第三章相互作用 物理必修1(人教版) 第二课时弹力 巩固篇 水平测试 1.(双选)关于形变,下列说法正确的是() A.物体形状的改变叫弹性形变 B.物体受到外力作用后发生的形状改变叫弹性形变 C.物体在外力去掉后能恢复原状的形变叫弹性形变 D.任何物体在外力的作用下都能发生形变,不发生形变的物体 是不存在的 解析:物体的形变分为弹性形变和非弹性形变,二者区别在于去 掉外力后形变是否恢复,能够恢复原状的称为弹性变,否则为非弹 性形变,综上所述选项C、D正确 答案:CD 个物体静止在水平桌面上时,下列说法正确的是() A.物体对桌面的压力就是该物体的重力 B.物体对桌面的压力使该物体发生形变 C.桌面形变产生对物体的支持力 D.以上说法都不正确
第三章 相互作用 物理·必修 1(人教版) 第二课时 弹 力 水 平 测 试 1．(双选)关于形变，下列说法正确的是( ) A．物体形状的改变叫弹性形变 B．物体受到外力作用后发生的形状改变叫弹性形变 C．物体在外力去掉后能恢复原状的形变叫弹性形变 D．任何物体在外力的作用下都能发生形变，不发生形变的物体 是不存在的 解析：物体的形变分为弹性形变和非弹性形变，二者区别在于去 掉外力后形变是否恢复，能够恢复原状的称为弹性形变，否则为非弹 性形变，综上所述选项 C、D 正确． 答案：CD 2．一个物体静止在水平桌面上时，下列说法正确的是( ) A．物体对桌面的压力就是该物体的重力 B．物体对桌面的压力使该物体发生形变 C．桌面形变产生对物体的支持力 D．以上说法都不正确
第三章相互作用 解析:物体的重力是对桌面产生压力的原因但重力不是压力桌 面对物体的弹力使物体发生飛变 答案:C 3.(双选)一辆汽车停在水平地面上,下列关于汽车与地面所受 弹力的说法正确的是() A.地面受到向下的压力,是因为地面发生了形变 B.地面受到向下的压力,是因为汽车发生了形变 C.汽车受到向上的支持力,是因为地面发生了形变 D.汽车受到向上的支持力,是因为汽车发生了形变 解析:弹力是由于发生弹性形变的物体要恢复原状对跟它接触的 物体施加的力的作用,恢复原状的前力,也就是该物体对与它接触的 物体产生的弹力,所以一个物体受到的弹力是另一个物体发生形变产 生的汽车停在水平地面上,由于重力的作用汽车与地面相互挤压, 发生形变,产生弹单力,地面受到向下的压力是由于汽车发生形变要恢 复原状产生的,施力物体是汽车;汽车受到向上的支持力是由于地面 发生形变要恢复原状产生的,施力物体是地面 答案:BC 4.如图所示
第三章 相互作用 解析：物体的重力是对桌面产生压力的原因，但重力不是压力．桌 面对物体的弹力使物体发生形变． 答案：C 3．(双选)一辆汽车停在水平地面上，下列关于汽车与地面所受 弹力的说法正确的是( ) A．地面受到向下的压力，是因为地面发生了形变 B．地面受到向下的压力，是因为汽车发生了形变 C．汽车受到向上的支持力，是因为地面发生了形变 D．汽车受到向上的支持力，是因为汽车发生了形变 解析：弹力是由于发生弹性形变的物体要恢复原状对跟它接触的 物体施加的力的作用，恢复原状的能力，也就是该物体对与它接触的 物体产生的弹力，所以一个物体受到的弹力是另一个物体发生形变产 生的．汽车停在水平地面上，由于重力的作用，汽车与地面相互挤压， 发生形变，产生弹力，地面受到向下的压力是由于汽车发生形变要恢 复原状产生的，施力物体是汽车；汽车受到向上的支持力是由于地面 发生形变要恢复原状产生的，施力物体是地面． 答案：BC 4．如图所示
第三章相互作用 一根弹性杆的一端固定在倾角为309的斜面上,杆的另一端固定 个重为2N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2N,方向平行于斜面向上 B.大小为1N,方向平行于斜面向上 C.大小为2N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2N,方向竖直向上 解析: 重力G=2N, 方向竖直向下 小球 二力F和G等 静止L[杆对小球的弹力F}平衡大、反向 答案:D 5.如图所示,弹簧测力计和细线的重力不计,一切摩擦不计, 重物的重力G=10N,则弹簧测力计A和B的读数分别为() uuL CLH H B A.10N,20N B.10N,10N C.10N,0 D.0,0
第三章 相互作用 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： 答案：D 5．如图所示，弹簧测力计和细线的重力不计，一切摩擦不计， 重物的重力 G＝10 N，则弹簧测力计 A 和 B 的读数分别为( ) A．10 N,20 N B．10 N,10 N C．10 N,0 D．0,0
