3.1重力与弹力 暑假自学 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册（精品讲义+教材习题+分层演练）

第三章第1节【重力与弹力】（原卷版） 教材◆课后习题答案 1、（1）答案：见解析 解析：解：玻璃杯从桌子上掉下，在重力作用下，运动得越来越快；被掷出去的铅球，在重力作用下沿曲线落向地面：蹦床在人的压力作用下向下凹；橡皮筋在拉力作用下变得细长。 （2）答案：见解析 解析：人坐在凳子上，人对凳子有一个压力，该力的施力物体是人，受力物体是凳子。 2.答案：见解析 解析：解：首先求出各个物体所受的力，再画出力的图示，如图所示。 3.答案：见解析 解析：首先作图把均匀等厚三角形纸板的三条中线的交点C找出来，然后用细线悬吊三角形纸板的任意位置，看悬线的延长线是否通过C点。 4.答案：见解析 解析：解：钢管受到三个力的作用：重力G、地面的支持力、绳的拉力。重力G的施力物体是地球，地面的支持力的施力物体是地面，绳的拉力的施力物体是绳。受力示意图如图所示。 5.答案：见解析 解析：解：如图所示装置：取一只扁玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡胶塞封口，按压玻璃瓶“扁”面时，玻璃瓶发生微小形变，容积减小，水受挤压上升，松开手后，形变恢复，水面落回原处。 6、（1）答案：见解析 解析：解：各物理量采用国际单位制单位，数据见下表，再根据表中数据描点并连线，如图所示。 弹簧伸长量 弹力 0 0 0.012 0.30 0.023 0.60 0.035 0.90 0.046 1.20 0.058 1.50 （2）答案：见解析 解析：根据图像（或表中数据）可知：劲度系数。 7.答案：见解析 解析：解：装置如图甲所示，容器可选用一个水桶，水桶的上部开口大，下部小，支架放在水桶空桶时重心略偏上的位置，水桶可以绕支架旋转。没有水时，桶口向上，可以接住水龙头流出的水，当水慢慢增多时，重心上移，重心超过支架时，桶会发生翻转，把桶里的水倒出来，冲洗排污沟，水倒出后，重心又下移到原来的位置，水桶口向上，又恢复到接水的状态。如此往复。 水上乐园里面经常见到此种形式水桶（图乙），古代的汲水器（图丙）也是采用重心变化进行汲水的。 题型解析◆精准备考答案 题型1； 重力、重心的理解 1．【答案】C 【详解】A．重力的方向竖直向下，不一定指向地心，A错误； B．一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为受到的重力作用集中于一点（重心），B错误； C．任何力都有施力物体，重力的施力物体是地球，C正确； D．地球附近的任何物体都受重力作用，选项D错误。 故选C。 2．【答案】C 【详解】A．重力是因为地球的吸引而产生的，但重力只是地球对物体的吸引力的一部分，故A错误； B．运动的物体仍受重力作用，故B错误； C．同一物体在地球上不同位置，重力加速度大小可能不同，受到的重力可能不同，故C正确； D．重力方向竖直向下，故D错误。 故选C。 题型2；力的图示 3．【答案】AD 【详解】重力的方向总是竖直向下的，与物体的运动状态无关；重力的大小也与物体的运动状态无关。故BC错误、AD正确。 故选AD。 4．【答案】 【详解】重力方向竖直向下，图示如图 题型3；弹力的理解及分析 5．【答案】B 【详解】A．根据弹力产生的条件可知，运动员在整个过程中受到踏板的支持力方向总是垂直于接触面向上，并不总是竖直向上，故A错误； B．运动员和踏板由A向C运动过程中，踏板的形变量越来越大，则踏板对运动员的弹力越来越大，故B正确； C．运动员受到的支持力，是踏板发生形变而产生的，故C错误； D．踏板发生形变，运动员的脚也发生了形变，故D错误。 故选B。 6．【答案】A 【详解】图甲、乙中P、Q尽管接触，P与Q之间没有相互挤压，没有发生弹性形变，不存在弹力，假如存在弹力，Q球将发生滚动，所以Q球只受支持力；丁图中只有竖直线对Q球有拉力作用，丙图中绳子和斜面对小球Q都有弹力作用。 故选A。 题型4； 胡克定律 7．【答案】A 【详解】在重物下再挂500克的重物后，重物处于平衡状态，所挂重物重力等于弹力，弹簧形变量为 Δx=58.00cm-33.00cm=25.00cm=0.25m 根据胡克定律可得 解得 k=20N/m 故选A。 8．【答案】D 【详解】图中，A弹簧测力计受到向右的拉力作用，对重物受力分析知 则示数为1N；同理， B弹簧测力计两端受的拉力都是1N，示数也应为1N。根据得 所以A和B的弹簧伸长量均为1cm。 故选D。 实战演练答案以及解析 1.答案：B 解析：根据胡克定律的推论得，代入数据解得，B正确. 2.