一课一练（10）重力与弹力-【名师大课堂】2026-2027学年高中物理必修 第一册同步小作业（人教版）

一课一练（十） 口知识梳理 知识点1力 1.定义：力是物体和物体间的相互作用。 2.力的三要素：大小、方向、作用点。 3.力的表示 (1)力的图示：用一条有向线段把力的三要 素准确地表示出来。方向用箭头表示，作用 点用箭尾（或箭头）表示， (2)力的示意图：不需要画出力的标度，只需 用一条带箭头的线段表示出力的作用点和 方向。如物体A对物体B的压力是10N, 画出这个力的图示和示意图如下： ①先标度 作用点 作用点 ②画线 ①画线 ③标方向 F=10N F=10N ②标方向 力的图示 力的示意图 4.力的作用效果：一是使物体发生形变；二是 知识点2重力 1.定义： 叫作重力。 2.大小：G=mg。其中g是自由落体加速度， 通常取g=9.8m/s2,粗略计算时也可以取 g=10m/s2。 3.单位：在国际单位制中，重力的单位是牛顿， 简称牛，符号用N表示。 4.方向：竖直向下。 5.作用点—一重心 (1)重心的定义：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 一课一练（十）重力与弹力 重力与弹力 受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物 体的重心。 (2)重心位置的决定因素：①物体的形状； ②物体内质量的分布。 (3)重心的确定方法：①形状规则、质量分布 均匀的物体，重心在其几何中心处；②对于 质量分布不均匀或形状不规则的物体，可以 应用二力平衡知识确定其重心位置，如可用 知识点3弹力 1.形变：物体在力的作用下形状或体积会发生 改变，这种变化叫作形变。形变分为弹性形 变和塑性形变。 2.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：垂直于接触面，指向恢复原状的 方向。 ①压力和支持力的方向跟接触面垂直，指向 受力物体。 ②绳子的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。 (3)大小：与形变物体的材料、形变量大小 有关。 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。 物理必修第一册 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。 知识点5实验：探究弹簧弹力与形变量的 关系 1.实验原理 (1)弹簧的弹力F的测量：弹簧下端悬挂的 钩码静止时，弹力大小与所挂钩码的重力大 小相等，即F=mg。 级 码 (2)弹簧的伸长量x的确定：弹簧的原长l。 与挂上钩码后弹簧的长度1可以用刻度尺 测出，弹簧的伸长量x=l一l。 (3)作F-x图像：建立直角坐标系，作出弹簧 弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据 图像可以分析弹簧弹力大小和弹簧伸长量 之间的关系。 2.实验步骤 (1)按图安装实验装置，用刻度尺测出弹簧 下端不挂钩码时弹簧的长度，即原长。。 (2)在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹 簧的长度，并记下钩码的重力。 (3)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将 数据填入表格，以F表示弹力，1表示弹簧 的长度，x=l一l。表示弹簧的伸长量。 3.数据处理 (1)以弹簧弹力F(大小等于 所挂钩码的重力)为纵轴、弹 簧的伸长量x为横轴，建立 直角坐标系，用描点法作图，得到弹力F随 弹簧伸长量x变化的图线。 (2)以弹簧伸长量x为自变量，写出弹力F 和弹簧伸长量x之间的函数关系式。关系 式中的常数即弹簧的劲度系数，这个常数也 可根据Fx图线的斜率求解，k=A △x 口基础过关 1.关于重力的大小和方向，下列说法中正确 的是 ( A.在地球上方的物体都要受到重力作用， 所受的重力与它的运动状态和是否存在 其他力的作用无关 B.在地球各处的重力方向都是相同的 C.向上运动的物体所受重力可能小于向下 运动的同一物体所受重力 D.对某一物体而言，其重力的大小总是一 个恒量，不随物体从赤道移到南极而 变化 2.