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假期必刷8 重力与弹力
重力与
弹力
重力
定义:由于地球的吸引而使物体受到的力
大小:G=mg
方向:竖直向下
作用点:重心(重力的等效作用点)
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形变:物体在力的作用下 发生的改变
定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,
这种力叫作弹力
产生条件:①直接接触;②接触处发生 形变
大小:①利用二力平衡求解;②胡克定律公式:
方向:与施力物体发生形变的方向相反
判断有无及方向的方法:①假设法;②替换法;③状态法
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形状或体积 弹性 F=kx
(1)取一个扁玻璃瓶,里面盛满水,用穿有透明
细管的橡皮塞封口,使水面位于细管中,用
手捏玻璃瓶,管中水面上升.放开手后,管
中水面又回到了原位置.说明玻璃瓶发生
了弹性形变. ( )
(2)用手压橡皮泥,橡皮泥发生形变;脚踩在松
软的泥土上,留下了深深的脚印.它们发生
了弹性形变. ( )
(3)海绵受挤压发生形变,桌面受挤压不会发
生形变. ( )
(4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力
是因为地面发生了形变. ( )
(5)对形变的弹簧,由F=kx可知,在弹性限度内
弹力F的大小与弹簧的长度成正比.( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
一、选择题
1.如图所示,木箱放在自动扶
梯的水平台阶上,随台阶向
上做匀速直线运动,则台阶
对木箱的作用力 ( )
A.大于木箱的重力
B.大于木箱对台阶的作用力
C.小于木箱对台阶的作用力
D.与木箱对台阶的作用力大小相等
2.下列两个实验中体现出的共同的物理思想
方法是 ( )
A.极限法 B.放大法
C.控制变量法 D.等效替代法
3.(多选)如图所示,两辆车以相同的速度做匀
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,但可以认为
物体各部分所受重力集中于一点
B.重力的方向总是垂直向下的
C.物体重心的位置与物体形状和质量分布
有关
D.物体只有重心受重力作用,其他部分不
受重力作用
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4.如图所示的装置中,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
衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关
系是 ( )
A.F1=F2=F3 B.F1=F2<F3
C.F1=F3>F2 D.F3>F1>F2
5.如图所示,球 A 在斜面上,
被竖直挡板挡住而处于静
止状态.关于球 A 所受的
弹力,以下说法正确的是
( )
A.球 A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂
直斜面向上
B.球 A受两个弹力作用,一个水平向左,一
个垂直斜面向下
C.球 A受两个弹力作用,一个水平向右,一
个垂直斜面向上
D.球 A受三个弹力作用,一个水平向右,一
个垂直斜面向上,一个竖直向下
6.如图所示,a、b两木块的质量分别为
m1 和m2,两轻质弹簧的劲度系数分
别为k1 和k2,上面木块压在上面的
弹簧上(但不拴接),整个系统处于平
衡状态.现缓慢向上提上面的木块,
直到它刚离开上面的弹簧,在这过程中下面
木块移动的距离为 ( )
A.mlg/k1 B.m2g/k1
C.m1g/k2 D.m2g/k2
7.一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1 的力
压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大
小为F2 的力拉弹簧,平衡时长度为l2,弹簧
的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲
度系数为 ( )
A.
F2-F1
l2-l1
B.
F2+F1
l2+l1
C.
F2+F1
l2-l1
D.
F2-F1
l2+l1
二、非选择题
8.一根大弹簧内套一小弹簧,小弹簧比大弹簧
长0.2m,它们的一端平齐并固定在地面
上,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像
如图乙所示,求两根弹簧 的 劲 度 系 数k1
和k2.
(2023山东卷,2)餐厅暖盘
车的储盘装置示意图如图所
示,三根完全相同的弹簧等
间距竖直悬挂在水平固定圆
环上,下端连接托盘.托盘上
叠放若干相同的盘子,取走
一个盘子,稳定后余下的正好升高补平.已
知单个盘子的质量为300g,相邻两盘间距
1.0cm,重力加速度大小取10m/s2.弹簧始
终在弹性限度内,每根弹簧的劲度系数为
( )
A.10N/m B.100N/m
C.200N/m D.300N/m
Slinky
Slinky(机灵鬼)是一种螺旋弹
簧玩具.如果把它放在楼梯上,在
弹簧弹力和重力的共同作用下,且
由于惯性它会沿着阶梯不断伸展
再复原,呈现“逐级而下”的有趣状态.在美国,
高中教师和大学教授曾用Slinky作教具讲解
波的特征.NASA(美国国家航空航天局)甚至
把Slinky带上了航天飞机,用于零重力下的物
理实验.Slinky和一些与之类似的弹簧可用于
制造类似“激光枪”音效.
