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2019年高中物理 第3章 第1節(jié) 探究形變與彈力的關系課后知能檢測 粵教版必修1 1．如圖為P物體對Q物體的壓力的示意圖，正確的是 (　　) 【解析】　P對Q的壓力，Q物體是受力物體，壓力F應作用在Q上，B、D錯；壓力方向與接觸面垂直指向被壓的物體，A對C錯． 【答案】　A 2．(雙選)如圖3－1－14所示飛機靜止在空中，對物塊與繩間的彈力敘述正確的是(　　) 圖3－1－14 A．物塊掛在繩下，物塊與繩子同時發(fā)生形變，物塊受到向上的拉力是由于物塊發(fā)生了形變 B．物塊掛在繩下，受重力作用拉緊懸繩，使繩子發(fā)生形變，對物塊產(chǎn)生向上的拉力 C．物塊掛在繩下，物塊對懸繩的拉力是由于物塊的形變有向下恢復原狀的趨勢產(chǎn)生的 D．掛在懸繩下的物塊受到的拉力是飛機產(chǎn)生 【解析】　繩子吊起物塊時繩子發(fā)生形變，要恢復原狀，對物塊產(chǎn)生彈力．方向沿繩子向上，同時物塊發(fā)生形變，要恢復原狀對繩子產(chǎn)生彈力，方向向下，故B、C是正確的． 【答案】　BC 3．下列各種情況，不屬于彈性形變的是(　　) 壓縮的彈簧　　　　　　　 　拉力器被拉伸 　　　 A　　　　　　　　　　　 B 彈性桿被壓彎曲　　　　 　　　橡皮泥被扭曲 　　　 C　　　　　　　　　　　　D 【解析】　由彈性形變定義知，只有D不屬于彈性形變． 【答案】　D 4．(xx·福州高一檢測)如圖3－1－15所示，球A在斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止狀態(tài)，關于球A所受的彈力，以下說法正確的是(　　) 圖3－1－15 A．球A僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上 B．球A受兩個彈力作用，一個水平向左，一個垂直斜面向下 C．球A受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上 D．球A受三個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上，一個豎直向下 【解析】　彈力方向與接觸面垂直，小球應受兩個彈力，擋板與斜面對小球都有彈力作用，C項正確． 【答案】　C 5．(雙選)下圖中A、B之間一定有彈力作用的是(　　) 【解析】　由彈力產(chǎn)生的條件可知，A、C圖中兩球相互接觸但無相互擠壓，無彈力；B、D圖中兩球既接觸又相互擠壓，有彈力作用． 【答案】　BD 6．(xx·廣東開平市高一檢測)如圖3－1－16甲所示，一個彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連．當對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時，在電腦上得到了彈簧長度的形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關系圖象(如圖3－1－16乙)．則下列判斷錯誤的是(　　) 　　 　甲　　　　　　　　　乙 圖3－1－16 A．彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比 B．彈簧長度的增加量與對應的彈力增加量成正比 C．該彈簧的勁度系數(shù)是200 N/m D．該彈簧受到反向壓力時，勁度系數(shù)不變 【解析】　根據(jù)胡克定律F＝kx知F∝x，x是彈簧的形變量，A錯B對；F－x圖象斜率為勁度系數(shù)k＝200 N/m，C正確．勁度系數(shù)由彈簧本身因素決定，與拉、壓無關，D正確．故本題答案為A. 【答案】　A 7．如圖3－1－17所示，兩匹馬各用1 000 N的水平力向兩邊拉一個重力不計的彈簧測力計，則彈簧測力計的指針應該指示(　　) 圖3－1－17 A．0　　　B．1 000 N　 　C．2 000 N　 　D．500 N 【解析】　彈簧測力計處于靜止狀態(tài)，其示數(shù)等于一端拉力的大小，故只有B正確． 【答案】　B 8．(雙選)(xx·揭陽高一檢測)如圖3－1－18所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝3 N，GB＝4 N．A用細線懸掛在頂板上，B放在水平面上，A、B間輕彈簧的彈力F1＝2 N，則細線的張力F2及B對地面的壓力F3的可能值分別是(　　) 圖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】　若彈簧被拉伸，則A受向下的拉力，B受向上的拉力，由二力平衡可知B正確；若彈簧被壓縮，則A受向上的彈力，B受向下的彈力，由二力平衡可知C正確． 【答案】　BC 9．在圖3－1－19中，物體A處于靜止狀態(tài)，請畫出各圖中A物體所受的彈力． 圖3－1－19 【答案】　如圖所示 10．三個相同的支座上分別擱著三個質量和直徑都相同的光滑小球a、b、c，支點P、Q在同一水平面上，a的重心O位于球心，b、c的重心O分別位于球心的正上方和正下方，如圖3－1－20所示，三球皆靜止，試分析三種情況下支點P、Q對球的彈力的方向． 