答案：D 解析：A.在弹性限度内，弹性绳的伸长量与受到的拉力成正比，故A错误； B.弹性绳的劲度系数是由弹性绳本身的性质决定的，与弹性绳受到的拉力的大小无关，故B错误； D.根据胡克定律得 解得每根弹性绳的劲度系数为 故D正确； C.若对拉力器的拉力变为60N，则弹性绳伸长量 由于弹性绳原长未知，所以弹性绳此时的长度不可求，故C错误。 故选D。 3.答案：C 解析：A.静止在地面上的足球，对地面的压力作用在地面上，而重力作用于球上，故A错误； B.静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触，若没有弹性形变，则没有受到相互作用的弹力，故B错误； C.足球被踢起过程中，足球受到的弹力是由于鞋发生形变而产生的，故C正确； D.被踢出在空中运动的足球受到重力和空气阻力两个力的作用，故D错误。 故选C。 4.答案：A 解析：A.在地面附近，重力的方向总是竖直向下，物体的重力与物体的运动状态无关，物体静止时与运动时，其重力大小是不变的，选项A正确；B.由可知，物体的重力大小跟质量成正比，重力的方向总是竖直向下，选项B错误；C.重力方向总是竖直向下的，不一定与支持物体的支持面垂直，例如物体在斜面上，重力与斜面不垂直，故C错误；D重力的方向是竖直向下的，选项D错误， 5.答案：C 解析：A.相互接触的两物体若不产生弹性形变,则不会产生弹力,选项A错误； B.根据弹力产生的条件可知,不接触的物体不能产生弹力,选项B错误； C.物体有弹力说明物体一定发生了弹性形变，选项C正确； D.物体形变的方向与产生弹力的方向相反,选项D错误。 故选C。 6.答案：A 解析：设弹簧原长为，由胡克定律可得 联立解得故选A。 7.答案：B 解析：A.全红婵所受重力大小等于她对跳板的压力大小，但是重力与压力是不同性质的力，故A错误； B.跳台对陈宇汐的支持力方向始终竖直向上，故B正确； C.全红婵对跳台的压力是由全红婵脚底的形变产生的，故C错误； D.离开跳台后，陈宇汐上升到最高点时依然受到重力，故D错误。 故选B。 8.答案：C 解析：根据胡克定律可知，弹簧的弹力 根据平衡条件可知，待测物体的重力大小为 故选C。 9.答案：C 解析：当手机如图所示放置时，重心离地面最高，最大高度为故选C。 10.答案：D 解析：A.重力是地球对物体的吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的吸引力，故A错误； B.高纬度地区的重力加速度比低纬度地区的重力加速度大，同一物体在赤道受到的重力小于在北极受到的重力，故B错误； C.重力的方向总是竖直向下，考虑到地球是圆的，所以物体在地球上不同的地方所受的重力方向不一定相同，故C错误； D.根据可知，由于不同纬度的重力加速度不相等，所以两个物体相比较，质量较大的物体重力不一定较大，故D正确。 故选D。 11.答案：B 解析：AB.钢管平放在水平地面上，重心在其中心位置，将其竖直立起重心在距离地面处，故钢管重心上升的高度为。故A错误，B正确； CD.地面对钢管的弹力方向始终垂直地面向上。故CD错误。 故选B。 12.答案：B 解析：A.足球形状规则、质量分布均匀，故重心在球心上，故A错误； B.落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变，球网是此弹力的施力物体，故B正确； C.足球受到的重力是地球施加的，故C错误； D.运动员踢足球时，脚对足球有力的作用，足球对脚部也有力的作用，施力物体同时也是受力物体，故D错误。 故选B。 13.答案：B 解析：令弹簧原长为2，当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，根据胡克定律有 当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，根据胡克定律有 结合题中数据解得 故选B。 14.答案：A 解析：根据胡克定律可得根据平行四边形定则可知，口罩带对单侧耳朵的作用力大小为故选A。 15.答案：C 解析：由胡克定律，可得 解得 重为9N的物体挂在弹簧的下端时，有 解得 故ABD错误;C正确。 故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章第1节【重力与弹力】（原卷版） 学习目标 1．了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向，理解重心的概念及影响因素，会用二力平衡知识确定重心。 2.会作力的图示和力的示意图。 3.