第3章 第2节 科学探究：弹力第1课时(同步练习)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第一册（鲁科版2019）

第3章　相互作用 第2节　科学探究:弹力 第1课时　形变和弹力 基础过关练 题组一　形变和弹力的产生 1.下列关于弹力的说法中正确的是 (　　) 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.笨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 2.(多选题)下列各图中,P、Q两物体之间存在弹力的是(所有的接触面都光滑,物体处于静止状态) (　　) 3.(多选题)在各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图所示的跳水运动就是一个实例,下列说法正确的是 (　　) A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变 B.跳板和运动员的脚都发生了形变 C.运动员受到的支持力是跳板发生弹性形变而产生的 D.跳板受到的压力是跳板发生弹性形变而产生的 题组二　弹力的方向 4.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示。下列关于斜台给足球的弹力方向的说法正确的是 (　　) A.沿v1的方向 B.先沿v1的方向后沿v2的方向 C.沿v2的方向 D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向 5.有四位同学把斜面对重物的支持力分别画成如图所示的四种情况,其中正确的是 (　　) 6.如图所示,一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上,下端放在粗糙的水平地面上,直梯处于静止状态。从侧面观察时,下列直梯的受力分析图中正确的是 (　　) 题组三　二力平衡求弹力大小 7.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 8.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4 N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力 (　　) A.大小为4 N,方向平行于斜面向上 B.大小为2 N,方向平行于斜面向上 C.大小为4 N,方向垂直于斜面向上 D.大小为4 N,方向竖直向上 题组四　胡克定律 9.关于弹簧的劲度系数k,下列说法中正确的是　 (　　) A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大 B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关 C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小 D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变大小都无关 10.(多选题)如图所示的拉力器由三根相同的高强度碳素钢丝弹簧、把手等器件组成。一位同学用450 N的力拉该拉力器,在弹性限度内使其伸长了30 cm。则 (　　) A.弹簧弹力越大,劲度系数越大 B.弹簧拉长后,劲度系数变小 C.无论弹簧拉伸或压缩,劲度系数都不变 D.每根弹簧的劲度系数为500 N/m 11.在实验室中,同学将两根相同的轻弹簧串接在一起,下面挂两个相同的钩码,如图甲所示,此时两根轻弹簧的总伸长量为x。若该同学将两个钩码按照图乙方式挂在两轻弹簧上,则两根轻弹簧的总伸长量为 (　　) 　　 A.　　　　B.x　　　　C.x　　　　D.x 12.(多选题)如图所示为一轻质弹簧弹力大小F和长度x的关系图像,根据图像判断,下列结论正确的是 (　　) A.弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为100 N/m C.弹簧的原长为6 cm D.弹力的大小为2 N时,弹簧伸长了2 cm 能力提升练 题组一　弹力有无及方向的判断 1.在图中,a、b均处于静止状态,则a、b间一定有弹力的是 (　　) 2.弹力的方向如图所示,下列图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是 (　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 3.如图所示,撑杆跳高运动员正在跳高,此时杆对运动员的弹力　 (　　) A.方向向下　　　　　　　　B.方向一定沿杆 C.由杆的形变所产生　　　　　　　　D.由手的形变所产生 题组二　胡克定律的应用 4.一根原长10 cm的弹簧,挂上3 N的钩码时弹簧长度变为13 cm,当这根弹簧改挂上6 N的钩码时,弹簧的长度变为 (　　) A.15 cm　　　　B.16 cm　　　　C.23 cm　　　　D.26 cm 5.已知某弹簧原长为16 cm,可拉伸或压缩,其弹力F与伸长量Δl的关系图线如图所示,关于该弹簧的说法正确的是 (　　) A.弹力与弹簧的长度成正比 B.该弹簧劲度系数为1.25 N/m C.当弹簧长度为12 cm时,弹力为5.0 N D.当弹簧受到的拉力为0时,劲度系数为0 6.一个竖直弹簧挂30 N的重物时,弹簧伸长了1.2 cm。