如图所示，是陕西西安半坡村 出土的盛水陶罐（也称为欹qT 器)，它的特点是底尖、腹大、 口小。穿入绳子（系绳的耳环 设在瓶腹稍靠下的部位)，将空的欹器悬挂起 来且静止时，整个容器无法正立而是略有倾 斜（如图所示），往其中注入适量的水（一半水 左右)后，发现整个容器正立了，保持竖直状 态，若注入水太满，容器会自动倾倒，将多余 的水倒出，关于以上几个状态时容器重心的 变化，下列说法正确的是 A.让未装水的欹器竖立时，它的重心略低 于耳环 B.装一半水时的欹器，重心略高于耳环 C.装一半水时的欹器，重心略低于耳环 D.装满水时的欹器重心最低 3.体育课上一学生在水平篮 球场上拍篮球，如图所示， 在篮球与地面作用时，地 面给篮球的弹力的方向为 A.竖直向上 B.斜向右上 C.斜向左上 D.竖直向下 4.如图所示，A、B是两个完全 相同的长方形木块，长为， 叠放在一起，放在水平桌面上，端面与桌边 平行。A木块放在B木板上面，右端有子伸 出，为保证两木块不翻倒，木块B伸出桌边 的长度不能超过 A. B腊 c.4 D.8 5.杂技演员有高超的技术，能 轻松地用头接住从高处落下 的坛子。关于他顶坛时头顶 受到的压力产生的直接原因是 A.物体受到的重力B.头的形变 C.坛子的形变 D.人受到的重力 6.如图所示，球A在斜面上， 被竖直挡板挡住而处于静 止状态，关于球A所受的弹 力，以下说法正确的是 A.球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂 直斜面向上 B.球A受两个弹力作用，一个水平向左，一 个垂直斜面向下 27 一课一练（十）重力与弹力 C.球A受两个弹力作用，一个水平向右，一 个垂直斜面向上 D.球A受三个弹力作用，一个水平向右，一 个垂直斜面向上，一个竖直向下 7.弹簧1的一端固定，另 1卫F 一端固定在滑轮的轮 0 20w0000 777777777777为777 轴O上。弹簧2的一端固定，另一端连接一 根不可伸长的细线，细线跨过滑轮，用力沿 水平向右拉细线的P端。已知弹簧、细线 和滑轮的质量均可不计，弹簧和细线均互相 平行。已知两弹簧的劲度系数都为k,若缓 慢地将拉力的大小增加F,则细线的P端将 水平向右移动一段距离，该距离的长度为 () c F D.k 口能力提升 8.(多选)关于下列四幅图中的弹力说法正确 的是 ( 一x→ 乙 丙 A.甲图中，由于书的形变，对桌面产生向下 的弹力F B.乙图中，弹簧发生弹性形变时，弹力的大 小F跟弹簧的长度x成正比 C.丙图中，碗对筷子的弹力沿筷子斜向上， 如图中箭头所示 D.丁图中，绳的拉力沿着绳而指向绳收缩 的方向 物理必修第一册 9.下表是某同学在“探究弹力与弹簧伸长量的关 系”实验中测得的几组数据，g取10m/s2,则： 悬挂砝码 50 100 150 200 250 质量/g 弹簧伸 2.305.087.889.8012.5 长量/cm (1)请在如图所示的坐标纸上作出F-x 图像。 FAN 3.0 2.0 1.0 00 4812cm (2)写出图像的函数表达式。 (3)解释函数表达式中常数的物理意义。 (4)若弹簧的原长为L=40cm,以弹簧的总 长L为自变量，写出F-L图像的函数表达 式，并说明F-L图像和F-x图像的区别。 10.一个原长为L的理想轻弹 弹簧13 弹簧1 簧，上端固定，下端悬挂一 弹簧2) 3弹簧2 个质量为m的小球（视为质 点)，稳定时弹簧的总长变 甲乙 为1.5L,现将两个这样的弹簧和两个这样 的小球分别如图甲和乙所示的方式悬挂并 保持稳定（弹簧都在弹性限度内，重力加速 度为g),求： (1)弹簧的劲度系数。 (2)通过计算说明图甲和乙中，两个弹簧总 长度的关系。的时间差，第一个球着地的速度为另一个小球在位移L 内的初速度；高度越高，落地的速度越大，则高度越高，另 一个小球在位移L内的初速度越大，根据L=0t十 ,初速度越大，时间越短，两小球相继落地的时间差 1 将变小，C正确。 【答案】C 7.【解析】设在曝光时间0.01s内，石子实际下落的距离 为，由题喜行6n=0,5皿，解得=20m,眼光时 间极短，石子的平均速度近似等于瞬时速度，石子在这 0.01s内的逢度0=兰-得m/s=20m/,石子微自由 落体运动，有2gh=v2,解得h≈20m,故选A项。 【答案】A 8.