01 第4讲　重力　弹力 【答案】听课手册.docxVIP

第二单元相互作用物体平衡

第4讲重力弹力

例1A[解析]物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的,是万有引力的一个分力,而万有引力与运动状态无关,与其他力无关,故A正确;重力的方向总是竖直向下的,在不同的位置方向不相同,故B错误;一个物体的各部分都受到重力作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心,所以重心是等效出来的,重心可以不在物体上,故C错误;重力等于质量与重力加速度的乘积,在不同的地方,质量不变,但重力加速度有可能会变化,两极的重力加速度最大,赤道最小,所以在地球的不同地方,物体的重力有可能变化,故D错误.

例2C[解析]根据题意可知,AE和BF的交点是薄板的重心,如图所示,由几何关系可知,薄板的重心到AB边的距离是d=12BE=14BC=14a,

例3BC[解析]图A中a、b无相互挤压,没有发生形变,a、b间无弹力,故A错误;图B中细绳偏离竖直方向,则a、b相互挤压,a、b间有弹力,故B正确;图C中a、b间有弹力,且弹力方向垂直于a、b的接触面,故C正确;图D中假设a、b间有弹力,b对a的弹力垂直于斜面斜向上,a球不可能静止,则a、b间无弹力,故D错误.

例4C[解析]选项A中,小球只受重力和杆的弹力作用,且处于静止状态,由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上,故A错误;选项B中,因为右边的绳竖直向上,如果左边的绳有拉力,则竖直向上的那根绳就会发生倾斜,所以左边的绳没有拉力,故B错误;球与球接触处的弹力方向垂直于过接触点的公切面(即弹力方向在两球心的连线上),且指向受力物体,球与墙面接触处的弹力方向过接触点垂直于接触面,故C正确;球与面接触处的弹力方向过接触点垂直于接触面(即弹力方向在接触点与球心的连线上),即选项D中大半圆对小球的支持力FN的方向应沿着过小球与圆弧接触点的半径,且指向圆心,故D错误.

例5D[解析]对小球进行受力分析如图所示,AB杆对小球的作用力和绳的拉力的合力与小球的重力等大反向,设AB杆对小球的作用力F弹与水平方向的夹角为α,可得tanα=GF拉=43,则α=53°,F弹=Gsinα=12.5N,

变式1AD[解析]小车静止时,由平衡条件知,杆对球的作用力方向竖直向上,且大小等于球的重力mg,故A正确,B错误.小车向右以加速度a运动时,弹力F的方向一定指向右上方,才能保证小球在竖直方向上受力平衡且在水平方向上具有向右的加速度,假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为α,如图所示,根据牛顿第二定律得Fsinα=ma,Fcosα=mg,解得F=mg2+a2,tanα=ag,只有当加速度a=gtanθ时,杆对球的作用力才沿杆的方向,故

例6D[解析]弹簧受到的拉力是由于两边手的形变产生的,选项A错误;该弹簧的劲度系数k=Fx=200.05N/m=400N/m,选项B错误;弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的,与弹簧弹力F的大小无关,选项C错误;若将该弹簧的左端固定,只在右端施加10N的拉力,则稳定后弹簧伸长x=Fk=10400m=2.5cm,

变式2BD[解析]由图乙可知,弹簧A图像的斜率大小等于弹簧A的劲度系数,即k=5N0.2m=25N/m,A错误;由图乙可知,弹簧B的劲度系数k=10N/m,当弹簧B产生1.8N的弹力时,弹簧B的伸长量为x=Fk=0.18m=18cm,B正确;由胡克定律F=k(L-L0)可知,斜率不变,图像的斜率仍为弹簧的劲度系数,C错误;由图乙可知,相同的弹力作用下,弹簧B的伸长量比弹簧A的伸长量大,则用弹簧B制作的弹簧测力计灵敏度更高,D

例7AC[解析]结点O受到三个力作用FA、FB、FC,如图所示,其中FA、FB的合力与FC等大反向,即F合=FC=G,则FAFC=tanθ,FCFB=cosθ,解得FA=Gtanθ,FB=Gcosθ

变式3A[解析]对沙桶分析,由平衡条件可知F=m1g,对动滑轮C受力分析,由平衡条件可得2Fcos37°=mg,往沙桶D中添加细沙后,F=(m1+Δm)g,2Fcos60°=mg,联立解得Δm=38m,所以A正确,B、C、D错误

例8C[解析]弹簧一端固定一端用力F拉和两端都用力F拉,弹簧的弹力均为F,弹簧的伸长量为l1=l2=Fk;物体在光滑的水平面上加速运动,因为弹簧是轻弹簧质量忽略不计,故弹簧所受合力为0,即物体对弹簧的拉力等于F,故弹簧的伸长量l3=l1=Fk;物体在粗糙的水平面上运动时,物体的加速度虽然变小,但轻弹簧两端拉力相同,故物体对弹簧的拉力仍等于F,所以l4=l3=l1=l2=Fk,

变式4BC[解析]每条弹性绳的形变量Δx=l-l02=81-512cm=15cm,