知道形变、弹力的定义及弹力产生的条件，会判断弹力的有无及方向。 4.认识弹性形变和弹性限度，掌握胡克定律，并能解决有关问题。 洞悉◆教材知识 知识点1 重力 1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。重力的施力物体为地球。 2．大小：物体受到的重力G与物体质量m的关系是G＝mg，其中g是自由落体加速度。重力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。 3．方向：竖直向下。 4．作用点——重心 (1)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心。 (2)重心的位置 质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关。质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。 知识点2力的表示方法 力的两种表示方法 (1)力的图示：力可以用有向线段表示。有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点。这种表示力的方法，叫作力的图示。 (2)力的示意图：表示力时，不需要准确标度力的大小，只需画出力的作用点和方向，这种表示力的方法，叫作力的示意图。 知识点3 弹力 1．接触力：物体与物体接触时发生的相互作用。我们通常所说的拉力、压力、支持力等都是接触力。接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力。 2．形变：物体在力的作用下形状或体积发生的改变。 【学霸思维】：任何物体受力时都会发生形变，只是有的情形下物体的形变比较明显，可以直接观察到；有的情形下物体的形变很小，不易被觉察。 3．弹力 (1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。 (2)方向 ①压力和支持力的方向跟接触面垂直。 ( 洞悉 教材 )②绳子的拉力沿着绳子而指向绳子收缩的方向。 ( 1 ． 弹力的产生条件 (1)物体间相互接触； (2)接触面相互作用发生形变 ， 且要恢复原状。 2 ． 弹力的方向 弹力的方向由施力物体形变的方向决定 ， 弹力的方向总与施力物体形变的方向相反。 例如物体间的压力、支持力与接触面垂直而指向被压物或被支持物 ， 绳子的拉力沿着绳子而指向绳子收缩的方向。 ) 知识点4 胡克定律 1．弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状，这种形变叫作弹性形变。 2．弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度。 3．胡克定律 (1)内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。 (2)公式：F＝kx，其中k叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m。 教材◆易错点知识 1．胡克定律的了解 (1)成立条件：在弹性限度内。 (2)对F＝kx的理解 ①x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度。 ②k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧的原长、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和形变量x无关。 ③F­x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k。 ④弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx。 教材◆课后习题 1.举出具体的实例来说明： （1）力能够改变物体的运动状态或使物体产生形变。 （2）每一个力，都有一个施力物体和一个受力物体。 2.画出下面几个力的图示，并指出受力物体和施力物体。 （1）竖直向上飞行的火箭受到的重力，火箭质量为。g取10 N/kg。 （2）人对车施加的水平向右250 N的推力。 （3）用一根细绳竖直悬挂一件工艺品，工艺品对细绳的拉力为0.5 N。 3.几何学中把三角形三条中线的交点叫作重心。物理学中也有重心的概念。均匀的三角形薄板的重心是不是与几何学上的重心位于同一点上？请你通过以下实验作出判断。 