第三章相互作用 解析ε弹黉测力计的示数是弹黉测力计一端所受拉力的大小.物 体都处于静止状态,拉力大小都等于物体所受重力的大小,B正确 答案:B 6.如图所示的四个图中,M、N两方形木块处于静止状态,它 们相互之间一定没有弹力作用的是() M EwM水平面 水平面 NM水平面 B D 解析:D选项中N与M间虽接触但不存在挤助力,故D中M、 N之间一定不存在弹力 答案:D 7.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示.下列关于足球 与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是() A.沿v1的方向 B.沿a2的方向
第三章 相互作用 解析：弹簧测力计的示数是弹簧测力计一端所受拉力的大小．物 体都处于静止状态，拉力大小都等于物体所受重力的大小，B 正确． 答案：B 6．如图所示的四个图中，M、N 两方形木块处于静止状态，它 们相互之间一定没有弹力作用的是( ) 解析：D 选项中 N 与 M 间虽接触但不存在挤压力，故 D 中 M、 N 之间一定不存在弹力． 答案：D 7．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示．下列关于足球 与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( ) A．沿 v1的方向 B．沿 v2的方向
第三章相互作用 C.先沿1的方向后沿2的方向 D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向 解析:足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用,足球所受弹 力方向垂直于斜台指向足球,即斜向左上方的方向,故D正确 答案:D 素能提高 8如图所示,两木块的质量分别为m和m2,两轻质弹簧的劲度 系数分别为k1和k2,上面木块压在上面弹簧上(但不拴接)整个系统 处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹 簧.在这个过程中,下面木块移动的距离为( 1 k1 B 2 mig B m1g 2g 解析:在没有施加外力向上提时,彍k2被压缩的长度Ax=
第三章 相互作用 C．先沿 v1的方向后沿 v2的方向 D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向 解析：足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用，足球所受弹 力方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方的方向，故 D 正确． 答案：D 素 能 提 高 8.如图所示，两木块的质量分别为 m1和 m2，两轻质弹簧的劲度 系数分别为 k1和 k2，上面木块压在上面弹簧上(但不拴接)，整个系统 处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹 簧．在这个过程中，下面木块移动的距离为( ) A. m1g k1 B. m2g k2 C. m1g k2 D. m2g k1 解析：在没有施加外力向上提时，弹簧 k2 被压缩的长度 Δx＝
第三章相互作用 (m+ m2 k ,在用力缓慢向上提至m刚离开上面弹黉时,弹簧k2仍被 压缩,但压缩量Ax=所以,在此过程中,下面木块移动的距 离 1g k3 故答案为C. 答案:C 9.一轻弹簧原长为10cm,在它的下端挂一个重为4N的物体 时,弹簧的长度为12cm若在它的下端挂一个重为8N的物体时,弹 簧的长度为多少? 解析:弹簧的原长b=10cm,当弹簧下端的重物静止时,弹簧 的弹力等于重物的重力.当挂4N的重物时,弹簧的弹力F1=4N, 弹簧的长度h=12cm, 则形变量x1=l1-l=2cm; 当挂8N的重物时,F2=8N 设弹簧的长度为l2,则x2=l2-l 由胡克定律F=可知y 代入数据解得l2=14cm 答案:14cm 10.如图所示,一根弹簧没有悬挂重物时,其自由端B正对齐 刻度尺的零度线,挂上100N重物时,正对着刻度20,试问:
