内容正文:
课时作业(八) 重力与弹力
基础对点练
考点一 重力和重心
1.关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力的施力物体是地球
B.重力的方向总是垂直向下
C.把同一物体从北京移到广州重力大小不变
D.把物体放在水平支持物上,静止时物体对水平支持物的压力就是物体受到的重力
【解析】 重力的施力物体是地球,故A正确;重力的方向总是竖直向下而不是垂直向下,故B错误;北京与广州重力加速度不同,由G=mg可得同一物体从北京移到广州,重力大小发生变化,故C错误;重力和压力是不同性质的力,把物体放在水平支持物上,物体处于平衡态时物体对水平支持物的压力大小等于物体受到的重力大小,故D错误。故选A。
【答案】 A
2.关于重力、重心的说法正确的是( )
A.风筝升空后,越升越高,说明风筝受到的重力越来越小
B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
C.舞蹈演员在做各种优美动作的时候,其重心位置不断变化
D.浸入水中的物体所受的重力会减小
【解析】 风筝升空后,越升越高,不能说明重力越来越小,故选项A错误;质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在其几何中心上,但不一定在物体上,如均匀圆环、均匀球壳等的重心均不在物体上,故选项B错误;舞蹈演员做各种优美动作时,其形状在变化,重心位置会相应变化,故选项C正确;物体所受的重力与其是否浸入水中无关,故选项D错误。
【答案】 C
3.如图所示,一个空心均匀球壳里面注满水,球的正下方有一个小孔,在水由小孔慢慢流出的过程中,空心球壳和水的共同重心将会( )
A.一直下降 B.一直上升
C.先升高后降低 D.先降低后升高
【解析】 当注满水时,球壳和水的重心均在球心,故它们共同的重心在球心。随着水的流出,球壳的重心虽然仍在球心,但水的重心逐渐下降,开始一段时间内,球壳内剩余的水较多,随着水的重心的下降,球壳和水共同的重心也下降;后来一段时间内,球壳内剩余的水较少,随着水的重心的下降,球壳和水共同的重心却升高;最后,水流完时,重心又回到球心。故球壳和水的共同重心先降低后升高,D选项正确。
【答案】 D
4.跳高运动员在如图所示的四种过杆姿势中,重心最接近甚至低于横杆的是( )
【解析】 四种过杆姿势中,前三种过杆时重心均在横杆之上,而背越式过杆时,头、躯干、腿依次过杆,身体的大部分与杆接近,甚至低于杆。选项D正确。
【答案】 D
考点二 弹力的概念及弹力的方向
5.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。如图为四种与足球有关的情况。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就是它所受的重力
B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用
D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
【解析】 甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力大小等于重力大小,但由于两者不是同一个力,所以不能说弹力就是重力,A错误;乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球之间如果存在弹力,则在水平方向上合力不为零,不能处于静止状态,所以两足球间没有弹力存在,B错误;踩在脚下且静止在水平草地上的足球受到重力、支持力及人脚的压力的作用,故可能受到3个力的作用,C正确;由于网的形变,而使球受到了弹力,D错误。
【答案】 C
6.下列关于弹力的说法中正确的是 ( )
A.只要两个物体接触就一定有弹力产生
B.轻杆一端所受弹力的作用线一定与轻杆方向垂直
C.压力和支持力的方向总是垂直于接触面
D.形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大
【解析】 两个物体相互接触,如果没有相互挤压,就不会产生形变,也就不会产生弹力,故A错误;轻杆一端所受弹力的作用线可以沿任意方向,不一定与杆相互垂直,故B错误;压力和支持力的方向总是垂直于接触面,故C正确;弹簧的弹力的大小取决于形变量和劲度系数两个因素,所以形变大的物体产生的弹力不一定比形变小的物体产生的弹力大,故D错误。
【答案】 C
7.下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法( )
A.极限法 B.放大法
C.控制变量法 D.等效替代法
【解析】 图甲是利用光的多次反射将桌面的微小形变放大,图乙是利用细管中液面的变化反映玻璃瓶的微小形变,都应用了放大法,故选B。
【答案】 B
8.(多选)下列说法正确的是( )
A.书放在水平桌面上受到的支持力,是书发生了微小形变而产生的
B.用细木棍拨动浮在水中的圆木,圆木受到的弹力是细木棍发生形变而产生的
C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向
D.斜面上的物体受到的支持力竖直向上
【解析】 弹力是发生弹性形变的物体对对方施加的力,书放在水平桌面上受到的支持力,是桌面发生了微小形变而产生的,A错误,B正确。弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体,绳类柔软物体的弹力方向指向绳类物体收缩的方向,C正确,D错误。
