课时作业(六) [第6讲 力 重力 弹力]
基础热身
1.关于力的概念,下列说法正确的是( )
A.一对作用力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体 B.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的 C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力F,等弹簧再压缩x距离后才反过来给手一个弹力
D.根据力的作用效果命名的相同名称的力,性质可能不相同 2.[2011·济宁模拟] 下列关于物体重力的说法中,正确的是( ) A.地球上的物体自由下落时不受重力
B.同一物体在某处向上抛出后所受重力较小,向下抛出后所受重力较大 C.某物体在同一位置时,所受重力与静止还是运动无关,重力大小是相同的 D.物体所受重力大小与其质量有关
3.如图K6-1所示, A、B两个物块的重力分别是GA=3 N,GB=4 N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( )
A.1 N、6 N B.5 N、6 N C.1 N、2 N D.5 N、2 N
图K6-1 图K6-2
4.质量分别为M和m的物体A和B,用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止于水平地面上,如图K6-2所示,不计摩擦,A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为( )
A.(M+m)g、(M-m)g B.mg、Mg C.(M-m)g、Mg D.mg、(M-m)g 技能强化
图K6-3
5.如图K6-3所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻质弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B都处于静止状态.现通过细绳将A加速向上拉起,当B刚要离开地面时,A上升距离为L.假设弹簧一直在弹性限度范围内,则( )
mg2mg
A.L= B.L= kkmg2mgC.L< D.L>
kk
6.[2011·德州模拟] 如图K6-4所示,某一弹簧测力计外壳的质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计,将其放在光滑水平面上,现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧测力计的示数,下列说法正确的是( )
图K6-4
A.只有F1>F2时,示数才为F1 B.只有F1<F2时,示数才为F2
C.不论F1、F2关系如何,示数均为F1 D.不论F1、F2关系如何,示数均为F2
7.如图K6-5所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O安装在一根轻木杆B上,一根轻绳AC绕过滑轮,绳与滑轮间的摩擦不计,A端固定在墙上,且绳保持水平,C端下面挂一个重物,BO与竖直方向夹角θ=45°,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变,改变θ的大小,则滑轮受到木杆的弹力大小变化的情况是( )
A.只有角θ变小,弹力才变小 B.只有角θ变大,弹力才变大
C.不论角θ变大或变小,弹力都变大 D.不论角θ变大或变小,弹力都不变
图K6-5 图K6-6 8.[2011·成都摸底] 缓冲装置可抽象成如图K6-6所示的简单模型,图中A、B为原长相等、劲度系数分别为k1、k2(k1≠k2)的两个不同的轻质弹簧.下列表述正确的是( )
A.装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动稳定后,两弹簧产生的弹力之比F1∶F2=k1∶k2 C.势片向右移动稳定后,两弹簧的长度之比l1∶l2=k2∶k1 D.垫片向右移动稳定后,两弹簧的压缩量之比x1∶x2=k2∶k1
9.内有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如图K6-7所示的状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是( )
图K6-7
A.若小车向左运动,N可能为零 B.若小车向左运动,T可能为零 C.若小车向右运动,N不可能为零 D.若小车向右运动,T不可能为零
10.一个质量可以不计的弹簧,其弹力F的大小与长度l的关系如图K6-8中直线a、b所示,这根弹簧的劲度系数为( )
图K6-8
A.1250 N/m B.625 N/m C.2500 N/m D.833 N/m 11.[2011·启东模拟] 如图K6-9所示,AO是具有一定质量的均匀细杆,可绕O点在竖直平面内自由转动.细杆上的P点与放在水平桌面上的圆柱体接触,圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡.已知杆的倾角θ=60°,圆柱体的重力大小为G,竖直挡板对圆柱体的压力大小为2G,各处的摩擦都不计,试回答下列问题:
(1)作出圆柱体的受力分析图;
(2)通过计算求出圆柱体对均匀细杆AO的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小.
图K6-9
12.如图K6-10所示,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一质量为m的物体C,物体A、B、C都处于静止状态.已知重力加速度为g,忽略一切摩擦.
(1)求物体B对地面的压力; (2)把物体C的质量改为5m,这时,C缓慢下降,经过一段时间系统达到新的平衡状态,这时B仍没离开地面,且C只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体A上升的高度.
