( D )
A.相互接触的两个物体间必然有弹力存在
B.不接触的物体间也可能存在弹力
C.只要物体发生形变就一定有弹力
D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力
【解析】 弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变,D正确,A、B、C错误。
5.关于胡克定律,下列说法不正确的是( B )
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
B.由k=可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的形变量成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小
【解析】 在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F=kx,A正确;弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定,与弹力F及形变量x无关,B错误,C正确;由胡克定律得k=,可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时产生的弹力的值与k相等,D正确。
6.锻炼身体用的拉力器,并列装有5根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用750 N的力把它们拉长至1.6 m,求每根弹簧的劲度系数。
【答案】 125 N/m
【解析】 每根弹簧的弹力为=150 N,每根弹簧的劲度系数k===125 N/m。
7.下列说法正确的是( C )
A.拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体
B.向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力,但找不到施力物体
C.一个力必定联系着两个物体,其中任意一个物体既是受力物体,又是施力物体
D.只要两个力的大小相等,它们产生的效果一定相同
【解析】 拳击手一拳击出,没有击中对方,表明拳击手对对方没有施力,没有作用力就不存在施力物体和受力物体,A错误;力是相互的,受力物体受到的力必然是施力物体施加的,必须有施力物体,B错误;根据力的相互性知C正确;力的作用效果不仅与力的大小有关,还与力的方向和作用点的位置有关,D错误。
8.关于重力的大小和方向,下列说法正确的是( A )
A.在地球上方的物体都要受到重力作用,所受的重力与它的运动状态无关,也不管是否存在其他力的作用
B.在地球各处的重力方向都是相同的
C.同一物体向上运动时所受重力可能小于向下运动时所受重力
D.对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化
【解析】 在地球上方的物体都要受到重力作用,所受的重力与它的运动状态无关,与是否受其他力也无关,A正确,C错误;物体的重力大小和方向在同一地点是恒定的,不同地点可能是变化的,比如在地