彈力產(chǎn)生條件判斷試卷一、選擇題（每題5分，共50分）1.關于彈力產(chǎn)生條件的說法，正確的是（）A.相互接觸的物體間一定有彈力B.發(fā)生形變的物體間一定有彈力C.只有相互接觸且發(fā)生彈性形變的物體間才會產(chǎn)生彈力D.物體間的彈力大小與形變程度無關解析：彈力產(chǎn)生的兩個必要條件是“相互接觸”和“發(fā)生彈性形變”。選項A忽略了彈性形變的要求，例如兩個靜止接觸的光滑球體若未發(fā)生擠壓形變，則無彈力；選項B未強調(diào)接觸，如磁鐵吸引遠處鐵釘時，鐵釘雖受磁力但未接觸，不存在彈力；選項D錯誤，在彈性限度內(nèi)，彈力大小與形變程度成正比（胡克定律）。因此正確答案為C。2.下列情景中存在彈力的是（）A.靜止在光滑水平面上的兩個相互接觸的木塊B.用手握住靜止在空中的玻璃瓶C.懸掛的電燈與天花板之間未繃緊的電線D.放在墻角的籃球與豎直墻面之間解析：選項A中兩木塊僅接觸但無擠壓形變，無彈力；選項B中玻璃瓶因重力有下落趨勢，手對瓶的摩擦力與重力平衡，同時手與瓶之間存在擠壓形變，故有彈力；選項C電線未繃緊，無彈性形變，無彈力；選項D籃球與墻面雖接觸，但未發(fā)生擠壓（若墻面光滑籃球仍靜止，說明無擠壓），因此無彈力。正確答案為B。3.關于彈性形變的說法，正確的是（）A.物體在外力作用下發(fā)生的形變都是彈性形變B.橡皮泥捏成小動物后發(fā)生的形變是彈性形變C.彈性形變是指撤去外力后能恢復原狀的形變D.物體的形變越大，彈性形變越明顯解析：彈性形變的核心特征是“撤去外力后能恢復原狀”。選項A錯誤，如橡皮泥的形變屬于塑性形變；選項B橡皮泥形變后無法恢復，為塑性形變；選項D未區(qū)分彈性限度，超過限度后形變不再是彈性形變。正確答案為C。4.如圖所示，小球靜止在光滑斜面上，關于小球受力的說法正確的是（）（示意圖：小球靜止在左低右高的斜面上，未與其他物體接觸）A.只受重力和斜面的彈力B.受重力、斜面的彈力和摩擦力C.只受重力，不受彈力D.受重力和斜面對小球的支持力解析：光滑斜面意味著無摩擦力，小球靜止時，重力豎直向下，斜面的支持力垂直于斜面向上，兩力的合力為零。因小球與斜面接觸且擠壓形變，故存在彈力（支持力）。正確答案為D。5.用彈簧測力計懸掛一個重物，靜止時彈簧測力計的示數(shù)為5N。若將彈簧測力計倒過來，用手拉住掛鉤，重物掛在吊環(huán)上，則彈簧測力計的示數(shù)將（）A.大于5NB.等于5NC.小于5ND.無法確定解析：彈簧測力計的示數(shù)等于掛鉤端所受拉力。正常使用時，掛鉤受重物拉力5N；倒過來后，吊環(huán)端掛重物，掛鉤端受手的拉力，此時彈簧測力計的外殼重力會被計入示數(shù)，因此示數(shù)大于5N。正確答案為A。二、填空題（每空3分，共30分）6.彈力的方向總是與物體形變的方向______，且指向______的方向。答案：相反；恢復原狀解析：彈力是物體恢復形變時對施力物體的作用力，例如壓縮彈簧時，彈簧對施力物體的彈力方向與壓縮方向相反，指向彈簧恢復原長的方向。7.一根彈簧的原長為10cm，在5N拉力作用下長度變?yōu)?2cm，則彈簧的勁度系數(shù)k=______N/m。若將彈簧剪去一半，剩余部分的勁度系數(shù)變?yōu)開_____N/m。答案：250；500解析：根據(jù)胡克定律F=kx，形變量x=12cm-10cm=0.02m，故k=F/x=5N/0.02m=250N/m。彈簧勁度系數(shù)與長度成反比，剪去一半后，勁度系數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，即500N/m。8.水平桌面上的書本對桌面的壓力實質(zhì)是______力，其施力物體是______，受力物體是______。