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，钢管受到几个力的作用？各力的施力物体是什么？画出钢管受力的示意图。 5.物体在力的作用下产生的形变有时不容易被觉察，教科书列举了两个观察微小形变的实例，你还能想到用什么方法来观察力作用下的微小形变？请画示意图说明你的方法。 6.某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未超过弹性限度，g取10 N/kg。 砝码质量 0 30 60 90 120 150 弹簧总长度 6.0 7.2 8.3 9.5 10.6 11.8 （1）根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。 （2）根据图像计算弹簧的劲度系数。 7.小发明一设计一个自动冲水装置。 有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。设计的思路是：用一个可以转动的容器接住从水龙头细细流出的水，容器中的水装到一定体积时，由于重心位置的变化，容器失去平衡而翻倒，容器中的水被全部倒出冲洗排污沟，倒完水的容器又能自动恢复到原来的位置重新接水，如此往复。调节水龙头的流量，还可以控制两次冲水的时间间隔。请你在图的圆圈中画出你构思的这个装置的图示。 核心题型◆归纳 题型1.重力、重心的理解 题型2. 力的图示 题型3.弹力的理解及分析 题型4.胡克定律 实战演练 题型解析◆精准备考 题型1；重力、重心的理解 1．歼战机是中国的第五代隐身重型歼击机，如图所示，它以高隐身性、高机动性以及先进的航电系统震惊世界。关于歼战机受到的重力，下列说法正确的是（　　） A．战机受到的重力一定指向地心 B．战机受到的重力只作用在战机的重心 C．战机受到的重力的施力物体是地球 D．战机匀速飞行时，它将不受重力作用 2．下列关于重力的说法正确的是（　　） A．重力就是地球对物体的吸引力 B．运动的物体不受重力作用 C．同一物体在地球上不同位置受到的重力可能不同 D．重力方向垂直向下 题型2； 力的图示 3．（多选）一个重20N的物体沿着斜面下滑，如下图所示，关于物体所受重力的图示正确的是（　　） A．   B．   4．如图所示，重为40N的匀质正方体木块A静止于斜面B上，请在图上用直尺按规范画出A所受重力的图示 。 题型3；弹力的理解及分析 5．某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法正确的是（　　） A．运动员在整个过程中受到踏板的支持力方向总是竖直向上。 B．运动员和踏板由A向C运动过程中，踏板对运动员的弹力越来越大 C．运动员受到的支持力，是运动员的脚发生形变而产生的 D．踏板发生形变，运动员的脚没有发生形变 6．下列甲、乙、丙、丁所示各图中，所有接触面都是光滑的，且物体均保持静止。则Q球受两个弹力的有（　　） A．一个 B．两个 C．三个 D．四个 题型4； 胡克定律 7．如图，弹簧和刻度尺都悬挂在水平支架上，弹簧下端挂上一个重物，稳定时，弹簧上的水平指针指在刻度尺的58.00cm处，在重物下再挂500克的重物，稳定时，指针指在刻度尺的33.00cm处，重力加速度大小g取10m/s2，则该弹簧的劲度系数为（　　） A．20N/m B．200N/m C．86.2N/m D．15.15N/m 8．如图所示，A、B两弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦力不计，物重G=1N，A、B劲度系数均为100N/m，则A和B的弹簧伸长量分别为（　　） A．1cm，0 B．0，1cm C．1cm，2cm D．1cm，1cm 实战演练 1.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1.0 cm，重力加速度大小取.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 2.拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，某同学拉开拉力器使弹性绳比原长伸长了40cm，此时该同学对拉力器的拉力大小为120N。可认为弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。下列说法正确的是( ) A.在弹性限度内，弹性绳的伸长量与受到的拉力成反比 B.对拉力器的拉力增大，弹性绳的劲度系数也随之增大 C.若对拉力器的拉力变为60N，则弹性绳长度变为20cm D.每根弹性绳的劲度系数为150N/m 3.