2019年高中物理 第3章 第1节 探究形变与弹力的关系课后知能检测 粤教版必修1.doc

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2019年高中物理 第3章 第1节 探究形变与弹力的关系课后知能检测 粤教版必修1 1．如图为P物体对Q物体的压力的示意图，正确的是 (　　) 【解析】　P对Q的压力，Q物体是受力物体，压力F应作用在Q上，B、D错；压力方向与接触面垂直指向被压的物体，A对C错． 【答案】　A 2．(双选)如图3－1－14所示飞机静止在空中，对物块与绳间的弹力叙述正确的是(　　) 图3－1－14 A．物块挂在绳下，物块与绳子同时发生形变，物块受到向上的拉力是由于物块发生了形变 B．物块挂在绳下，受重力作用拉紧悬绳，使绳子发生形变，对物块产生向上的拉力 C．物块挂在绳下，物块对悬绳的拉力是由于物块的形变有向下恢复原状的趋势产生的 D．挂在悬绳下的物块受到的拉力是飞机产生 【解析】　绳子吊起物块时绳子发生形变，要恢复原状，对物块产生弹力．方向沿绳子向上，同时物块发生形变，要恢复原状对绳子产生弹力，方向向下，故B、C是正确的． 【答案】　BC 3．下列各种情况，不属于弹性形变的是(　　) 压缩的弹簧　　　　　　　 　拉力器被拉伸 　　　 A　　　　　　　　　　　 B 弹性杆被压弯曲　　　　 　　　橡皮泥被扭曲 　　　 C　　　　　　　　　　　　D 【解析】　由弹性形变定义知，只有D不属于弹性形变． 【答案】　D 4．(xx·福州高一检测)如图3－1－15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(　　) 图3－1－15 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 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 【解析】　弹力方向与接触面垂直，小球应受两个弹力，挡板与斜面对小球都有弹力作用，C项正确． 【答案】　C 5．(双选)下图中A、B之间一定有弹力作用的是(　　) 【解析】　由弹力产生的条件可知，A、C图中两球相互接触但无相互挤压，无弹力；B、D图中两球既接触又相互挤压，有弹力作用． 【答案】　BD 6．(xx·广东开平市高一检测)如图3－1－16甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象(如图3－1－16乙)．则下列判断错误的是(　　) 　　 　甲　　　　　　　　　乙 图3－1－16 A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C．该弹簧的劲度系数是200 N/m D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变 【解析】　根据胡克定律F＝kx知F∝x，x是弹簧的形变量，A错B对；F－x图象斜率为劲度系数k＝200 N/m，C正确．劲度系数由弹簧本身因素决定，与拉、压无关，D正确．故本题答案为A. 【答案】　A 7．如图3－1－17所示，两匹马各用1 000 N的水平力向两边拉一个重力不计的弹簧测力计，则弹簧测力计的指针应该指示(　　) 图3－1－17 A．0　　　B．1 000 N　 　C．2 000 N　 　D．500 N 【解析】　弹簧测力计处于静止状态，其示数等于一端拉力的大小，故只有B正确． 【答案】　B 8．(双选)(xx·揭阳高一检测)如图3－1－18所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F1＝2 N，则细线的张力F2及B对地面的压力F3的可能值分别是(　　) 图3－1－18 A．5 N和6 N B．5 N和2 N C．1 N和6 N D．1 N和2 N 【解析】　若弹簧被拉伸，则A受向下的拉力，B受向上的拉力，由二力平衡可知B正确；若弹簧被压缩，则A受向上的弹力，B受向下的弹力，由二力平衡可知C正确． 【答案】　BC 9．在图3－1－19中，物体A处于静止状态，请画出各图中A物体所受的弹力． 图3－1－19 【答案】　如图所示 10．三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑小球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心O位于球心，b、c的重心O分别位于球心的正上方和正下方，如图3－1－20所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力的方向． 图3－1－20 【解析】　小球和接触面属于点—面接触，弹力的方向与过接触点的切面垂直且指向球心，与重心位置无关，故三种情况下弹力的方向相同，如图所示． 