【答案】 BC
9.下列情境中关于球所受弹力的描述,正确的是( )
A.甲图中,反弹出去的篮球在空中运动时,受到沿运动方向的弹力作用
B.乙图中,竖直细线悬挂的小球静止在光滑斜面上时,受到沿细线向上的拉力及垂直斜面的支持力
C.丙图中,静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力
D.丁图中,静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力
【解析】 甲图中,反弹出去的篮球在空中运动时,受到重力和空气阻力的作用,不受沿运动方向的弹力作用,故A错误;乙图中,竖直细线悬挂的小球静止在光滑斜面上时,受到沿细线向上的拉力及竖直向下的重力,不受垂直斜面的支持力,故B错误;丙图中,静止在墙角的篮球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,故C正确;丁图中,静止在杆顶端的铁球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力,故D错误。
【答案】 C
10.(多选)在光滑半球形容器内,放置一细杆,细杆与容器的接触点分别为A、B两点,如图所示。关于细杆在A、B两点所受支持力的说法,正确的是( )
A.A点处方向指向球心,是由于容器的形变产生的
B.A点处方向垂直细杆向上,是由于容器的形变产生的
C.B点处方向垂直细杆向上,是由于容器的形变产生的
D.B点处方向竖直向上,是由于细杆的形变产生的
【答案】 AC
考点三 胡克定律
11.关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是( )
A.因胡克定律可写成k=,由此可知弹力越大,劲度系数越大
B.在弹性限度内,弹簧拉长一些后,劲度系数变小
C.在弹性限度内,无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变
D.劲度系数大的弹簧能够产生更大的弹力
【解析】 弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,不同弹簧k一般不同,同一弹簧k一定,与弹力和形变量无关,故选项C正确,A、B错误;弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定,选项D错误。
【答案】 C
能力综合练
12.如图所示,A、B两物体的重力大小分别是GA=3 N,GB=4 N。A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧的弹力大小F=2 N,则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是( )
A.5 N和6 N B.5 N和2 N
C.2 N和6 N D.1 N和2 N
【解析】 如果弹簧处于被拉伸的状态,它会有收缩到原长的趋势,会向下拉A,向上提B,则对物体A、B分别有FT=GA+F=5 N,FN=GB-F=2 N;如果弹簧处于被压缩的状态,它会有向两端伸长恢复原长的趋势,会向上推A,向下压B,则有FT′=GA-F=1 N,FN′=GB+F=6 N,选项B正确。
【答案】 B
13.三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图,其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止。现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10 m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是( )
A.4 cm B.6 cm
C.8 cm D.10 cm
【解析】 开始时q弹簧处于压缩状态,由胡克定律可知,此时q弹簧压缩了2 cm。c木块刚好离开水平地面时,轻弹簧q中的拉力为10 N,由胡克定律可知,轻弹簧q伸长2 cm;轻弹簧p中的拉力为20 N,由胡克定律可知,轻弹簧p伸长4 cm;该过程p弹簧的左端向左移动的距离是2 cm+2 cm+4 cm=8 cm,选项C正确。
【答案】 C
14.图中各物体均处于静止状态。请用力的示意图画出图中小球A所受弹力的情况。
【答案】
15.如图所示,两木块质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块m1压在弹簧k1上(但不拴接),两弹簧与下面木块m2相连,下面弹簧k2竖直固定在水平地面上,整个系统处于静止状态。现缓慢向上提上面的木块m1,直到它刚离开上面弹簧k1,求在此过程中:下面木块m2移动的距离和上面木块m1移动的距离。
【答案】 m1g
【解析】 设未提木块m1时两弹簧的压缩量分别为x1、x2,根据二力平衡和胡克定律,
对弹簧k1有是k1x1=m1g①
对弹簧k2有k2x2=k1x1+m2g②
当木块m1离开弹簧k1时,弹簧k2压缩量变为x2′,对弹簧k2有k2x2′=m2g③
由①②③解得:
x1=,x2=,x2′=
木块m1向上移动的距离为
h1=x1+x2-x2′=m1g;
木块m2向上移动的距离为
h2=x2-x2′=
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