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假期必刷8
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技能提升
1.解析:台阶对木箱的作用力与木箱对台阶的作用力是一对作
用力和反作用力,根据牛顿第三定律知它们的大小相等,方
向相反,故 A、B、C错误,D正确.
答案:D
2.B
3.解析:重力作用在物体的各部分,重心是物体所受重力的等
效作用点,A 正确,D 错误;重力的方向总是竖直向下的,B
错误;物体的形状和质量分布影响物体的重心位置,C正确.
答案:AC
4.解析:第一幅图:以下面小球为研究对象,由平衡条件得知,
弹簧的弹力等于小球的重力G;
第二幅图:以小球为研究对象,由平衡条件得知,弹簧的弹力
等于小球的重力G;
第三幅图:以任意一个小球为研究对象,由平衡条件得知,弹
簧的弹力等于小球的重力G;
所以平衡时各弹簧的弹力大小相等,即有F1=F2=F3.
答案:A
5.解析:球 A 受竖直向下的重力,与竖直挡板和斜面都有挤
压.斜面给它一个支持力,垂直斜面向上;挡板给它一个压
力,水平向右,故选项 C正确.
答案:C
6.C
7.解析:设弹簧原长为l0,根据胡克定律得F1=k(l0-l1),
F2=k(l2-l0),两式联立,得k=
F2+F1
l2-l1
,选项 C正确.
答案:C
8.解:由图像可知,当x1=0.2m 时,F1=2N,在此过程中,F
与x 成正比,说明只有小弹簧被压缩,也就是对于小弹簧来
说,压缩量为0.2m 时,弹力大小为2N,由胡克定律得k1=
F1
x1
= 2N0.2m=10N
/m;当x2=0.3m时,F2=5N,x由0.2m至
0.3m的过程中,两根弹簧都被压缩,而大弹簧的压缩量为(x2
-x1),则F2=k1x2+k2(x2-x1),
即k2=
F2-k1x2
x2-x1
=20N/m.
答案:k1=10N/m k2=20N/m
新题快递
解析:由题知,取走一个盘子,稳定后余下的正好升高补平,
则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距,则
有mg=3kx,
解得k=100N/m,故选B.
答案:B
假期必刷9
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技能提升
1.解析:假设地面光滑,手杖将在地面上向右滑动,所以手杖与
地面间有相对运动趋势,地面对手杖有摩擦力作用,A错误,
B正确.水平地面对手杖的弹力垂直于水平面向上,C错误.
水平地面对卓别林的弹力方向竖直向上,D正确.
答案:BD
2.B
3.解析:滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,因拖把沿水平
向右运动,则地面对拖把的滑动摩擦力方向水平向左,故选B.
答案:B
4.D 5.D
6.解析:没加F 时,木块A 在水平方向受弹簧弹力F1 和静摩
擦力FA 作用,如图甲所示,且FA=F1=kx=8N.木块B 在
水平方向受弹簧弹力F2 和静摩擦力FB 的作用,如图乙所
示,且FB=F2=kx=8N.
在木块B 上施加F=1N 的向右拉力后,受力如图丙所示,
由于F2+F<μGB=15N,故木块B 所受的摩擦力仍为静摩
擦力,由受力平衡可知,其大小FB′=F2+F=9N,木块 A
的受力情况不变.
答案:C
7.解析:加砝码前,木块处于静止状态,受力分析知木块受到的
静摩擦力大小为F=8N-2N=6N,方向向右,同时说明木
块与桌面间的最大静摩擦力至少为6N.当加砝码后,即绳
中拉力改变后,水平方向假设木块不动,其所受摩擦力大小
为F′=12N-8N=4N,小于最大静摩擦力,故木块仍静
止,弹簧测力计示数仍为8N.
答案:B
8.解析:(1)由题中图示实验可知,甲方案中拉动木块A,不需
要控制木块A 做匀速直线运动,且弹簧测力计a静止,便于
对弹簧测力计读数;乙方案中用弹簧测力计拉动A,需要控
制木块A 做匀速直线运动,难以控制,另外弹簧测力计是运
动的,难以准确读数.因此甲方案更易于操作.
(2)由题意可知,在甲方案中,两木块接触面间的压力等于B的
重力,即FN=150N,弹簧测力计a的示数等于两木块接触面间
摩擦力的大小,即Ff=60N,由公式Ff=μFN 得μ=0.4.
答案:(1)甲 (2)0.4
9.解:(1)因为m0g=1N<Fm,M 处于静止状态,受静摩擦力
作用,由二力平衡得F1=m0g=1N.
(2)在 M 上再放一个M′=3kg的物体,M 仍静止,仍受静摩
擦力F2=F1=m0g=1N.
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