若改挂100 N的重物时,弹簧总长为20 cm,弹簧均在弹性限度内,则弹簧的原长为 (　　) A.12 cm　　　　B.14 cm　　　　C.15 cm　　　　D.16 cm 7.脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成,可以做到手脚配合,锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位,深受健身人士的喜爱。如图所示,女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时,每只手拉力大小为120 N时,弹性绳比原长伸长了30 cm。弹性绳的弹力与伸长量成正比,且未超过弹性限度,不计把手和弹性绳重力,下列说法正确的是 (　　) A.把手对弹性绳的拉力是由于弹性绳发生形变产生的 B.弹性绳的劲度系数为400 N/m C.弹性绳的劲度系数为800 N/m D.若每只手的拉力改为80 N,弹性绳长度为20 cm 8.(多选题)如图所示,A、B两木块质量分别为mA=1 kg、mB=3 kg,1、2两轻弹簧的劲度系数均为k=200 N/m,弹簧与两木块均拴接在一起,整个系统静止,重力加速度大小g=10 m/s2。现用力F向上缓慢拉动弹簧1的上端,当物块B恰好离开地面时,下列说法正确的是 (　　) A.拉力F的大小为30 N B.拉力F的大小为40 N C.弹簧1上端向上移动的距离为0.4 m D.弹簧1上端向上移动的距离为0.3 m 9.(多选题)如图甲所示,力F(未画出)变化时弹簧长度不断变化,取水平向左为正方向,得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示,则下列说法正确的是(　　　) 　　 A.弹簧原长为5 cm B.弹簧的劲度系数为400 N/m C.l=10 cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向右 D.l=10 cm时,弹簧对墙壁的弹力大小为20 N 10.如图所示,A、B两木块质量均为m,1、2两轻弹簧的劲度系数均为k,弹簧与木块、弹簧与地面均拴接在一起,整个系统静止。现用力向上缓慢提A木块,直到2弹簧弹力大小变为原来的一半为止,重力加速度为g,在这一过程中A木块移动的距离可能为 (　　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 11.如图所示,A、B两轻质弹簧原长分别为l1和l2,劲度系数分别为k1和k2,竖直地悬挂在天花板上,两弹簧之间连接有一质量为m1的物体,B下端挂着质量为m2的另一物体,整个装置处于静止状态。现用一个平板把下面的物体缓慢向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,重力加速度为g,则 (　　) A.开始时整个装置处于静止状态,B弹簧的伸长量是+ B.此时A弹簧处于压缩状态,B弹簧处于拉伸状态 C.此过程下面物体上升的高度是+ D.此过程上面物体上升的高度是+ 答案与分层梯度式解析 第3章　相互作用 第2节　科学探究:弹力 第1课时　形变和弹力 基础过关练 1.B　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,要恢复原来的状态,给对方施加弹力作用,C、D错误。故选B。 方法技巧　判断弹力的有无,有两个误区:(1)认为两物体只要接触就一定存在弹力,而忽视了弹力产生的另一条件,即发生弹性形变;(2)认为有形变一定有弹力,而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别。 2.ABC　只有P与Q之间相互挤压且发生弹性形变,两者之间才存在弹力。题图A中,假设P、Q间没有弹力,则P受力不平衡,不能保持静止状态,与题矛盾,故A符合题意;题图B中,P、Q放在圆弧形容器中,都有向下滚动的趋势,两球相互挤压,产生弹性形变,则P、Q间存在弹力,故B符合题意;题图C中,P、Q两球重心不在同一水平直线上,相互之间存在挤压,发生弹性形变,两者之间存在弹力,故C符合题意;题图D中,假设P、Q间存在弹力,由于接触面光滑,两球都将运动,与题矛盾,故D不符合题意。 3.BC　跳板和运动员的脚都发生了弹性形变,受到弹力作用,运动员受到的支持力是跳板发生弹性形变而产生的,跳板受到的压力是运动员的脚发生弹性形变而产生的,选项B、C正确。 4.D　支持力是弹力,方向总是垂直于接触面,并指向被支持物,所以斜台给足球的弹力的方向垂直于斜台斜向左上方,故D正确。 5.A　斜面对重物的支持力作用在物体上,垂直斜面(接触面)向上,故A正确,B、C、D错误。故选A。 6.B　弹力方向垂直于接触面,A、C、D错误,B正确。 7.A　设小球质量为m,根据二力平衡,有F1=mg,F2=T2=mg,F3=T3=mg,所以A选项正确。 8.D　以小球为研究对象,小球受到两个力——重力和杆对小球的弹力,根据二力平衡得,弹力的方向竖直向上,大小为4 N,所以D正确。 9.B　弹簧的劲度系数k是由弹簧本身特性(长度、粗细、材料等)决定的,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关,选项B正确。 10.CD　弹簧的劲度系数由弹簧自身的性质决定,与是否有弹力作用无关,故A错误;在弹性限度内,弹簧的劲度系数不变,故B错误,C正确; 由题可知,每根弹簧上的力为F= N=150 N,弹簧的劲度系数为k== N/m=500 N/m 故D正确。故选C、D。 11.B　根据胡克定律可得,按图甲所示连接时,两轻弹簧的总伸长量为x=+=,按图乙所示连接时,两轻弹簧的总伸长量为x'=+=,联立解得x'=x,故选项B正确。 