答案：彈；書本；桌面解析：書本因重力擠壓桌面，桌面發(fā)生微小彈性形變，對書本產(chǎn)生支持力，而書本對桌面的壓力是由于書本底部形變產(chǎn)生的彈力，施力物體為書本，受力物體為桌面。9.輕桿（質(zhì)量不計）的彈力方向______（選填“一定”或“不一定”）沿桿的方向，輕繩的彈力方向______（選填“一定”或“不一定”）沿繩的方向。答案：不一定；一定解析：輕桿可承受拉力或推力，彈力方向可能沿桿（如水平推桿）或不沿桿（如斜拉懸掛物體時的桿）；輕繩只能承受拉力，彈力方向一定沿繩收縮的方向。三、實驗題（共20分）10.某同學用如圖所示裝置探究“彈簧彈力與形變的關系”，實驗步驟如下：（1）將彈簧懸掛在鐵架臺上，用刻度尺測出彈簧原長L?；（2）在彈簧下端依次掛1個、2個、3個鉤碼（每個鉤碼質(zhì)量為m=50g），測出每次彈簧的總長度L；（3）計算每次彈簧的形變量x=L-L?，記錄數(shù)據(jù)如下表：鉤碼數(shù)量n（個）01234彈簧總長度L（cm）10.011.012.013.015.0形變量x（cm）01.02.03.05.0（g取10N/kg）（1）計算第4次實驗中彈簧所受拉力F=N，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷，當掛4個鉤碼時彈簧（選填“已超出”或“未超出”）彈性限度。（8分）答案：2.0；已超出解析：4個鉤碼總質(zhì)量m=4×0.05kg=0.2kg，拉力F=mg=0.2kg×10N/kg=2.0N。前3次實驗中，x與n成正比（每增加1個鉤碼，x增加1.0cm），符合胡克定律；第4次n=4時，x=5.0cm（理論應增加4.0cm），說明形變不再均勻，已超出彈性限度。（2）在坐標紙上建立F-x坐標系，描點并繪制圖像，根據(jù)圖像求出彈簧的勁度系數(shù)k=______N/m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（6分）答案：50解析：根據(jù)前3組數(shù)據(jù)（彈性限度內(nèi)），F(xiàn)=0.5N時x=0.01m，F(xiàn)=1.0N時x=0.02m，F(xiàn)=1.5N時x=0.03m。圖像斜率k=ΔF/Δx=0.5N/0.01m=50N/m。（3）若實驗中彈簧未自然懸掛（存在初始拉力），則測得的勁度系數(shù)k將______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。（6分）答案：不變解析：勁度系數(shù)由彈簧本身性質(zhì)決定，初始拉力僅影響圖像的縱軸截距（即原長測量值偏?。甭剩╧）不變，因此勁度系數(shù)測量值不受影響。四、計算題（共50分）11.（20分）如圖所示，質(zhì)量為m=2kg的木塊靜止在傾角θ=37°的固定斜面上，已知木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g=10m/s2。求：（1）斜面對木塊的支持力大?。唬?）斜面對木塊的摩擦力大?。唬?）若用沿斜面向上的力F拉木塊，使木塊恰好沿斜面勻速上滑，求F的大小。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）解析：（1）木塊靜止時，支持力N與重力垂直斜面的分力平衡：N=mgcosθ=2kg×10m/s2×0.8=16N（2）摩擦力f與重力沿斜面的分力平衡：f=mgsinθ=2kg×10m/s2×0.6=12N（3）勻速上滑時，F(xiàn)需克服重力分力和摩擦力：F=mgsinθ+f滑=mgsinθ+μN=12N+0.5×16N=20N12.（30分）一根輕質(zhì)彈簧兩端分別連接A、B兩物體，靜止放置在光滑水平面上，A的質(zhì)量m?=1kg，B的質(zhì)量m?=2kg。用水平力F=15N向左拉A，使彈簧壓縮后靜止，如圖所示。撤去F后，A、B兩物體開始運動，當彈簧恢復原長時，A的速度v?