课标通用2021高考物理一轮复习作业5重力弹力含解析

1作业5重力弹力-2-一、选择题1．(杭锦后旗月考)关于重心，下列说法正确的是()A．重心是物体内重力最大的点B．任何几何形状规则的物体的重心必与几何中心重合C．重心是重力的作用点，它总是在物体上，不可能在物体外D．重心是物体各部分所受重力的合力的作用点解析：重心在效果上可以看作物体各部分所受重力的集中点，故A错误；任何有规则形状的均匀物体，其重心一定与它的几何中心重合，即质量分布不均匀的物体则不一定，故B错误；物体重心可能在物体上，也可能在物体外，比如均匀圆环的重心在环外，故C错误；重心是物体各部分所受重力的集中点，故D正确．答案：D图5－12．(江西宜春月考)如图5－1所示，物体A静止在斜面B上，下列说法正确的是()A．斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的B．物块A对斜面B的弹力是物块A重力的一个分力C．斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的D．物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相反的解析：斜面B对物块A的弹力方向是垂直于斜面向上的，A错误，C正确；物块A对斜面B的弹力是物块A对斜面的压力，B错误；物决A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的，D错误．答案：C图5－23．(广东珠海期末联考)如图5－2所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向左拉木块1，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是()-3-A．l＋μkm1gB．l＋μk(m1＋m2)gC．l＋μkm2gD．l＋μkm1m2m1＋m2g解析：以木块2为研究对象，受到向左的弹簧的拉力和向右的地面的摩擦力而做匀速运动，拉力等于摩擦力，kΔx＝μm2g，Δx＝μkm2g，两木块之间的距离是l＋μkm2g，C正确，A、B、D错误．答案：C图5－34．(大庆铁人中学模拟)如图5－3所示，轻质弹簧连接A、B两物体，弹簧劲度系数为k，A、B质量分别为m1、m2；A放在水平地面上，B也静止；现用力拉B，使其向上移动，直到A刚好离开地面，此过程中，B物体向上移动的距离为()A.m1gkB.m2gkC.（m1＋m2）gkD.m1－m2gk解析：开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为x1，由胡克定律有kx1＝m2g，物体A恰好离开地面时，弹簧的拉力为m1g，设此时弹簧的伸长量为x2，由胡克定律有kx2＝m1g，这一过程中，物体B上移的距离d＝x1＋x2，联立可解得d＝（m1＋m2）gk，C正确．故选C.答案：C5．在天花板上用相同的两根轻质细线1和2悬挂一块薄板，细线1和2与竖直方向分别成45°、60°角，薄板处于静止状态，如图5－4所示，则下列说法正确的是()图5－4A．细线2对薄板的拉力大于细线1对薄板的拉力B．设法保持重心位置不变，缓慢增加薄板的质量，则细线1先断-4-C．细线1和2延长线的交点一定是薄板的重心位置D．细线2端点O2缓慢向右侧移动，且保持细线1位置不变，细线1对薄板的拉力减小解析：薄板在重力和细线1、2的拉力的作用下处于静止状态，三力的延长线必交于同一点，但不一定是重心，故C错误；把两细线拉力正交分解，在水平方向F1sin45°＝F2sin60°，可得细线2对薄板的拉力小于细线1对薄板的拉力，故A错误；在重心位置不变，缓慢增加薄板的质量时，两细线的拉力同时增大，由于细线1的拉力较大，所以细线1先断，故B正确；设细线2与水平方向的夹角为θ，在水平方向有F1sin45°＝F2cosθ；在竖直方向，根据平衡条件有F1cos45°＋F2sinθ＝mg，F1＝mgcos45°＋sin45°tanθ，细线2端点O2缓慢向右侧移动，细线2与水平方向的夹角θ减小，tanθ减小，所以细线1对薄板的拉力F1增大，故D错误．答案：B图5－56．如图5－5所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，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，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()A．只有角θ变小，作用力才变大B．只有角θ变大，作用力才变大C．不论角θ变大或变小，作用力都变大D．不论角θ变大或变小，作用力都不变解析：由于两侧细绳中拉力不变，若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小、方向不变，选项D正确，A、B、C错误．答案：D7．(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是()A．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B．由k＝Fx可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量成反比-5-C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小解析：在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F＝kx，故A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F及x无关，B错误，故C正确；由胡克定律得k＝Fx，可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k相等，故D正确．答案：ACD图5－68．(多选)如图5－6所示，小球a的质量为小球b质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态．