圖3－1－20 【解析】　小球和接觸面屬于點—面接觸，彈力的方向與過接觸點的切面垂直且指向球心，與重心位置無關，故三種情況下彈力的方向相同，如圖所示． 【答案】　見解析 圖3－1－21 11．一根豎直懸掛的輕質彈簧，下端掛上2 N的物體時，其伸長量為2 cm.一研究小組用它探究彈簧彈力和伸長的關系，在彈簧彈性限度內(nèi)，測出懸掛不同重物時，彈簧彈力和彈簧伸長量的關系，畫出了如圖3－1－21所示的圖象．該圖象以縱軸表示彈力F，單位為牛頓，圖線為反比例關系的雙曲線，因繪圖同學的疏忽，忘記在橫軸標出關于彈簧伸長量x的表達式，請你幫助寫出橫軸所表示的彈簧伸長量x的表達式：______________．圖象中采用國際單位制，對應縱坐標為4 N的橫坐標的坐標值應為______________． 【解析】　彈簧下端掛2 N的物體時，彈簧伸長量為2 cm，則由胡克定律F＝kx得 k＝100 N/m，即F＝100x① 設圖象中的橫坐標為a，則圖線表達式為F＝(k′為反比例函數(shù)的比例系數(shù))，由圖象可知，當a＝5時F＝20，所以k′＝100， 即F＝② 由①②可得a＝，故橫軸的表達式為. 由F＝知，當F＝4 N時，a＝25. 【答案】　　25 12．“蹦極”是一種極限運動，人自身所受的重力使其自由下落，被拉伸的橡皮繩又會產(chǎn)生向上的力，把人拉上去，然后人再下落．正是在這上上下下的振蕩中，蹦極者體會到驚心動魄的刺激，如圖3－1－22所示．設一次蹦極中所用的橡皮繩原長為15 m，質量為50 kg的蹦極者運動到最低點時橡皮繩長為26.5 m，當蹦極者停止振蕩時橡皮繩長為17.5 m，則蹦極者運動到最低點時受到橡皮繩的拉力為多大？(g取10 m/s2) 圖3－1－22 【解析】　當蹦極者停止振蕩處于靜止時，蹦極者處于平衡狀態(tài)，由二力平衡得 F1＝mg＝50×10 N＝500 N 此時橡皮繩的伸長量為 x1＝17.5 m－15 m＝2.5 m 又由胡克定律得F1＝kx1 則橡皮繩的勁度系數(shù)為 k＝＝ N/m＝200 N/m 當蹦極者運動到最低點時橡皮繩的拉力為 F2＝kx2＝200×(26.5－15)N＝2 300 N. 【答案】　2 300 N 【備選習題】(教師用書獨具) 圖－－ 1．臺球以速度v0與球桌邊框成θ角撞擊O點，反彈后速度為v1，方向與球桌邊框夾角仍為θ，如圖所示．OB垂直于桌邊，則下列關于桌邊對小球的彈力方向的判斷中正確的是(　　) 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】　臺球與桌邊框碰撞時，受到邊框的彈力作用，彈力的方向應與邊框垂直，即沿OB方向，故B正確． 【答案】　B 圖3－1－12 2．如圖3－1－12所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定一個重為2 N的小球，小球處于靜止狀態(tài)，則彈性桿對小球的彈力(　　) A．大小為2 N，方向平行于斜面向上 B．大小為1 N，方向平行于斜面向上 C．大小為2 N，方向垂直于斜面向上 D．大小為2 N，方向豎直向上 【解析】　小球受重力和桿的支持力(彈力)作用處于靜止狀態(tài)，由二力平衡知識可知，桿對小球的彈力與重力等大、反向． 【答案】　D 3．下表是某同學為探究彈力和彈簧伸長的關系所測的幾組數(shù)據(jù)： 彈力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 彈簧的伸長x/cm 2.6 5.0 6.8 9.8 12.4 (1)請你在如圖中的坐標系上作出F－x圖象． (2)寫出作出的圖象曲線所代表的函數(shù)．(x用m作單位) (3)解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義． 【解】　(1)如下圖所示 (2)由圖象得：F＝20x. (3)函數(shù)表達式中的常數(shù)表示使彈簧伸長(或壓縮)1 m所需的拉力為20 N. 【備課資源】(教師用書獨具) FRP彈簧的研制和發(fā)展 發(fā)展情況： 塑料彈簧具有鋼制彈簧難以取代的優(yōu)點，因此世界上各個國家競相開展研制，取得了不少研制成果，有些已投入實際應用，它的發(fā)展大體經(jīng)歷了三個階段． 1970年以前為原理性實驗探索階段．在這一階段，發(fā)表的應用理論分析文章和階段性研制報告比較多.1980年以前為實用化研制階段．在這一階段，由于塑料工業(yè)的發(fā)展，耐溫、耐磨和價格合理的纖維增強塑料研制成功.1980年之后為實際應用穩(wěn)定發(fā)展階段．用熱塑性塑料注射成型的一體化彈簧組件(將塑料彈簧和塑料零件制作成一體)已投放市場應用．總之，近年來塑料彈簧投入實際應用的數(shù)量和范圍都在穩(wěn)步發(fā)展． 使用材料： 目前，塑料彈簧主要使用熱固性塑料，特別是熱固性纖維增強塑料，也有使用熱塑性塑料的，但數(shù)量不多． 從使用角度考慮，對彈簧材料性能的主要要求是：(1)變形能V值要大(即彈簧模量E值要小)．(2)強度，特別是疲勞強度要大．(3)容易加工成型，塑料與金屬的性能有許多差異，設計塑料彈簧時，應認真考慮以下問題：(1)彈性模量；(2)工作環(huán)境溫度；(3)載荷作用時間；(4)變形量對E值的影響． 塑料彈簧雖然在實際中得到了一些應用，但還沒有完善的應用理論體系，需要進一步完善和解決，它的研制和應用將會繼續(xù)向前發(fā)展．