第4讲 重力 弹力 跟踪训练 -2027届高三物理一轮复习

第4讲　重力　弹力 跟踪训练 基础对点练 1． 选择题： 对点1　重力与重心 1．关于重力及重心，下列说法正确的是( ) A．一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力 B．根据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大 C．物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下 D．物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变 2．小明在参观科技馆时观察到有一个十分有趣的“锥体上滚”实验。如图所示，将一个双圆锥体轻轻放在倾斜轨道的底端，就会看到它似乎在向“上”滚去，关于锥体的运动，下列说法正确的是( ) A．双圆锥体的重心在锥体的外部，不在锥体上 B．在双圆锥体上滚的过程中，锥体的重心在向上运动 C．双圆锥体上滚实验中，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的 D．当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最低处；当双锥体在轨道最高处时，它的重心在最高处 对点2　弹力的理解　弹力有无及方向的确定 3．如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的轻质细绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静止，一起在水平面上运动，下列说法正确的是( ) A．细绳一定对小球有拉力 B．轻弹簧一定对小球有弹力 C．细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力 D．细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力 4．足球运动有“世界第一运动”的美誉，是全球体育界最具影响力的单项体育运动。如图所示为四种与足球有关的情景，下列说法正确的是( ) A．甲图中，静止在水平草地上的足球受到的支持力就是它所受的重力 B．乙图中，静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会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 对点3　胡克定律　弹力的计算 5．如图所示，一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻弹簧，小球处于静止状态，图中虚线画出了杆对小球的作用力方向的可能情况，下列分析正确的是( ) A．F1和F2均可能正确，且F1一定大于F2 B．F2和F3均可能正确，且F2一定大于F3 C．F3和F4均可能正确，且F3一定大于F4 D．只有F2是可能正确的，其余均不可能正确 6．如图所示，某创新实验小组制作了一个半径为8 cm的圆环，将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点，另外一端连接于同一点，结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了6 cm。已知轻弹簧的原长为8 cm，矿泉水的重力为6 N，则弹簧的劲度系数为( ) A．500 N/m B． N/m C．5 N/m D． N/m 7．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300 g，相邻两盘间距为1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为( ) A．10 N/m B．100 N/m C．200 N/m D．300 N/m 8．如图所示为一种倾斜放置的装取台球的装置，圆筒底部有一轻质弹簧，每个台球的质量均为m，半径均为R，圆筒的内径略大于台球的直径。当将筒口处台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。若圆筒与水平面之间的夹角为θ，重力加速度为g，忽略球与筒间的摩擦力。则弹簧的劲度系数为( ) A． B． C． D． 9．(多选)口罩是一种卫生用品，为了佩戴舒适，口罩两边的弹性绳的劲度系数比较小。某同学将弹性绳拆下，当弹性绳下端悬挂一块橡皮擦时，弹性绳的长度为30 cm，悬挂两块相同的橡皮擦时，弹性绳的长度为40 cm，如图所示。当弹性绳下端悬挂一支笔时，弹性绳的长度为35 cm。若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内，不计弹性绳受到的重力，则下列说法正确的是( ) A．弹性绳的原长为20 cm B．弹性绳的劲度系数为10 N/m C．一支笔受到的重力是一块橡皮擦受到的重力的1.5倍 D．将一块橡皮擦和一支笔一起挂在弹性绳下端时，弹性绳长45 cm 综合提升练 1． 选择题： 10．(多选)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以确定( ) A．弹簧的原长为10 cm B．弹簧的劲度系数为200 N/m C．弹簧伸长15 cm时，弹力大小为10 N D．弹簧伸长15 cm时，弹力大小为30 N 11．(多选)如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧1，竖直地固定在桌面上，上面压一质量为m的物体，弹簧1上、下端分别与物体和桌面相连；另一劲度系数为k的轻质弹簧2竖直固定在物体的上表面。