内容正文:
第三章 相互作用——力
1.重力与弹力
A组 教材夯基础
限时15分钟
1.(多选)竖直向上飞行的火箭质量为2×103kg,g取10m/s2,则下列说法中正确的是( )
A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B.火箭重力的方向总是垂直地面向下
C.只有火箭的重心才受到重力的作用
D.火箭重力为2×104N
2.根据图中所给信息和所学知识,下列说法正确的是( )
A.汽车的重心(不包括车上的货物)与装货多少有关
B.汽车的重心(不包括车上的货物)与货物放的位置有关
C.载重汽车的重心(包括车上的货物)与装货多少和货物放的位置有关
D.载重汽车的重心(包括车上的货物)与装货多少和货物放的位置无关
3.如图所示为一空心球,内部装满水,若在其底部扎一小孔,水从中不断流出,则在此过程中,把球和其中的水作为一个整体,其重心( )
A.一直下降
B.一直不变
C.先下降后上升
D.先上升后下降
4.质量均匀的钢管,一端支在光滑的水平地面上,另一端被竖直绳悬挂着,如图所示,下列钢管受到的弹力的示意图中正确的是( )
5.如图所示,一根轻弹簧原长20cm,竖直悬挂。当其下端挂重15N的砝码时(在弹性限度内),量得弹簧长24cm,则该弹簧的劲度系数为( )
A.62.5N/m B.75N/m
C.150N/m D.375N/m
易错易混辨析
6.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。( )
7.重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。( )
8.只要物体相互接触,物体间就存在弹力。( )
9.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。( )
10.两个力的大小都是5N,则这两个力一定相同。( )
B组 单一知识点
限时15分钟
知识点1 重力
11.(多选)一个重20N的物体沿斜面下滑,关于该物体重力的图示,以下四个图中正确的是( )
ABCD
12.(多选)下列关于重力、重心的说法,正确的是( )
A.物体的重心一定与它的几何中心重合
B.重力是地面附近的物体受到地球的吸引而产生的
C.用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,该物体的重心一定在绳子的延长线上
D.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
知识点2 弹力
13.(多选)如图所示,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,一束光依次被这两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点。用手按压两镜之间的桌面,通过观察墙上光点位置的变化可以反映出桌面的微小形变。下列说法正确的是( )
A.手对桌面的弹力是由桌面的形变产生的
B.手对桌面的弹力是由手的形变产生的
C.桌面的形变是非弹性形变
D.桌面的形变是弹性形变
14.(多选)下列四种情境中,物体(球或杆)均处于静止状态,它与外界的接触面(接触点)均光滑,则物体所受弹力示意图正确的是( )
A B
C D
知识点3 胡克定律
15.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=,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.劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大
16.(多选)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度关系的图像如图所示,下列表述正确的是( )
A.b的原长比a的长
B.a的劲度系数比b的小
C.a的劲度系数比b的大
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
C组 综合知识点
限时10分钟
17.在空易拉罐中注入适量的水后,将易拉罐倾斜放置在水平桌面上,结果易拉罐“倾而不倒”,如图所示。下列说法正确的是( )
A.未打开的满装易拉罐也可以“倾而不倒”
B.易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上
C.注入适量水后,易拉罐的重心位置升高了
D.若将注水后的易拉罐水平放置,质量不变,其重心位置也不变
18.如图甲所示,一轻弹簧左端与墙壁相连于O点,作用于右端A点的水平外力F(F未画出)变化时,弹簧长度不断变化,取水平向左为正方向,得到F与弹簧长度l的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧原长为5cm
B.弹簧的劲度系数为4N/m
C.l=10cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向左
D.在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧长度成正比
19.