【解折】(1)报据手均连度公式得可=冬，而匀变连直线 运动的平均速度又可以衣示为一即士，根据匀变建直 线运动速度公式得u=w十g,联立得上=w十合g,则 .1 么图像的斜率及与重力加追度：之间满足关系质 1 8,解得g=2k。 (2)根据第(1问整出的表达式=w十合可知，圈线 与纵轴的截距为初速度0，是小球通过第一个光电门时 的速度。 (3)图线与纵轴的交点仅表示初速度不同。图线斜率不 变，求得的重力加速度不变。 【答案】(1)2k(2)A(3)无 9.【解】(1)由题意知运动员从跳台至水面做自由落体运 动，由H十h=之0=， 可得v=√2g(H十h), 代入数据解得v=15m/s。 (2)运动员末速度为0，设水池的最小水深为H。, 则0-v2=-2aH0, 解得Ho=4.5m。 一课一练（十）重力与弹力 知识梳理 知识点1 3.(1)大小用带有标度的线段的长短表示 4.改变物体的运动状态 知识点2 1.由于地球的吸引而使物体受到的力 5.(3)悬挂法确定薄板的重心 基础过关 1.【解析】在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的 重力与它的运动状态无关，与是否受其他力也无关，A正 确，C错误。物体的重力大小在同一地点是恒定的，不同 地，点可能是变化的，比如在地球上不同的高度或不同的 纬度同一物体的重力不同，B、D错误。 【答案】A 2【解析】未装水的软器竖立时，容器无法正立而是略有 倾斜，说明它的重心略高于耳环，A错误；装一半水时的 参考答案 欹器，整个容器正立了，说明重心略低于耳环，B错误，C 正确；装满水时的欹器会自动倾倒，说明其重心最高，D 错误。 【答案】C 3.【解析】球与地面接触受到的支持力是弹力，方向总是 垂直于接触面，并指向被支持物，因此地面给篮球的弹力 的方向为竖直向上，A正确。 【答案】A 4.【解析】由题意可知，A、B为完全相同的两个木块，作为 整体分析，长度为，根据重心的定义可知，两木块不翻 倒且木块B伸出最长，应满足整体的重心恰好在桌子的 边蝶，即重心与A右边蝶相距，根据几何关系可知，木 块B仲出来边的长度为，B正确。 【答案】B 5.【解析】头顶受到的压力是由于坛子产生形变，并对与 之接触的头产生力的作用，C正确。 【答案】C 6.【解析】由于小球对挡板和斜面接触挤压，挡板和斜面 都产生弹性形变，它们对小球产生弹力，弹力的方向垂直 于接触面，因此挡板对小球的弹力方向水平向右，斜面对 小球的弹力方向垂直于斜面向上，C正确。 【答案】C 7【解析】弹簧1伸长量的增加量为：=咒弹簧2伸长 的增加量为：2二，则P点向右移动的距离为： ，故C正确。 x2十2.x1=k 【答案】C 能力提升 8【解析】F1为桌面受到的压力，是由于书的形变，对桌面 产生的向下的弹力，A正确：由胡克定律可知，弹簧发生 弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的形变量成正比，B错 误；碗对筷子的弹力应垂直该处碗的切面斜向上，即沿接 触点与碗心的连线向上，C错误；绳的拉力沿着绳而指向 绳收编的方向，D正确。 【答案】AD 9.【解】(1)F-x图像如图所示。 FN个 3.0 2.0 1.0 0 4 8 12 x/cm (2)由F-x的图像可知，弹簧的弹力F与伸长量x成正 比，在直线上取较远的两点代入=二可得 直线的斜率为k=0.2N/cm=20N/m, 该弹簧的弹力与伸长量的关系的函数表达式为F kx=20.x。 (3)弹簧的弹力与伸长量的关系是F=kx,式中的常数k表 示使弹簧伸长1m时所需弹力为20N,即弹簧的劲度系数。 (4)设弹簧的总长为L,则 F=kx=k(L-L0)=20(L-0.4), 物理必修第一册 因此F-L图像在横轴有截距，其物理意义即为弹簧的原 长，而F-x图像没有横轴截距。 10.【解】(1)由题可得F=kx,mg=k·0.5L, 解得k=2mg L (2)由图甲可知 弹簧2的伸长量为14=爱=0.L 弹簧1的仲长量为x1=2mg=L, 总长度l1=2L十x1十x2=3.5L, 由图乙可知弹簧1、2连接在一起，故 x'=2×2g=2L, l2=2L十x'=4L,则l1<l2,图乙的弹簧总长度更长。 一课一练（十一）摩擦力 知识梳理 知识点2 1.只有相对运动的趋势，而没有相对运动时 基础过关 1.