【答案】　见解析 图3－1－21 11．一根竖直悬挂的轻质弹簧，下端挂上2 N的物体时，其伸长量为2 cm.一研究小组用它探究弹簧弹力和伸长的关系，在弹簧弹性限度内，测出悬挂不同重物时，弹簧弹力和弹簧伸长量的关系，画出了如图3－1－21所示的图象．该图象以纵轴表示弹力F，单位为牛顿，图线为反比例关系的双曲线，因绘图同学的疏忽，忘记在横轴标出关于弹簧伸长量x的表达式，请你帮助写出横轴所表示的弹簧伸长量x的表达式：______________．图象中采用国际单位制，对应纵坐标为4 N的横坐标的坐标值应为______________． 【解析】　弹簧下端挂2 N的物体时，弹簧伸长量为2 cm，则由胡克定律F＝kx得 k＝100 N/m，即F＝100x① 设图象中的横坐标为a，则图线表达式为F＝(k′为反比例函数的比例系数)，由图象可知，当a＝5时F＝20，所以k′＝100， 即F＝② 由①②可得a＝，故横轴的表达式为. 由F＝知，当F＝4 N时，a＝25. 【答案】　　25 12．“蹦极”是一种极限运动，人自身所受的重力使其自由下落，被拉伸的橡皮绳又会产生向上的力，把人拉上去，然后人再下落．正是在这上上下下的振荡中，蹦极者体会到惊心动魄的刺激，如图3－1－22所示．设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m，质量为50 kg的蹦极者运动到最低点时橡皮绳长为26.5 m，当蹦极者停止振荡时橡皮绳长为17.5 m，则蹦极者运动到最低点时受到橡皮绳的拉力为多大？(g取10 m/s2) 图3－1－22 【解析】　当蹦极者停止振荡处于静止时，蹦极者处于平衡状态，由二力平衡得 F1＝mg＝50×10 N＝500 N 此时橡皮绳的伸长量为 x1＝17.5 m－15 m＝2.5 m 又由胡克定律得F1＝kx1 则橡皮绳的劲度系数为 k＝＝ N/m＝200 N/m 当蹦极者运动到最低点时橡皮绳的拉力为 F2＝kx2＝200×(26.5－15)N＝2 300 N. 【答案】　2 300 N 【备选习题】(教师用书独具) 图－－ 1．台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为θ，如图所示．OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是(　　) A．可能沿OA方向 B．一定沿OB方向 C．可能沿OC方向 D．可能沿OD方向 【解析】　台球与桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿OB方向，故B正确． 【答案】　B 图3－1－12 2．如图3－1－12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 【解析】　小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向． 【答案】　D 3．下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据： 弹力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧的伸长x/cm 2.6 5.0 6.8 9.8 12.4 (1)请你在如图中的坐标系上作出F－x图象． (2)写出作出的图象曲线所代表的函数．(x用m作单位) (3)解释函数表达式中常数的物理意义． 【解】　(1)如下图所示 (2)由图象得：F＝20x. (3)函数表达式中的常数表示使弹簧伸长(或压缩)1 m所需的拉力为20 N. 【备课资源】(教师用书独具) FRP弹簧的研制和发展 发展情况： 塑料弹簧具有钢制弹簧难以取代的优点，因此世界上各个国家竞相开展研制，取得了不少研制成果，有些已投入实际应用，它的发展大体经历了三个阶段． 1970年以前为原理性实验探索阶段．在这一阶段，发表的应用理论分析文章和阶段性研制报告比较多.1980年以前为实用化研制阶段．在这一阶段，由于塑料工业的发展，耐温、耐磨和价格合理的纤维增强塑料研制成功.1980年之后为实际应用稳定发展阶段．用热塑性塑料注射成型的一体化弹簧组件(将塑料弹簧和塑料零件制作成一体)已投放市场应用．总之，近年来塑料弹簧投入实际应用的数量和范围都在稳步发展． 使用材料： 目前，塑料弹簧主要使用热固性塑料，特别是热固性纤维增强塑料，也有使用热塑性塑料的，但数量不多． 从使用角度考虑，对弹簧材料性能的主要要求是：(1)变形能V值要大(即弹簧模量E值要小)．(2)强度，特别是疲劳强度要大．(3)容易加工成型，塑料与金属的性能有许多差异，设计塑料弹簧时，应认真考虑以下问题：(1)弹性模量；(2)工作环境温度；(3)载荷作用时间；(4)变形量对E值的影响． 塑料弹簧虽然在实际中得到了一些应用，但还没有完善的应用理论体系，需要进一步完善和解决，它的研制和应用将会继续向前发展．