如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻质弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态。现通过细绳缓慢地将A向上提升距离L1时,B刚要离开地面。若将A加速向上拉起,B刚要离开地面时,A上升的距离为L2,假设弹簧一直在弹性限度范围内,则(重力加速度为g)( )
A.L1=L2=
B.L1=L2=
C.L1=,L2>L1
D.L1=,L2>L1
D组 高考怎么考
限时5分钟
20.(浙江1月选考)如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,水桶可绕水平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间水桶会翻转一次,决定水桶能否翻转的主要因素是( )
A.水桶自身重力的大小
B.水管每秒出水量的大小
C.水流对桶撞击力的大小
D.水桶与水整体的重心高低
21.(山东卷)
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/mB.100N/mC.200N/mD.300N/m
第三章 相互作用——力
1.重力与弹力
A组 教材夯基础
1.AD 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下,火箭的各部分都受到重力的作用,由公式G=mg可计算出火箭重力为2×104N,选A、D。
易错易混 重心不是重力的真实作用点,是重力的等效作用点,重力作用于物体的各个部分。
2.C 汽车的重心(不包括车上的货物)由汽车本身决定,与装货多少以及货物放的位置无关,故A、B错误;载重汽车的重心(包括车上的货物)与装货多少和货物放的位置有关,故C正确,D错误。
3.C 关键点拨 依据质量分布变化的特点分析物体重心的变化特点。
解题思路 装满水的空心球重心在球心,随着水从小孔不断流出,重心位置不断下降,当水快流完时,重心又上升,最后处于球心,所以重心的位置先下降后上升,C正确。
易混易错 把握不准重心位置的决定因素导致出错,要从实际的质量分布变化找出重心变化的特征。
4.D 地面对钢管的支持力方向垂直于水平地面向上,绳对钢管的拉力方向沿绳向上,选D。
5.D 关键点拨 F=kx中x是弹簧伸长(或缩短)的长度,不是弹簧的总长度。
解题思路 弹簧弹力F=15N,弹簧伸长量x=l-l0=(24-20)cm=4cm=0.04m,劲度系数k==N/m=375N/m。
易错易混辨析
6.✕ 7.✕ 8.✕ 9.√ 10.✕
B组 单一知识点
11.AD 重力的大小为20N,方向竖直向下,故A、D正确。
12.BC 只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心,A错误;重力是地面附近的物体受到地球的吸引而产生的,B正确;用一绳子将物体悬挂起来,物体处于静止状态时,物体受重力和拉力而平衡,根据平衡条件,两个力一定等大、反向,重心一定在绳子的延长线上,C正确;物体的重心可能在物体内,也可能在物体外,故D错误。
13.BD 手对桌面的弹力是由手的形变产生的,桌面对手的弹力是由桌面的形变产生的,A错误,B正确;桌面的形变是弹性形变,C错误,D正确。
14.BD A图中的小球若受到左侧顶点处的弹力,小球将向右运动,所以小球只受到水平地面的弹力F1,故A错误。B图中处在杆顶的小球处于静止状态时受到的重力与杆对小球的弹力是一对平衡力,所以杆对小球的弹力的方向与重力的方向相反,为竖直向上,故B正确。C图中小球若受到左上方的拉力F1,则小球将无法处于静止状态,故C错误。D图中杆与半球形容器有两个接触点,左侧为点与球面接触,所以弹力的方向过球心与接触点,方向指向被支持的物体(杆);右侧是点与直杆接触,方向垂直于杆指向杆,故D正确。
规律总结 弹力方向判断中的注意点
(1)弹力方向为施力物体恢复原状的方向;
(2)点与曲面接触时弹力方向垂直于曲面的切线;
(3)杆的形变方向情况较为复杂,一般由物体所处状态确定,如根据二力平衡确定杆的弹力方向。
15.C 弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的,在弹性限度内,同一弹簧的劲度系数一定,与弹力和形变量无关,故A、B错误,C正确;弹力的大小由劲度系数和形变量共同决定,故D错误。
16.AC 根据F=k(l-l0)可知,图线与横轴交点的横坐标表示弹簧的原长,可知b的原长比a的长,A正确;根据图线的斜率表示劲度系数可知,a的劲度系数比b的大,B错误,C正确;弹簧的弹力与形变量成正比,D错误。
C组 综合知识点
17.B 未打开的满装易拉罐的重心不在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上,故A错误;易拉罐受到的重力(方向竖直向下)与桌面对它的支持力大小相等、方向相反,因此易拉罐的重心位置在过易拉罐与桌面接触点的竖直线上,故B正确;注入适量水后,易拉罐下部的质量变大,重心下移,故C错误;将注水后的易拉罐水平放置,易拉罐里的水质量分布改变,其重心位置改变,故D错误。
18.C 当F=0时,弹簧处于自然状态,弹簧原长为15cm,A错误;由胡克定律可得弹簧的劲度系数为k==N/m=400N/m,B错误;由图乙可知,l=10cm时,水平外力F是正值,方向水平向左,弹簧处于压缩状态,因此弹簧对墙壁的弹力方向水平向左,C正确;在弹性限度内,由胡克定律可知,弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,D错误。
19.B 开始时A、B都处于静止状态,弹簧的弹力大小等于A的重力大小,弹簧的压缩量为x=;无论A怎样运动,B刚要离地时,弹簧的弹力大小都等于B的重力大小,弹簧的伸长量为x'=;由于两种情况下,弹簧都由被压缩x变为被拉长x',所以A上升的距离L1=L2=,故B正确。
知识归纳
计算弹簧弹力大小的两种方法
公式法
利用胡克定律F=kx计算。适用于弹簧、橡皮筋等物体弹力的计算
平衡法
利用二力平衡计算
D组 高考怎么考
20.D 水管不断向桶注水,使桶与水整体的重心位置变化,致使受力不平衡,桶翻转,故D正确。
21.B 设托盘和盘子的总重力为G,每根弹簧的伸长量为x,则由平衡条件可得3kx=G,取走一个盘子稳定后有3k(x-Δx)=G-mg,联立得k==N/m=100N/m,故选B。
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