3.2 弹力 同步练习 -2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

2. 弹力的性质 一、必备知识基础 题组一　弹力的产生和方向 1.如图所示,关于书和桌面所受弹力,下列说法正确的是(　　) A.桌面发生了形变,为了恢复原状,给书向下的支持力 B.桌面发生了形变,为了恢复原状,给桌面向下的压力 C.书发生了形变,为了恢复原状,给书向上的支持力 D.书发生了形变,为了恢复原状,给桌面向下的压力 2.如图所示,球或棒处于静止状态,则光滑接触面对球或棒的弹力分析正确的是(　　) 题组二　弹力的大小 3.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力为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力(　　) A.大小为2 N,方向平行于斜面向上 B.大小为1 N,方向平行于斜面向上 C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2 N,方向竖直向上 4.如图所示,四根完全相同的轻质弹簧,它们的上端受到大小均为F的拉力作用,而下端的情况各不相同:①弹簧的下端挂物体静止在空中;②弹簧的下端挂物体在空中匀速下降;③弹簧的下端固定在水平地面上;④弹簧的下端施以同样大小的拉力F。以x1、x2、x3、x4依次表示四根弹簧的伸长量,则(　　) A.x1>x2 B.x3<x4 C.x1=x4 D.x2<x3 5.(多选)弹簧拉力器是一种适合大众的健身器材。如图的弹簧拉力器由四根完全相同的弹簧组成。某人用400 N的水平拉力将弹簧拉力器从50 cm拉伸至150 cm(未超出弹性限度、且未与身体其他部位接触),下列说法正确的是(　　) A.每根弹簧的劲度系数为400 N/m B.若将弹簧换为硬弹簧,则拉伸至同样长度需要更大的力 C.拉伸过程中弹簧的劲度系数随弹簧长度的增加而增大 D.若将弹簧拉力器的一端固定后再水平拉伸至同样长度,另一端仍需施加400 N的水平拉力 二、关键能力提升 6.探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图如图所示,下列说法正确的是(　　) A.弹簧的劲度系数是2 N/m B.弹簧的劲度系数是2×103 N/m C.当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧总长度x2=40 cm D.当弹簧伸长量x1=2 cm时,弹簧产生的拉力F1=400 N 7.(多选)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 8.(多选)如图所示,a、b为两根相连的轻质弹簧,它们的劲度系数分别为ka=1.0×103 N/m,kb=2.0×103 N/m,原长分别为la=6 cm,lb=4 cm,在弹簧下端挂一物体G,物体受到的重力为10 N,在平衡时(　　) A.弹簧a下端受到的拉力为4 N,b受到的拉力为6 N B.弹簧a下端受到的拉力为10 N ,b受到的拉力为10 N C.弹簧a的长度为7 cm,b的长度为4.5 cm D.弹簧a的长度为6.4 cm,b的长度为4.3 cm 9.(多选)两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起,a弹簧的一端固定在墙上,如图所示。开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧。已知a弹簧的伸长量为L,则(　　) A.b弹簧的伸长量也为L B.b弹簧的伸长量为L C.P端受到向右的拉力为k1L D.P端受到向右的拉力为2k1L 三、核心素养拔高 10.“蹦极”是一种非常刺激的户外休闲运动,人从水面上方某处的平台上跳下,靠自身所受的重力自由下落,被拉伸的蹦极绳会产生向上的力,把人拉上去,然后人再下落。正是在这上上下下的运动中,蹦极者体会到惊心动魄的刺激,如图所示。设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m。质量为50 kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3 000 N,已知此人静止在空中时,蹦极的橡皮绳长度为17.5 m,橡皮绳的弹力与伸长的关系遵循胡克定律。g取10 N/kg。求: (1)橡皮绳的劲度系数。 (2)橡皮绳的上端悬点离下方水面至少为多高? 参考答案 1.D　桌面发生了形变,为了恢复原状,给书向上的支持力,故A、B错误;书发生了形变,为了恢复原状,给桌面向下的压力,故C错误,D正确。 2.A　A项中球受到墙壁的弹力和台阶的弹力,两个弹力都与接触面垂直,所以墙壁的弹力垂直于墙壁向右,台阶对球的弹力通过球心,故A正确;B项中,假设斜面对小球有弹力,则小球受到重力、地面向上的弹力和斜面斜向下的弹力,三个力的合力不为零,则小球将向右滚动,与题意不符,故斜面对小球没有弹力,小球只受地面向上的弹力,故B错误; C项中,槽对杆的底端存在弹力,且方向应指向球心,故C错误; D项中,假设斜面对小球有弹力,则小球受到重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的支持力,三个力的合力不为零,则小球将向左摆动,与题意不符,故斜面对小球没有弹力,故D错误。 3.D　小球在重力和杆的支持力的作用下处于静止状态,由二力平衡可知,杆对小球的弹力与重力等大、反向,故D正确。 4.C　由于四根轻质弹簧完全一致,且一端拉力均为F,根据弹簧弹力的决定式F=kx,四根弹簧形变量均相同,故C正确。 5.BD　某人用400 N的水平拉力将弹簧拉力器从50 cm拉伸至150 cm,每根弹簧的拉力F==kΔx,解得k=100 N/m,故A错误;若将弹簧换为硬弹簧,劲度系数变大,根据F'=k'Δx可知,拉伸至同样长度需要更大的力,故B正确;弹簧的劲度系数由弹簧自身决定,与弹簧长度无关,故C错误;若将弹簧拉力器的一端固定后再水平拉伸至同样长度,每根弹簧弹力仍是100 N,根据平衡条件可知,另一端仍需施加400 N的水平拉力,故D正确。 6.B　由F=kx得弹簧的劲度系数k= N/m=2×103 N/m,A错误,B正确。弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧伸长量为40 cm,弹簧的总长度不能确定,C错误。弹簧伸长量为2 cm时,弹簧产生的拉力F=kx=2 000×0.02 N=40 N,D错误。 7.BD　根据图像可知,当F=0时,弹簧处于自然伸长状态,即自然长度l0=15 cm,故A错误;由胡克定律可得k= N/m=400 N/m,故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,故C错误,D正确。 8.BC　对物体受力分析,受重力和弹簧b的拉力,根据二力平衡可得Fb=10 N,再对b弹簧和物体的整体分析,受重力和弹簧a的拉力,根据二力平衡可得Fa=10 N,故A错误,B正确;根据胡克定律F=kx,可得弹簧a和弹簧b伸长量分别为Δxa= m=0.01 m=1 cm,Δxb= m=0.005 m=0.5 cm,故a弹簧长度变为la'=la+Δxa=7 cm;b弹簧长度变为lb'=lb+Δxb=4.5 cm,故C正确,D错误。 9.BC　两根弹簧串联,弹力大小相等,根据胡克定律可得k1L=k2L2,解得b弹簧的伸长量为L2=L,故A错误,B正确;b弹簧静止,根据平衡条件可知P端受到向右的拉力大小等于轻质弹簧a、b间弹力大小,等于k1L,故C正确,D错误。 10.解析 (1)人静止于空中时,橡皮绳的拉力F1=500 N 而F1=k(l-l0),所以橡皮绳的劲度系数 k= N/m=200 N/m。 (2)设橡皮绳拉力最大时,绳长为l' 据胡克定律F2=k(l'-l0)得 l'=+l0= m+15 m=30 m。 答案 (1)200 N/m　(2)30 m 学科网（北京）股份有限公司 $