12.BC　由题图可以看出,当弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为x0=6 cm,即弹簧的原长为6 cm,故C正确;由图知,F=2 N时,x=4 cm或8 cm,则弹簧压缩了2 cm,或伸长了2 cm,故D错误;由胡克定律得,弹簧的劲度系数k= N/m=100 N/m,故A错误,B正确。 能力提升练 1.B　判断a、b间有无弹力,要依据弹力产生的两个条件:一是相互接触;二是发生弹性形变。四个选项都满足了接触这一条件,但是否发生了形变难以直接观察,可以利用“假设法”来判断。在A图中,若拿去a球,b球仍静止不动,可知a、b间没有挤压,故a、b间没有弹力。在B图中,若拿去a球,b球将向左运动,可知a、b间存在相互挤压,故a、b间存在弹力。在C图中,若拿去a球,b球仍静止,可知a、b间没有挤压,故a、b间没有弹力。在D图中,若拿去斜面a,b球静止,可知a、b间没有挤压,故a、b间没有弹力。综上可知a、b间一定有弹力的是B图。 归纳总结　形变不明显时对于弹力有无的判断:(1)假设法:可以假设将与该物体接触的物体撤去,看该物体还能否保持原来的运动状态,若能,则无弹力,若不能,则存在弹力;(2)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,如将墙壁、斜面用海绵来替换,将硬杆用轻弹簧来替换等。 2.C　题图A中小球A只受重力和杆的弹力且处于静止状态,由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上,故A错误;题图B中因为右边的绳竖直,如果左边的绳有拉力,则竖直的那根绳就会发生倾斜,所以左边的绳没有拉力,故B错误;题图C中小球A受到竖直墙面的弹力,方向垂直于接触面向左,即水平向左,小球A还受到下方小球的弹力,方向垂直于过两小球接触点的公切面,由下方小球的球心指向小球A的球心,故C正确;题图D中半圆弧对小球A的支持力FN2应指向半圆弧圆心,故D错误。故选C。 3.C　运动员运动状态不能确定,则杆对运动员的弹力方向也不能确定,A、B错误;杆对运动员的弹力是由杆的形变产生的,C正确,D错误。 4.B　设弹簧的劲度系数为k,挂上3 N的钩码时,据平衡条件可得G1=k(l1-l0),解得k=100 N/m,挂上6 N的钩码时,满足G2=k(l2-l0),解得弹簧的长度为l2=16 cm,故选B。 5.C　弹簧产生的弹力和弹簧的形变量成正比,故A错误;弹力F与伸长量Δl的关系图线是一条过原点的直线,可求得弹簧的劲度系数k= N/m=125 N/m,故B错误;当弹簧长度为12 cm时,弹力为F=kΔl=125×(16-12)×10-2 N=5 N,故C正确;弹簧的劲度系数与弹簧的材质有关,与拉力大小无关,故D错误。 6.D　弹簧挂30 N的重物时,伸长了1.2 cm,根据胡克定律,有:F1=kx1 若改挂100 N的重物时,根据胡克定律,有:F2=kx2 联立解得:k===2 500 N/m x2==0.04 m=4 cm 故弹簧的原长为:x0=x-x2=20 cm-4 cm=16 cm 故选D。 7.B　把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的,A错误;根据胡克定律可得2k== N/m,k=400 N/m,B正确,C错误;弹性绳原长度未知,每只手的拉力改为80 N,弹性绳长度不可知,D错误。 8.BC　当物块B恰好离开地面时,对整个系统有F=(mA+mB)g=40 N,故选项A错误,选项B正确;物块B恰好离开地面时,对弹簧1,kx1=(mA+mB)g,x1=0.2 m,对弹簧2,原来压缩量满足kx2=mAg,x2=0.05 m,后来伸长量满足kx2'=mBg,x2'=0.15 m,弹簧1上端向上移动的距离为x=x1+x2+x2'=0.4 m,故选项C正确,选项D错误。 9.BD　当F=0时,弹簧处于自然伸长状态,结合图像可知,弹簧自然长度l0=15 cm,A错误;由胡克定律可得k== N/m=400 N/m,B正确;由题意知,弹簧长度为10 cm时,F方向向左,弹簧处于压缩状态,弹簧对墙壁的弹力水平向左,大小为F=k(l0-l)=400×(0.15-0.10) N=20 N,C错误,D正确。 10.C　根据胡克定律可得,原来1弹簧的压缩量为x01=,弹簧2的压缩量为x02=,若2弹簧弹力大小变为原来的一半且2弹簧处于压缩状态,则此时2弹簧的压缩量为x2=,对B分析可得kx2=mg,所以1弹簧刚好恢复原长,此过程中A木块上升的距离为Δx=x01+(x02-x2)=+(-)=。若2弹簧弹力大小变为原来的一半且2弹簧处于拉伸状态,则此时2弹簧的拉伸量为x2'=,有kx2'=mg,对B分析,知1弹簧的弹力为2mg,此时1弹簧的伸长量为x1'=,此过程中A木块上升的距离为Δx'=x01+x02+x2'+x1'=+++=。综上所述,这过程中A木块移动的距离可能为或。故选C。 11.C　开始时整个装置处于静止状态,A、B两个弹簧的形变量分别为x1=,x2=,故A错误;用平板托起后,两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时,A弹簧处于拉伸状态,B弹簧处于压缩状态,且两弹簧的形变量相等,设该形变量为x,由平衡条件得k1x+k2x=m1g,解得x= 此过程中,下面物体上升的高度是h=(x1-x)+(x2+x)=+,故B错误,C正确; 此过程中,上面物体上升的高度是h1=x1-x=-,故D错误。故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $$