第01讲 重力与弹力（分层练习）-【上好课】2024-2025学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第一册）

第01讲 重力与弹力 1．如图为仰韶文化时期的尖底瓶，装水后的尖底瓶“虚则欹、中则正、满则覆”的特点，下面说法正确的是（    ） A．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 B．向瓶中缓慢注入水的过程中，瓶（包括水）的重心位置逐渐升高 C．瓶的重心可能在瓶口 D．瓶的重心一定在瓶底 2．在2022年卡塔尔世界杯半决赛的比赛中，阿根廷队以3：0完胜克罗地亚队，挺进决赛。在该场比赛中，阿根廷队的球星梅西发挥出色，打进一粒点球，并助攻一球。梅西打进自己5届世界杯的第11粒进球，超越托马斯·穆勒成为现役球员第一人，同时超越打进10球的巴蒂斯图塔，成为阿根廷世界杯射手榜上历史第一人。梅西把足球踢向空中，不计空气阻力，图中能正确表示空中足球受力示意图的是（G表示重力，F表示脚对球的作用力）（　　） A． B． C． D． 3．下面对教材中的插图理解正确的是（　　） A．甲图中重力的施力物体是斜面 B．甲图中重力的分力就是压力 C．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面粗糙程度 D．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面微小形变 4．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（　　） A．   B．     C．   D．   5．如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧。当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，弹簧的长度为30cm；当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，弹簧的长度为15cm。弹簧均处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为（　　） A．66.7N/m B．200N/m C．300N/m D．400N/m 6．如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是（　　） A．研究汽车车轮转动的时候，可以将汽车看成质点 B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力 C．地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力 D．相较于正常行驶，特技表演时地面的弹力更大 7．如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（    ）    A．物体各部分都受重力作用，认为物体各部分所受重力集中于一点，即重心 B．重力的方向总是垂直向下 C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关 D．用重心代替重力的作用点运用了理想模型法 8．足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情景。下列说法正确的是（　　） A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力是由于足球发生了形变 B．乙图中，足球被踢出后飞行过程中受到重力和运动员对它弹力的作用 C．丙图中，足球入网时球网绳子中的弹力都沿绳子收缩方向 D．丁图中，运动员争顶头球时头部受到的弹力是由于足球发生了形变 9．自动扶梯的应用相当广泛，给生产、生活带来极大的方便。如图所示为一无台阶式扶梯，若一同学站在该扶梯上匀速上楼，下列说法正确的是（    ） A．该同学所受重力方向垂直扶梯表面向下 B．扶梯速度增大，该同学所受重力大小不变 C．该同学所受弹力方向垂直扶梯表面向上 D．该同学脚所站处扶梯没有发生形变 10．所有接触面光滑，则下列对图中弹力判断说法正确的是（　　） A．图甲中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力作用，是因为车厢左壁发生弹性形变 B．图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在斜面上，则斜面对小球有弹力作用，此力是因为斜面发生了弹性形变 C．图丙中，a、b两轻绳悬挂着小球，小球处于静止状态，a绳竖直，则两绳均发生弹性形变，对小球均有弹力作用 D．图丁中，两相同小球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间没有弹力 11．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在轻质绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。 (1)下列说法中正确的是（　　） A．每次增加的钩码数量必须相等 B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比 C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态 D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等 (2)根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为 N/m。