第三章 相互作用 (m1＋m2)g k2 ，在用力缓慢向上提至 m1刚离开上面弹簧时，弹簧 k2仍被 压缩，但压缩量 Δx′＝ m2g k2 .所以，在此过程中，下面木块移动的距 离 Δx－Δx′＝ m1g k2 .故答案为 C. 答案：C 9．一轻弹簧原长为 10 cm，在它的下端挂一个重为 4 N 的物体 时，弹簧的长度为 12 cm.若在它的下端挂一个重为 8 N 的物体时，弹 簧的长度为多少？ 解析：弹簧的原长 l0＝10 cm，当弹簧下端的重物静止时，弹簧 的弹力等于重物的重力．当挂 4 N 的重物时，弹簧的弹力 F1＝4 N， 弹簧的长度 l1＝12 cm， 则形变量 x1＝l1－l0＝2 cm； 当挂 8 N 的重物时，F2＝8 N， 设弹簧的长度为 l2，则 x2＝l2－l0. 由胡克定律 F＝kx 可知F1 x1 ＝ F2 x2 ， 代入数据解得 l2＝14 cm. 答案：14 cm 10．如图所示，一根弹簧没有悬挂重物时，其自由端 B 正对齐 刻度尺的零度线，挂上 100 N 重物时，正对着刻度 20，试问：
第三章相互作用 A 0 10 30 (1)当弹簧分别挂50N和150N重物时,自由端所对刻度尺的刻 度是多少? (2)若自由端所对刻度是18,这时弹簧下端挂了多重的重物? 解析:由实验装置可知,弹与刻度尺已经组成了一支弹单簧测力 计 (1)当F1=50N时,正对刻度10; 当F2=150N时,正对刻度30 G18 (2)设所挂重物重为G,则 100N20 解得G=90N. 答案:(1)1030(2)90N
第三章 相互作用 (1)当弹簧分别挂 50 N 和 150 N 重物时，自由端所对刻度尺的刻 度是多少？ (2)若自由端所对刻度是 18，这时弹簧下端挂了多重的重物？ 解析：由实验装置可知，弹簧与刻度尺已经组成了一支弹簧测力 计． (1)当 F1＝50 N 时，正对刻度 10； 当 F2＝150 N 时，正对刻度 30. (2)设所挂重物重为 G，则 G 100 N ＝ 18 20， 解得 G＝90 N. 答案：(1)10 30 (2)90 N
第三章相互作用 多彩生活 圆柱体的扭转 圆柱体两端受到一对大小相等方向相反的力偶矩时,将发生扭 转形变.在微小虫转形变下,圆柱体的各横截面间距不变,即圆柱体 不伸长或缩短;各横截面上的丬径仍保持为直线 Ma M 但发生相对转动圆柱体两端面相对转过的角度叫柱体的扭转 角,用φ耘.如右图所示.从图中可以看出,柱面上每一根母线 随着圆柱体的扭转都倾斜一个角度,使得柱面上每一个“正方形”面 积元都变成了“菱形”.所以妞转飛变本质上是剪切变,母过 的角度W就是相应的剪切应变 在微小形变的条件下,剪切座变平=1表体积元所在半径, 表示柱长.可见,在同一同心圆薄层内剪切应变相同,不同层内剪 切应变不同,中轴线处的狭长体积元无剪切应变,圆柱表面上体积
第三章 相互作用 圆柱体的扭转 圆柱体两端受到一对大小相等、方向相反的力偶矩时，将发生扭 转形变．在微小扭转形变下，圆柱体的各横截面间距不变，即圆柱体 不伸长或缩短；各横截面上的半径仍保持为直线 但发生相对转动．圆柱体两端面相对转过的角度叫圆柱体的扭转 角，用 Φ 表示．如右图所示．从图中可以看出，柱面上每一根母线 随着圆柱体的扭转都倾斜一个角度，使得柱面上每一个“正方形”面 积元都变成了“菱形”．所以扭转形变本质上是剪切形变，母线转过 的角度 Ψ 就是相应的剪切应变． 在微小形变的条件下，剪切应变 Ψ＝ rΦ l .r 表示体积元所在半径， l 表示柱长．可见，在同一同心圆薄层内剪切应变相同，不同层内剪 切应变不同，中心轴线处的狭长体积元无剪切应变，圆柱表面上体积
第三章相互作用 元的剪切应变最大.剪切应变φ和体积元所在半径r一定时,杄越 长,即l越大,则扭转角Φ越大 因内外层剪切应变不同,根据剪切形变的胡克定律,内外层剪切 应力也不同,靠外层剪切应力较大.剪切应力的出现起着抵抗扭转形 变的作用,因此抵抗形变的任务主要是由外层材料来承担,靠近中心 轴线的材料几乎不起什么作用 经过计算可证明,产生扭转的力便矩M和实心圆柱扭转角有 如下关系 πNR M=-21 R和1分别表示圆柱的半径与长度N为剪切模量式中c=mP 2l 称为圆柱体的扭转系数 当M一定时,R越大,l越小,则φ越小,而粗的圆柱体具 有较强的抵抗扭转形变的能力.反之,细而长的圆柱体抵抗扭转胶变 的能力较弱
第三章 相互作用 元的剪切应变最大．剪切应变 Ψ 和体积元所在半径 r 一定时，杆越 长，即 l 越大，则扭转角 Φ 越大． 因内外层剪切应变不同，根据剪切形变的胡克定律，内外层剪切 应力也不同，靠外层剪切应力较大．剪切应力的出现起着抵抗扭转形 变的作用，因此抵抗形变的任务主要是由外层材料来承担，靠近中心 轴线的材料几乎不起什么作用． 经过计算可证明，产生扭转的力偶矩 M 和实心圆柱扭转角 Φ 有 如下关系： M＝ πNR4 2l φ＝cφ. R 和 l 分别表示圆柱的半径与长度，N 为剪切模量，式中 c＝ πNR4 2l 称为圆柱体的扭转系数． 当 M 一定时，R 越大，l 越小，则 Φ 越小，即短而粗的圆柱体具 有较强的抵抗扭转形变的能力．反之，细而长的圆柱体抵抗扭转形变 的能力较弱．