足球运动是目前全球体育界最具影响力的运动项目之一，深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情境，下列说法中正确的是( ) A.图甲中，静止在水平地面上的足球对地面的压力就是它的重力 B.图乙中，静止在水平地面上的两个足球由于接触两球之间一定存在弹力 C.图丙中，足球被踢起过程中，足球受到的弹力是由于鞋发生形变而产生的 D.图丁中，被踢出在空中运动的足球受到重力、空气阻力和鞋对球的弹力 4.下列关于重力的说法，正确的是( ) A.在地面附近，重力的方向总是竖直向下，物体静止时与运动时，其重力大小是不变的 B.物体的重力跟质量成正比，重力的方向总是垂直地面向下 C.重力的方向总是和支持物体的支持面垂直 D.由于地球是一个大球体，所以重力的方向是无法确定的 5.关于弹力的产生，下列说法正确的是( ) A.只要两物体相互接触就一定产生弹力 B.两个不接触的物体也能产生弹力 C.物体有弹力说明物体一定发生了弹性形变 D.物体形变的方向与产生弹力的方向一致 6.如图甲所示，将劲度系数为的轻弹簧上端固定，将小球固定在弹簧下端，平衡时轻弹簧的长度为；如图乙所示，将此轻弹簧下端固定在水平地面上，将小球置于轻弹簧上端，平衡时弹簧竖直且长度为。重力加速度g取，则该小球的质量为( ) A.1kg B.1.5kg C.2kg D.2.5kg 7.2024年巴黎奥运会跳水女子双人十米跳台决赛中，中国选手全红婵、陈宇汐夺得冠军，比赛场景如图所示，则( ) A.全红婵受到的重力就是她对跳台的压力 B.跳台对陈宇汐的支持力方向始终竖直向上 C.全红婵对跳台的压力是由跳台的形变产生的 D.离开跳台后，陈宇汐上升到最高点时不受重力 8.利用弹簧可以测量物体的重力。将劲度系数为k的弹簧上端固定在铁架台的横梁上。弹簧下端不挂物体时，测得弹簧的长度为。将待测物体挂在弹簧下端，如图所示。待物体静止时测得弹簧的长度为，测量中弹簧始终在弹性限度内，则待测物体的重力大小为( ) A. B. C. D. 9.水平桌面上放有一手机，手机可视为质量均匀分布的长方形薄板，长为a，宽为b。现保持手机的一个角与桌面接触，将手机其他部分抬离桌面，在所有可能的位置中，手机重心离桌面的最大高度为( ) A.a B.b C. D. 10.关于重力和重心，下列说法正确的是( ) A.重力就是地球对物体的吸引力 B.同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等 C.重力方向竖直向下，所以地球上一切物体所受的重力方向都一样 D.根据可知，两个物体相比较，质量较大的物体重力不一定较大 11.一根质量分布均匀、长为L的圆柱形钢管平放在水平地面上，工人将其竖直立起，则( ) A.钢管重心上升的高度为L B.钢管重心上升的高度为 C.地面对钢管的弹力方向始终沿钢管向上 D.地面对钢管的弹力方向始终垂直钢管向上 12.在杭州亚运会男足小组赛首轮比赛中，中国队以5:1战胜印度队，此役是中国队时隔20年再度在亚运会男足赛场与印度队交锋。下列说法正确的是( ) A.足球的重心在球壳上 B.撞到球网上的足球受到弹力是由于球网发生了弹性形变 C.足球受到的重力是运动员脚部施加的 D.运动员踢足球时，足球对脚部没有力的作用 13.如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧。当在弹簧两端施加大小均为20N的拉力时，弹簧的长度为30cm；当在弹簧两端施加大小均为10N的压力时，弹簧的长度为15cm。弹簧均处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为( ) A.66.7N/m B.200N/m C.300N/m D.400N/m 14.如图甲所示，佩戴口罩能有效地阻隔空气中病毒的传播。若将口罩带套在耳朵上的情景简化为如图乙所示，AB、CD分别为口罩带的一部分，其中AB段水平，CD段与水平方向夹角为60°，且AB、CD在同一竖直平面内。若弹性口罩带的弹力大小遵循胡克定律，且劲度系数为，已知佩戴在单侧耳朵上的口罩带的伸长量为，不计口罩带的重力及与皮肤间的摩擦。则口罩带对单侧耳朵的作用力大小为( ) A.10N B. C.20N D. 15.如图所示，重为6N的物体挂在轻质弹簧的下端时，弹簧伸长了0.02m。现换用另一个重为9N的物体挂在弹簧的下端（形变仍在弹性限度内），这时弹簧的伸长量、劲度系数分别是( ) A.0.02m、200N/m B.0.03m、450N/m C.0.03m、300N/m D.0.05m、900N/m 学科网（北京）股份有限公司 $