要想使物体在静止时，物体下面弹簧1的弹力大小减为原来的，则应将弹簧2的上端A竖直向上缓慢移动的距离可能是(已知两根弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g)( ) A． B． C． D． 2． 计算题： 12．(2025·河北石家庄高三质检)如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态。已知重力加速度为g，忽略一切摩擦。 (1)求物体B对地面的压力； (2)把物体C的质量改为5m，这时，C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度。 参考答案： 1.解析　D由于物体放在水中时，受到向上的浮力，因此弹簧的拉伸形变减小，弹簧测力计的示数减小，但物体的重力并不改变，故A错误；当两物体所处的地理位置不同时，g值不同，质量大的物体的重力不一定大，故B错误；重力的方向是竖直向下的，故C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变，故D正确。 2.解析 C 锥体上滚的原理是重心运动，虽然看到的现象好像是锥体在上滚，但是从侧面观察的话锥体重心其实是下移的，B错误，C正确。锥体的重心在锥体的内部几何中心上，不在锥体外部，重心的具体位置在锥体的中心轴的中间，A错误。双圆锥体放在轨道的低处时，放手后它会向轨道高处滚动，这是因为当双圆锥体在轨道的最低处时，它的重心在最高处；当双圆锥体在轨道最高处时，它的重心却在最低处，D错误。 3.解析D　当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此时细绳的拉力FT＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，细绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确，A、B、C错误。 4.解析　C题图甲中，静止在水平草地上的足球受到的支持力，与重力平衡，但支持力不是重力，故A错误；题图乙中，若静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会受到相互作用的弹力，则足球在水平方向上只受到这个弹力，不会静止，故B错误；题图丙中，踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到重力、支持力和人脚的压力3个力的作用，故C正确；题图丁中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，故D错误。 5.解析 B 小球处于静止状态，所受合力为零，杆对小球的作用力方向不可能是F1，故A错误；当弹簧的弹力为零时，杆对小球的作用力方向是F3，由平衡条件知F3＝mg，故D错误；当弹簧处于伸长状态时，杆对小球的作用力方向可能是F2，则F2大小等于重力和弹力的合力，所以F2＞mg＝F3，故B正确；当弹簧处于压缩状态时，杆对小球的作用力方向可能是F4，但F4一定大于F3，故C错误。 6.解析 B　由几何关系可知每根弹簧此时的长度为l＝＝10 cm，此时每根弹簧与竖直方向夹角的正切值为tan θ＝＝，可知θ＝53°，由平衡条件可知3k(l－l0)cos 53°＝G，可得k＝ N/m，故选B。 7.解析　 B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的距离，则有mg＝3·kx，解得k＝100 N/m，故选B。 8.解析A小球整体处于平衡状态，对最上面的小球受力分析，沿筒轴线方向受力平衡有mg sin θ＝ΔF＝k·2R，解得k＝，故选A。 9.解析　 ACD设弹性绳的原长为l0，当悬挂一块橡皮擦时，有mg＝k(l1－l0)　①，当悬挂两块橡皮擦时，有2mg＝k(l2－l0)　②，当悬挂一支笔时，有m′g＝k(l3－l0)　③，由①②得l0＝20 cm，由于橡皮擦的重力未知，所以弹性绳的劲度系数求不出具体数值，故A正确，B错误；由①③得＝＝1.5，故C正确；将一块橡皮擦和一支笔一起挂在弹性绳下端时，设弹性绳长为l4，有mg＋m′g＝k(l4－l0)　④，由以上各式联立得l4＝45 cm，故D正确。 10.解析　 ABD当弹簧弹力为零时，弹簧处于原长，则原长为10 cm，故A正确；当弹簧的长度为5 cm时，弹簧弹力为10 N，此时弹簧的压缩量x＝10 cm－5 cm＝5 cm＝0.05 m，根据胡克定律F＝kx得k＝ N/m＝200 N/m，故B正确；当弹簧的伸长量x′＝15 cm＝0.15 m时，根据胡克定律得F′＝kx′＝200×0.15 N＝30 N，故C错误，D正确。 11.解析 AD 初始时刻弹簧1处于压缩状态，弹簧1的压缩量x1＝，弹簧2处于原长。最终时刻有两种可能性，情况1：当弹簧1的弹力大小减小为原来的时，弹簧1仍处于压缩状态，其压缩量x1′＝，弹簧2处于伸长状态，弹簧2的伸长量x2＝＝，则A端竖直向上移动的距离d＝(x1－x1′)＋x2＝；情况2：当弹簧1的弹力大小减为原来的时，弹簧1处于拉伸状态，其伸长量为x1″＝，弹簧2处于伸长状态，弹簧2的伸长量x2′＝＝，则A端竖直向上移动的距离d＝(x1＋x1″)＋x2′＝，故选AD。 12.[答案]　(1)4mg　(2) [解析]　(1)对AB整体：mg＋FN＝5mg，所以FN＝4mg。 (2)对C：FT＝5mg， 对A：FT＝Fk＋2mg， 所以Fk＝3mg即kx1＝3mg，x1＝ 开始时，通过对A受力分析可知，弹簧弹力大小为mg，弹簧的压缩量为x2， 则kx2＝mg，x2＝ 所以A上升的高度为hA＝x1＋x2＝。 学科网（北京）股份有限公司 $