轻弹簧A与竖直方向夹角为60°，轻弹簧A、B伸长量刚好相同，则下列说法正确的是()A．轻弹簧A、B的劲度系数之比为3∶1B．轻弹簧A、B的劲度系数之比为2∶1C．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2∶1D．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为3∶2解析：设轻弹簧A、B伸长量都为x，小球a的质量为m，则小球b的质量为2m.对小球b，由平衡条件，弹簧B中弹力为kBx＝2mg；对小球a，由平衡条件，竖直方向kBx＋mg＝kAxcos60°，联立解得kA＝3kB，选项A正确，B错误；水平方向，轻绳上拉力F＝kAxsin60°，选项C错误，D正确．答案：AD图5－79．(多选)如图5－7所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()-6-A．球一定受墙的弹力且水平向左B．球可能受墙的弹力且水平向左C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上解析：F大小合适时，球可以静止在无墙的斜面上，F增大时墙才会对球有水平向左的弹力，故A错误，B正确；而斜面必须有斜向上的弹力才能使球不下落，故C正确，D错误．答案：BC10．(多选)如图5－8所示，某同学通过滑轮组将一重物吊起，该同学对绳的竖直拉力为F1，对地面的压力为F2，不计滑轮与绳的重力及摩擦，则在重物缓慢上升的过程中，下列说法正确的是()图5－8A．F1逐渐变小B.F1逐渐变大C．F2逐渐变小D．F2先变大后变小解析：由题图可知，滑轮两边绳的拉力均为F1,设动滑轮两边绳的夹角为θ，对动滑轮有2F1cosθ2＝mg，当重物上升时，θ2变大，cosθ2变小，F1变大；对该同学，有F2′＋F1＝Mg，而F1变大，Mg不变，则F2′变小，即对地面的压力F2变小．综上可知，B、C正确．答案：BC图5－911．(多选)两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上．两个小球下面分别连一轻弹簧．两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上，如图5－9所示．已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形．则下列判断正确的是()A．水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg＋mg-7-B．连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为mg3C．连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为33kmgD．套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为36kmg解析：水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg＋mg2，选项A错误；设下面两个弹簧的弹力均为F，则2Fsin60°＝mg，解得F＝33mg，结合胡克定律得kx＝33mg，则x＝33kmg，选项B错误，选项C正确；下面的一根弹簧对M的水平分力为Fcos60°＝36mg，再结合胡克定律得kx′＝36mg，解得x′＝36kmg，选项D正确．答案：CD12．(潍坊质检)(多选)如图5－10所示，在倾角为30°的光滑斜面上，A、B两个质量均为m的滑块用轻质弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，水平力F作用在滑块B上，此时弹簧长度为l，且在弹性限度内，则下列说法正确的是()图5－10A．弹簧原长为l＋mg2kB．弹簧原长为l＋mgkC．力F的大小为33mgD．力F的大小为233mg解析：对A物体，据平衡条件得mgsin30°＝kx，其中x＝l0－l，解得l0＝l＋mg2k，A正确，B错误；对A、B构成的整体，据平衡条件得Fcos30°＝2mgsin30°，解得F＝233mg，C错误，D正确．答案：AD-8-图5－1113．(多选)如图5－11所示，两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端用光滑细绳连接，并有一光滑的轻滑轮放在细绳上，当滑轮下端挂一重为G的物体后，滑轮下滑一段距离，则下列结论正确的有()A．两弹簧的伸长量相等B．两弹簧的弹力大小相等C．重物下降的距离为G（k1＋k2）D．重物下降的距离为G（k1＋k2）4k1k2解析：由于两弹簧用光滑细绳连接，因此两弹簧的弹力大小相等，B正确；对物体有2F＝G，F＝k1x1＝k2x2，解得x1＝G2k1，x2＝G2k2，即两弹簧的伸长量不相等，A错误；重物下降的距离为d＝x1＋x22＝G（k1＋k2）4k1k2，C错误，D正确．答案：BD二、非选择题图5－1214．如图5－12所示，质量为m的物体连接在置于水平面上的劲度系数为k的竖直轻弹簧上．一根弹性细绳跨过定滑轮与物体连接．弹性细绳没有拉力时，其端点位于M位置．缓慢拉细绳直到端点到N位置时，弹簧对物体的拉力大小恰好等于物体的重力．已知这种弹性细绳的弹力与伸长量成正比，比例系数为k′，求：(1)弹性细绳没有拉力时，弹簧的形变量；-9-(2)把弹性细绳端点从M拉到N过程中物体上升了多少？(3)M、N间的距离为多大？解析：(1)细绳没有拉力时，弹簧处于压缩状态，设压缩量为x0，有kx0＝mg，解得x0＝mgk.(2)当弹性细绳端点从M缓慢拉到N位置时，因弹簧对物体的拉力大小恰好等于物体的重力，说明弹簧处于伸长状态，且伸长量x1＝x0＝mgk，所以物体上升的高度为h＝2x0＝2mgk.(3)弹性细绳中弹力FT＝2mg，弹性细绳伸长量x2＝FTk′＝2mgk′，M、N间的距离为xMN＝h＋x2＝2mg1k＋1k′.答案：(1)mgk(2)2mgk(3)2mg1k＋1k′