（结果保留两位有效数字） 12．某同学用图甲装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。 (1)图示实验装置中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的 选填“上端”或“下端”对齐;不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度 cm。 (2)改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m及弹簧的长度L，根据求得弹力为重力加速度大小，根据求出弹簧伸长量，根据求得的多组F、x作图像，如图丙所示。由图像可求得出弹簧的劲度系数为 保留一位小数，由图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成 。 13．如图所示，拉力器并列装有5根相同的弹簧，一成年人使用该拉力器时，双臂左右伸直，对拉力器施加的拉力为550N，每根弹簧长度为160cm；另一青少年，力量较小，使用该拉力器时，卸下2根弹簧，双臂左右伸直时对拉力器施加的拉力为270N，每根弹簧长度为140cm。下列说法正确的是（    ） A．弹簧的劲度系数为100N/m B．弹簧的劲度系数为110N/m C．每根弹簧的原长为40cm D．每根弹簧的原长为50cm 14．近三年新冠疫情一直困扰着全世界，出门戴口罩成了很多人的习惯。学完胡克定律后，小明对口罩两边的弹性轻绳展开研究。小明将弹性绳拆下，悬挂一支钢笔时，弹性绳的长度为30cm，如图所示。悬挂两支相同的钢笔时，弹性绳的长度为40cm，悬挂一支圆规时，弹性绳的长度为35cm。若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内（　　） A．弹性绳的原长为20cm B．弹性绳的劲度系数为30N/m C．一支圆规的重力是一支钢笔重力的1.5倍 D．将一支钢笔和一支圆规一起挂在弹性绳下端时，弹性绳长45cm 15．如图所示，a、b为两根相连的轻质弹簧，原长分别为，，劲度系数分别为，，在下端挂一重12N的物体G，平衡时（　　） A．弹簧a下端受的拉力为，b下端受的拉力为 B．弹簧a下端受的拉力为，b下端受的拉力为 C．弹簧a的长度变为，b的长度变为 D．弹簧a的长度变为，b的长度变为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第01讲 重力与弹力 1．如图为仰韶文化时期的尖底瓶，装水后的尖底瓶“虚则欹、中则正、满则覆”的特点，下面说法正确的是（    ） A．瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点 B．向瓶中缓慢注入水的过程中，瓶（包括水）的重心位置逐渐升高 C．瓶的重心可能在瓶口 D．瓶的重心一定在瓶底 【答案】A 【详解】A．根据重心的定义，瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点，故A正确； B．向瓶中缓慢注入水的过程中，瓶（包括水）的重心位置先降低再逐渐升高，故B错误； CD．瓶的重心一定在瓶口的下方，在瓶底的上方，故CD错误； 故选A。 2．在2022年卡塔尔世界杯半决赛的比赛中，阿根廷队以3：0完胜克罗地亚队，挺进决赛。在该场比赛中，阿根廷队的球星梅西发挥出色，打进一粒点球，并助攻一球。梅西打进自己5届世界杯的第11粒进球，超越托马斯·穆勒成为现役球员第一人，同时超越打进10球的巴蒂斯图塔，成为阿根廷世界杯射手榜上历史第一人。梅西把足球踢向空中，不计空气阻力，图中能正确表示空中足球受力示意图的是（G表示重力，F表示脚对球的作用力）（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由于不计空气阻力，则足球在空中只受到重力作用。 故选B。 3．下面对教材中的插图理解正确的是（　　） A．甲图中重力的施力物体是斜面 B．甲图中重力的分力就是压力 C．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面粗糙程度 D．乙图桌面上的装置可以用来观察桌面微小形变 【答案】D 【详解】A．甲图中重力的施力物体是地球，故A错误； B．甲图中物块重力的分力大小等于物块对斜面的压力，但和压力比较，施力物体和受力物体不同，性质不同，则这两个力不同，故B错误； CD．图乙中所示的实验是用来观察桌面微小形变，其利用了光线照射后将形变“放大”，采用了放大的思想，故C错误，D正确。 故选D。 4．如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心）。下列选项中物体A所受弹力示意图正确的是（　　） A．   B．     C．   D．   【答案】A 【详解】A．A球受到墙的弹力F1，方向垂直于墙壁向右；斜面的支持力F2，方向垂直于斜面向上，故A正确； B．F2方向不对，应通过球心，故B错误； C．F1方向应垂直于墙壁向右，故C错误； D．A球只受到水平面的弹力F1，右侧的球对A没有弹力，否则A球将向左运动，与实际情况不符，故D错误。 故选A。 5．如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧。当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，弹簧的长度为30cm；当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，弹簧的长度为15cm。弹簧均处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为（　　） A．66.7N/m B．200N/m C．300N/m D．400N/m 【答案】B 【详解】令弹簧原长为，当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，根据胡克定律有 当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，根据胡克定律有 结合题中数据解得 k=200N/m 故选B。 6．如图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进，下列关于这个现象的说法正确的是（　　） A．研究汽车车轮转动的时候，可以将汽车看成质点 B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力 C．地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力 D．相较于正常行驶，特技表演时地面的弹力更大 【答案】B 【详解】A．研究汽车车轮转动的时候，汽车的大小不能忽略不计，不可以将汽车看成质点，选项A错误； B．地面发生弹性形变，对汽车施加了支持力，选项B正确； C．竖直方向汽车受力平衡，则地面对汽车的支持力大小等于汽车的重力，选项C错误； D．弹力大小与接触面积无关，则相较于正常行驶，特技表演时地面的弹力不变，选项D错误。 故选B。 7．如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（    ）    A．物体各部分都受重力作用，认为物体各部分所受重力集中于一点，即重心 B．重力的方向总是垂直向下 C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关 D．用重心代替重力的作用点运用了理想模型法 【答案】AC 【详解】A．物体各部分都受重力作用，认为物体各部分所受重力集中于一点，即重心，选项A正确； B．重力的方向总是竖直向下，选项B错误； C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关，选项C正确； D．用重心代替重力的作用点运用了等效法，选项D错误。 故选AC。 8．足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情景。下列说法正确的是（　　） A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力是由于足球发生了形变 B．乙图中，足球被踢出后飞行过程中受到重力和运动员对它弹力的作用 C．丙图中，足球入网时球网绳子中的弹力都沿绳子收缩方向 D．丁图中，运动员争顶头球时头部受到的弹力是由于足球发生了形变 【答案】CD 【详解】A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力是由于草地发生了形变，选项A错误； B．乙图中，足球被踢出后飞行过程中只受到重力的作用，选项B错误； C．丙图中，足球入网时球网绳子中的弹力都沿绳子收缩方向，选项C正确； D．丁图中，运动员争顶头球时头部受到的弹力是由于足球发生了形变，选项D正确。 故选CD。 9．自动扶梯的应用相当广泛，给生产、生活带来极大的方便。如图所示为一无台阶式扶梯，若一同学站在该扶梯上匀速上楼，下列说法正确的是（    ） A．该同学所受重力方向垂直扶梯表面向下 B．扶梯速度增大，该同学所受重力大小不变 C．该同学所受弹力方向垂直扶梯表面向上 D．该同学脚所站处扶梯没有发生形变 【答案】BC 【详解】A．所有物体所受重力方向均为竖直向下，故A错误； B．重力大小与速度大小无关，故B正确； C．接触面上的弹力，方向垂直接触面，指向受力物体，故C正确； D．产生弹力的条件一是直接接触，二是发生弹性形变，故D错误。 故选BC。 10．所有接触面光滑，则下列对图中弹力判断说法正确的是（　　） A．图甲中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，则车厢左壁对小球有弹力作用，是因为车厢左壁发生弹性形变 B．图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在斜面上，则斜面对小球有弹力作用，此力是因为斜面发生了弹性形变 C．图丙中，a、b两轻绳悬挂着小球，小球处于静止状态，a绳竖直，则两绳均发生弹性形变，对小球均有弹力作用 D．图丁中，两相同小球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间没有弹力 【答案】BD 【详解】A. 图甲中，小球随车厢一起向右做匀速直线运动，小球受力平衡，假设车厢左壁对小球有弹力作用，则水平方向不能平衡，则假设错误，则选项A错误； B. 图乙中，小球被轻绳斜拉着静止在斜面上，则斜面对小球有弹力作用，此力是因为斜面发生了弹性形变，选项B正确； C. 图丙中，a、b两轻绳悬挂着小球，小球处于静止状态，a绳竖直，则b绳上无弹力，否则a绳不可能竖直，选项C错误； D. 图丁中，两相同小球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止，则两球间没有弹力，否则两边绳子不可能在竖直方向，选项D正确。 故选BD。 11．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在轻质绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F-l（F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度）图像，如图乙所示。 (1)下列说法中正确的是（　　） A．每次增加的钩码数量必须相等 B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比 C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态 D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等 (2)根据乙图可求得该弹簧的劲度系数为 N/m。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)C(2)25 【详解】（1）A．对每次增加的钩码数量没有要求，只需保证弹簧始终在弹性限度范围内，记录下每次弹簧的伸长量及所挂钩码的质量即可，故A错误； B．通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比，故B错误； C．用悬挂钩码的方式给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态，使弹簧所受拉力的大小等于钩码的重力，故C正确； D．不同弹簧的劲度系数不一定相等，即弹簧的弹力与伸长量之比不一定相等，故D错误。 故选C。 （2）在弹性限度内，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，在点出现拐点是因为超过了弹簧的弹性限度。故弹簧的劲度系数为 12．某同学用图甲装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。 (1)图示实验装置中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的 选填“上端”或“下端”对齐;不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度 cm。 (2)改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m及弹簧的长度L，根据求得弹力为重力加速度大小，根据求出弹簧伸长量，根据求得的多组F、x作图像，如图丙所示。由图像可求得出弹簧的劲度系数为 保留一位小数，由图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成 。 【答案】(1) 上端 (2) 正比 【详解】（1）[1][2]零刻度应与弹簧的上端对齐；由图乙可知该刻度尺的最小分度值为1mm，则弹簧的长度； （2）[1]由图像可得劲度系数[2]由图像可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。 13．如图所示，拉力器并列装有5根相同的弹簧，一成年人使用该拉力器时，双臂左右伸直，对拉力器施加的拉力为550N，每根弹簧长度为160cm；另一青少年，力量较小，使用该拉力器时，卸下2根弹簧，双臂左右伸直时对拉力器施加的拉力为270N，每根弹簧长度为140cm。下列说法正确的是（    ） A．弹簧的劲度系数为100N/m B．弹簧的劲度系数为110N/m C．每根弹簧的原长为40cm D．每根弹簧的原长为50cm 【答案】AD 【详解】设弹簧原长为，弹簧的劲度系数为k。由于五根弹簧并联，每根弹簧受到的拉力相等，拉力之和等于550N，则每根弹簧产生的弹力均为110N 三根弹簧并联，每根弹簧受到的拉力相等，拉力之和等于270N，则每根弹簧产生的弹力均为90N 解的 故选AD。 14．近三年新冠疫情一直困扰着全世界，出门戴口罩成了很多人的习惯。学完胡克定律后，小明对口罩两边的弹性轻绳展开研究。小明将弹性绳拆下，悬挂一支钢笔时，弹性绳的长度为30cm，如图所示。悬挂两支相同的钢笔时，弹性绳的长度为40cm，悬挂一支圆规时，弹性绳的长度为35cm。若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内（　　） A．弹性绳的原长为20cm B．弹性绳的劲度系数为30N/m C．一支圆规的重力是一支钢笔重力的1.5倍 D．将一支钢笔和一支圆规一起挂在弹性绳下端时，弹性绳长45cm 【答案】ACD 【详解】分别对两种情况列胡克定律公式，联立求解弹性绳原长和圆轨与钢笔的重力关系；弹性绳下端挂一支钢笔和一支圆规时，列胡克定律公式求解此时绳子长度。 【解答】ABC．设弹性绳原长为L0，弹性系数为k，钢笔重力为G1，圆轨的重力为G2，由胡克定律可知 G1=k（30﹣L0）×10﹣2 2G1=k（40﹣L0）×10﹣2 G2=k（35﹣L0）×10﹣2 联立解得 L0=20cm，G2=1.5G1 但无法计算k，故AC正确，B错误； D．将一支钢笔和一支圆规一起挂在弹性绳下端时 G2+G1=k（x﹣L0） 解得 x=45cm 故D正确。 故选ACD。 15．如图所示，a、b为两根相连的轻质弹簧，原长分别为，，劲度系数分别为，，在下端挂一重12N的物体G，平衡时（　　） A．弹簧a下端受的拉力为，b下端受的拉力为 B．弹簧a下端受的拉力为，b下端受的拉力为 C．弹簧a的长度变为，b的长度变为 D．弹簧a的长度变为，b的长度变为 【答案】AD 【详解】AB．对物体受力分析，受重力和弹簧b的拉力，二力平衡，故 再对b弹簧和物体的整体分析，受重力和弹簧a的拉力，二力平衡，故 故A正确，B错误； CD．根据胡克定律 得到 故a弹簧长度变为，b弹簧长度变为，故C错误，D正确。 故选AD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$