【解析】在轴承中滴润滑油，可以减小轴承与车轮之间 的摩擦力，A正确；轮胎表面都有花纹状的沟槽，是为了 增大动摩擦因数，从而增大轮胎与地面间的摩擦力，B错 误；自行车刹车时用力捏闸，是为了增大闸与车轮之间的 正压力，从而增大摩擦力，使车容易停下，C错误；冰雪天 气地面上撒沙铺草可以增大冰与人（或车）之间的摩擦 力，D错误 【答案】A 2.【解析】拖地时使劲向下压拖把，就是为了增加正压力 从而增大拖把与地面之间的滑动摩擦力。 【答案】C 3.【解析】木块做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力大小 相等即为0.5N,A错误；木块受到静摩擦力0.6N时不 动，0.7N时加速直线运动，而0.5N时，木块做匀速直线 运动，则最大静摩擦力可能为0.6N,不可能为0.7N,B错 误：五次实验，其中3、4、5三次实验，木块受到的摩擦力是 滑动摩擦力，由于实验过程中物体间的动摩擦因数与物体 间的压力不变，则木块受到的滑动摩擦力不变，木块受到 的摩擦力大小有三次是相同的，两次不相同，C正确，D 错误。 【答案】C 4.【解析】棋子受重力G、棋盘面的吸引力F、弹力F和 静摩擦力F,共四个力作用，A错误；棋盘对棋子的吸引 力与棋盘面对棋子的弹力二力平衡，棋子与棋盘间的弹 力与棋子的重力无关，B错误：棋子所受摩擦力的大小与 棋子的重力大小相等，磁性越强，摩擦力不一定越大，C 错误，D正确。 【答案】D 5.【解析】木块相对长木板向右滑动，受到向左的滑动摩 擦力，大小为f=42mg;力的作用是相互的，故木块对长 木板有向右的滑动摩擦力，f行=f1,长木板有向右滑动的 趋势，受到地面对其向左的静摩擦力f2,由于长木板处于 静止状态，根据二力平衡有f2=f1,则f2=2mg,A 正确。 【答案】A 6【解析】由于上方皮带处于松弛状态，且两轮转动方向 为顺时针方向，故可以判断出主动轮为A,M点相对于皮 -10 带有向上的运动趋势，则M,点受到的摩擦力向下：从动轮 上的N,点相对于皮带有向上的运动趋势，因此N点受到 向下的摩擦力，B正确。 【答案】B 7.【解析】电动小汽车是后轮驱动的，当后轮顺时针转动 时，左边平板小车对后轮摩擦力向右，后轮对左边平板小 车的摩擦力向左：而前轮是从动轮，右边平板小车对前轮 的摩擦力向左，前轮对右边平板小车的摩擦力向右，因此左 边平板小车向左运动，而右边平板小车向右运动，C正确。 【答案】C 能力提升 8.【解析】对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的 弹力以及摩擦力作用，根据平衡条件可知，小球在竖直方 向上受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反，故A错 误，C正确；增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力 仍等于重力，大小不变，故B错误；小球受到的摩擦力方 向竖直向上，则机械臂受到的摩擦力方向竖直向下，故D 错误。 【答案】C 9.【解析】(1)要测量木块A和木板B之间的动摩擦因数， F 由摩擦力的公式知4=、，所以要知道滑动摩擦力的大 小和A对B压力的大小，A对B的压力和A的重力相 等，所以只需要知道A的重力，多余的步骤是B:按题图 甲的装置安装器材，安装过程中用手按住木块和木板，C 步骤正确：通过弹簧测力计的示数来测量滑动摩擦力的 大小，当木块刚开始运动时，示数不稳定，此时读数带来 的误差较大，所以步骤D错误。 (2)正确的做法应该是：松开按住木块和木板的手，让其 运动，待木块静止后读出弹簧测力计的示数。 (3)由弹簧测力计可以直接读出示数为2.10N 12.10N=0.35。 (4)4=F 6N 【答案】(1)BD (2)松开按住木块和木板的手，让其运动，待木块静止后 读出弹簧测力计的示数 (3)2.10(4)0.35 10.【解】(1)物体A相对物体B向左滑动，物体B对物体 A的滑动摩擦力方向向右， 对A受力分析，竖直方向二力平衡，有FN=GA, 则f1=4GA=0.5×30N=15N。 AFs A B 77777777777777 GA (2)物体B相对地面向右滑动，地面对物体B的滑动摩 擦力方向向左， 对B受力分析，竖直方向受力平衡，有FN=GA十G, 则f2=42(GA+GB)=0.3×(30+50)N=24N。 7777 F压=G 00