2020年秋高中物理必修一备用题库：第三章-相互作用-第2节-弹力.docx

第2节 弹力

人教版教参补充题

甲 乙
图3-2-1
如图3-2-1所示，两物体并排放在光滑的水平面上，物体叠放在上。物体是一光滑小球，悬挂在竖直线下端，且与斜面接触，若全部的接触画均光滑且都处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A.对有弹力，且弹力方向水平向左
B.与斜面接触时，斜面未发生形变
C.对地面的压力大小等于的重力
D.受到竖直向上的弹力是由发生微小形变而产生的
解析：因处于静止状态且地面光滑，则对没有弹力，选项A错误；若斜面对有弹力，则不能处于静止状态，选项B正确；对地面的压力大小大于的重力，选项C错误；受到竖直向上的弹力是由发生微小形变而产生的，选项D错误。
答案：B

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1.一根弹簧在50 N力的作用下，长度为10 cm，若所受的力再增加4 N,则长度变成10.4 cm。设弹簧的形变均在弹性限度内，计算弹簧的原长和弹簧的劲度系数。
解析：由知，50 N=，54 N=
联立以上两式可解得，弹簧的原长为5 cm
弹簧的劲度系数为1 000 N/m。
答案：5 cm 1 000 N/m
2.在光滑水平桌面上放置一刻度模糊的弹簧测力计，两位同学各用5 N的水平力沿相反方向拉弹簧测力计的两端，测得弹簧伸长了2 cm,则该弹簧测力计的读数应当是多少？弹簧的劲度系数是多少?
解析：由二力平衡知，弹簧所受的拉力大小为5 N，因此弹簧的示数是5 N。
由知，弹簧的劲度系数为 N/m=250 N/m。
答案：5 N 250 N/m
3.建筑中，用水泥混凝土制作各楼层的地板时，依据水泥板耐压不耐拉的特点，常在水泥板内加钢筋以增加其抗弯曲的力气。试依据弯曲形变的特点说明图3-2-2中三种布置钢筋的方法中哪种最合理。

（a） （b） （c）
图3-2-2

解析：地板上承载重物时，上表面对下产生挤压，下表面左右产生拉伸，为增加水泥板的耐拉力气，故钢筋应铺在靠近下表面的地方，因此（a）合理。
答案：（a）
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1.一弹簧测力计的量程是15 N。刻度的总长是10 cm，该弹簧测力计弹簧的劲度系数是多大？不称重物时，弹簧的劲度系数是多大？
解析：由知，弹簧的劲度系数为 N/m=150 N/m。
弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质打算，故不称重物时，其劲度系数照旧是150 N/m。
答案：150 N/m 150 N/m

图3-2-3
2.如图3-2-3所示，两个钩码均重2 N，弹簧测力计自重不计，则弹簧测力计的示数为（ ）
A.0 N
B.2 N
C.4 N
解析：由二力平衡可知，弹簧所受拉力大小为2 N，故其示数为2 N，选项B正确。
答案：B
3.一弹簧测力计原来读数精确，由于更换内部弹簧，外壳上的读数便不能直接使用，某同学进行了如下测试：不挂重物时，示数为2 N；挂100 N重物时，示数为92 N。那么当示数为20 N时，所挂物体实际重多少？
解析：弹簧的基准点在2 N处，2 N以下的刻度不再考虑。
由“挂上100 N重物时，示数为92 N”知：
2 N以上的刻度，每一刻度表示 N= N
则，当示数为20 N时，
实际重量为 N=20 N。
答案：20 N
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1.如图3-2-4所示，一本书放在斜面上，请画出斜面形变产生的弹力方向。

图3-2-5

图3-2-4

答案：如图3-2-5所示
2.家中沙发弹簧跟自行车坐垫弹簧相比，哪一种弹簧的劲度系数大些?
解析：由于相同压力的状况下，沙发的弹簧形变大，因此其劲度系数小。
答案：自行车的大一些

图3-2-6
3.如图3-2-6所示，一根轻弹簧原长20 cm，竖直悬挂着，当用15 N的力向下拉弹簧时（在弹性限度内），量得弹簧长24 cm；若把它直立在水平桌面上，用30 N的力竖直向下压时，弹簧长多少？
解析：由知，15 N=，
30 N=（20 cm-）
联立以上两式可得12 cm。
答案：12 cm

补充资料
一、弹力有无的推断方法

图3-2-7
（1）“条件法”：依据弹力产生的两个条件——接触和弹性形变直接推断。
（2）“假设法”：在一些微小形变难以直接推断的状况下，可以先假设有弹力存在，然后推断是否与争辩对象所处状态的实际状况相符合。图3-2-7中，光滑斜面对用竖直细绳悬挂的处于静止的小球必无弹力，否则小球不能静止。
（3）“状态法”：依据争辩对象的运动状态分析，推断是否需要弹力，物体才能保持现在的运动状态。
（4）“替换法”：用细绳替换装置中的杆，看能否维持原来的力学状态。假如能维持，则说明这个杆供应的是拉力，否则供应的是支持力。如图3-2-8所示，分析甲图中装置杆对的弹力方向时，将用细绳代替。代替后，装置状态不变，说明对施加的是拉力；替换后，原状态不能维持，说明对施加的是支持力，示意图如图乙所示。

甲 乙
图3-2-8

图3-2-9

例1 如图3-2-9所示，一个质量分布均匀的球放在互成120°角的两块光滑平面之间，保持静止状态，球与水平面相切于点，与倾斜面相切于点，试分析球的受力状况，画出球的受力示意图。
解析：方法一：放在水平面上的球，由于受到重力的作用而挤压水平面，使水平面和球同时发生微小形变。水平面由于发生微小的压缩形变后要恢复原状，对球产生垂直于水平面对上的弹力。球与倾斜面相切于点，球是否受到面对它的弹力作用呢？假设把面轻轻地从左侧拆除，将观看到球仍保持静止状态。现球与面虽然在点接触，但不相互挤压，不发生形变，故面对球没有弹力作用。综上所述，球受到重力和水平面对它的支持力两个力的作用，保持静止状态，满足二力平衡的条件，，受力示意图如图3-2-10甲所示。

甲 乙
图3-2-10

方法二：假设法
假设全部与争辩对象接触的物体都施加了弹力，画出假设状态下的受力图，推断受力状况与原有状态是否冲突。若冲突，说明假设不正确，则两者间无弹力产生；若不冲突，说明假设正确，则有弹力产生。现用这种思路再分析上例。假设面和水平面对球体都产生弹力，分别为和对球体进行受力分析如图3-2-10乙所示。由图可知，的存在明显不能使球体处于静止状态，与题设条件（球体静止）相冲突。故面对球体无弹力。
答案：如图3-2-10甲所示。
二、弹力方向的几种常见状况
弹力的方向与施力物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上,几种常见状况如下表：
类型
方向
图示
接
触
方
式
面与面
垂直于公 共接触面

接
触
方
式
点与面
过点垂直于面

点与点
垂直于切面

轻绳
沿绳收缩方向

轻杆
可沿杆

可不沿杆

轻弹簧
沿弹簧形变 的反方向

例2 如图3-2-11所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在点，重心在点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力的示意图。

图3-2-12

图3-2-11

解析：点对小球的弹力沿点与曲面圆心点所在直线（即半径方向）而指向小球。
答案：如图3-2-12所示