=4m/s，求：（1）彈簧恢復原長時B的速度v?；（2）彈簧壓縮過程中的最大彈性勢能E?；（3）彈簧的勁度系數(shù)k（假設彈簧壓縮量x=0.1m）。解析：（1）系統(tǒng)動量守恒（水平方向無外力）：0=m?v?-m?v?（A向右運動，B向左運動，取向右為正）解得v?=m?v?/m?=(1kg×4m/s)/2kg=2m/s（2）根據(jù)機械能守恒，彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化為兩物體動能：E?=(1/2)m?v?2+(1/2)m?v?2=0.5×1×16+0.5×2×4=8J+4J=12J（3）由胡克定律E?=(1/2)kx2，解得：k=2E?/x2=2×12J/(0.1m)2=2400N/m五、綜合應用題（共60分）13.（30分）工程實踐中，常用彈簧減震器減小機械振動。某汽車的減震彈簧原長L?=0.5m，勁度系數(shù)k=5×10?N/m，當汽車滿載時總質(zhì)量M=2000kg，每個減震彈簧承擔的重量相等（共4個彈簧）。（1）求滿載時每個彈簧的壓縮量x；（2）若汽車行駛時遇到凸起路面，彈簧最大壓縮量增加Δx=0.1m，求此時彈簧的彈力大小；（3）分析彈簧減震的原理，并說明若彈簧勁度過大或過小會有什么問題。解析：（1）每個彈簧受力F=Mg/4=(2000kg×10N/kg)/4=5000N由F=kx得x=F/k=5000N/(5×10?N/m)=0.1m（2）總壓縮量x'=x+Δx=0.2m，彈力F'=kx'=5×10?N/m×0.2m=1×10?N（3）減震原理：彈簧通過彈性形變吸收振動能量，再緩慢釋放，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而減小振動幅度。勁度過大：彈簧形變量小，緩沖效果差，振動沖擊力直接傳遞給車身，舒適性下降；勁度過?。簭椈梢壮鰪椥韵薅龋踔涟l(fā)生塑性形變，導致減震失效，且車身穩(wěn)定性降低。14.（30分）如圖所示，質(zhì)量為m=0.5kg的小球用兩根輕繩懸掛在天花板上，繩1水平，繩2與豎直方向夾角θ=60°，整個系統(tǒng)靜止。（1）畫出小球的受力分析圖；（2）求繩1和繩2對小球的拉力大??；（3）若將繩1突然剪斷，剪斷瞬間繩2的拉力大小是否變化？請說明理由。解析：（1）受力分析圖：小球受重力G（豎直向下）、繩1拉力T?（水平向左）、繩2拉力T?（沿繩2斜向右上方）。（2）正交分解法：豎直方向：T?cosθ=mg水平方向：T?sinθ=T?解得T?=mg/cosθ=0.5kg×10N/kg/cos60°=5N/0.5=10NT?=T?sinθ=10N×sin60°=10N×(√3/2)≈8.66N（3）剪斷瞬間繩2拉力變化：會變化。剪斷前繩1拉力T?提供水平分力，繩2拉力T?=10N；剪斷瞬間，小球繞懸點做圓周運動，此時繩2拉力需提供向心力，且重力沿繩方向的分力與拉力平衡，此時T?'=mgcosθ=5N×0.5=2.5N，因此拉力突然減小。六、開放探究題（共30分）15.某同學發(fā)現(xiàn)，用手按壓桌面時，桌面似乎未發(fā)生形變，但根據(jù)彈力產(chǎn)生條件，手對桌面的壓力應源于桌面的形變。請設計一個實驗證明桌面發(fā)生了微小彈性形變，并說明實驗原理。實驗設計：器材：平面鏡2塊、激光筆、鐵架臺、刻度尺步驟：將兩塊平面鏡M?、M?垂直固定在鐵架臺上，鏡面相對，間距約1m；用激光筆照射M?，使光束經(jīng)M?反射至M?，再反射到遠處墻面，形成光斑；用手按壓M?、M?之間的桌面，觀察墻面光斑位置變化。原理：桌面受壓力發(fā)生微小向下彎曲（彈性形變），導致M?或M?的法線方向偏轉(zhuǎn)微小角度θ。根據(jù)光的反射定律，反射光線偏轉(zhuǎn)角度為2θ，通過平面鏡二次反射后，光斑在墻面