图K6-10
挑战自我
13.如图K6-11所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A受到的合外力和从开始到此时物块A的位移d.(重力加速度为g)
图K6-11
课时作业(六)
【基础热身】
1.AD [解析] 力是物体间的相互作用,受力物体同时也是施力物体,施力物体同时也是受力物体,所以A正确;产生弹力时,施力物体和受力物体同时发生形变,但弹力是由施力物体形变引起的,反作用力是由受力物体形变引起的,放在桌面上的木块受到桌面给它向上的弹力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,故B不正确;力的作用是相互的,作用力和反作用力同时产生、同时消失,故C选项错误;根据力的作用效果命名的力,性质可能相同,也可能不相同,如向心力,可以是绳子的拉力,也可以是电场力,还可以是其他性质的力,D选项正确.
2.CD [解析] 地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用,故运动或静止的物体均受重力,选项A错误;某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定,与此物体的运动状态无关,选项B错误,选项C正确;物体所受重力G=mg,在g一定时,G由m决定,选项D正确.
3.AD [解析] 弹簧的弹力为2 N,有两种可能情形:①弹簧处于拉伸状态,②弹簧处于压缩状态.当弹簧处于拉伸状态时,A正确;当弹簧处于压缩状态时,D正确.
4.D [解析] 物体B处于静止状态,则绳子拉力大小T=mg,A对绳的作用力的大小为mg,再以物体A为研究对象,在竖直方向根据平衡条件有T+N=Mg,所以地面对A的作用力的大小为N=(M-m)g.选项D正确.
【技能强化】
5.B [解析] 不拉A时,对A:kx1=mg;B刚要离开地面时,对B:kx2=mg,L=x1
2mg
+x2.解得L=.
k
6.C [解析] 弹簧测力计的示数决定于作用在秤钩上力的大小,而与作用在和外壳相连的提环上的力无关,故正确选项为C.
7.D [解析] 绳A和绳C的拉力大小与方向均不变,所以其合力不变,对滑轮而言,杆的作用力必与两绳拉力的合力平衡,所以杆的弹力大小与方向均不变,选项D正确.
8.D [解析] 根据力的作用是相互的可知:轻质弹簧A、B中的弹力大小是相等的,即k1x1=k2x2,所以两弹簧的压缩量之比x1∶x2=k2∶k1,故选项D正确.
9.AB [解析] 小车向左做减速运动时,N可能为零,选项A正确;小车向左做加速运动时,T可能为零,选项B正确;小车向右做加速运动时,N可能为零,选项C错误;小车向右做减速运动时,T可能为零,选项D错误.
10.C [解析] 由图象可以看出在直线a对应的阶段,弹簧处于压缩状态,弹力F随着缩短量的减小而减小,当弹簧长度为12 cm时恢复原长;直线b对应的是弹簧的伸长阶段,弹力F随伸长量的增大线性递增.由此可看出当弹力F=100 N时,弹簧对应的形变量x=4
F
cm,根据胡克定律可求出弹簧的劲度系数k==2500 N/m,选项C正确.
x
23+34
11.(1)如图所示 (2)3G G
33
[解析] (1)对圆柱体进行受力分析,受力分析图如图所示,其中FN1、FN2、FN3分别为桌面、挡板、细杆对圆柱体的弹力.
(2)已知竖直挡板对圆柱体的弹力大小为2G,即FN2=2G,根据平衡关系有 FN3sin60°=FN2,
4
解得FN3=3G
3设圆柱体对均匀细杆AO的作用力大小为F′N3,根据牛顿第三定律有
4
F′N3=3G
3
由竖直方向的平衡关系有 FN1=FN3cos60°+G
23+3
代入数据解得FN1=G.
34mg
12.(1)4mg (2) k
[解析] (1)对A、B整体:mg+FN=5mg 所以FN=4mg
(2)对B:FN=3mg+Fk 所以Fk=mg
物体C的质量改为5m,当系统达到新的平衡状态后,进行受力分析. 对A:T=Fk′+2mg 对C:T=5mg 所以Fk′=3mg 即kx1=3mg
3mgx1= k
开始时,弹簧的压缩量为x2,则kx2=mg
4mg
所以A上升的高度为:hA=x1+x2=.
k
【挑战自我】
?mA+mB?gsinθ
13.F-(mA+mB)gsinθ k
[解析] B刚要离开C时,弹簧弹力大小为 F弹=mBgsinθ.
以A为研究对象,受力如图所示.
故合力F合=F-F弹-mAgsinθ=F-(mA+mB)gsinθ,
mAgsinθ
开始时弹簧压缩量Δx1= k
mBgsinθ
B刚要离开时,弹簧伸长量Δx2=
k
?mA+mB?gsinθ
所以A的位移d=Δx1+Δx2=. k
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