7.2 弹力(2个知识点+3个方法技巧+5大题型+分层训练)-2024-2025学年八年级下册物理同步题型分类讲与练(人教版2024)
2024-12-25
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2份
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55页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 弹力 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 弹力 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.37 MB |
| 发布时间 | 2024-12-25 |
| 更新时间 | 2025-02-13 |
| 作者 | 物理课代表wang |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49562361.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
7.2 弹力
01导图速览
02必备知识
►知识点1 弹力
►知识点2 弹簧测力计
03方法技巧
►方法技巧1 确定弹力的方向
►方法技巧2 判断弹力是由哪个物体发生形变产生的
►方法技巧3 弹簧测力计的特殊用法
04经典题型
题型1 对弹力的理解
题型2 弹力的方向和示意图
题型3 弹簧测力计的使用及读数
题型4 弹簧测力计特殊用法
题型5 弹簧测力计的原理
05分层训练
基础练
提升练
知识点1 弹力
1、弹性和塑性
(1)弹性:物体在受力时会发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。
(2)塑性:形变后不能自动地恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作塑性。
2、弹力
(1)定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。我们常说的压力、支持力、拉力等实质上都是弹力。
(2)产生条件:①两物体相互接触;②物体发生弹性形变(接触位置相互挤压或拉伸)。
【注】两个条件缺一不可。
(3)弹力的三要素
①大小:与物体的弹性强弱(材料)和形变程度有关;
②方向:与物体形变的方向相反,指向恢复原状的方向;
③作用点:在两个物体的接触面上,作用在使物体发生弹性形变的物体上。
(4)弹性限度
物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能恢复原来的形状。因此,使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会损坏弹簧。
知识点2 弹簧测力计
1、弹簧测力计
(1)测力计:测量力的大小的工具叫作测力计。
(2)弹簧测力计工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。利用这个道理做成的测力计,叫作弹簧测力计。
(3)弹簧测力计的构造
(4)物理实验室中常用的几种弹簧测力计
2、弹簧测力计的使用
使用前:
(1)观察弹簧测力计的测量范围和分度值:加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,否则会损坏弹簧测力计。认清弹簧测力计的每个小格表示多少牛。
(2)认清零点(调零):检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在,调节弹簧测力计,使指针与零刻度线重合。
(3)沿弹簧轴线方向轻轻来回拉动几次挂钩,放手后观察指针是否能回到零刻度线处,以防止弹簧卡壳。
使用时:
(1)测量:拉力的方向与弹簧的轴线方向一致,以免挂钩杆与外壳之间产生过大的摩擦。
(2)读数:视线要与刻度盘垂直。
(3)记录:记录数据要带单位。
3、探究弹簧测力计的测力原理
根据实验中的拉力(F)大小和对应的伸长量(x),采用描点法画出弹簧的伸长量(x)与拉力(F)图象。
【分析】通过实验可以发现,伸长4cm在该弹的弹性限度内,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力的大小成正比,这就是弹簧测力计的测量原理。当超过弹簧的弹性限度后,撤去外力弹簧将无法自动恢复到原状。
【注意】要区分弹簧的长度和伸长量的区别:例如,一根弹簧原长5cm,拉伸后的长度为8cm,弹簧的伸长量为∆l =8cm-5cm=3cm.
4、其他常见测力计
方法技巧1 确定弹力的方向
弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力,如被向下压缩的弹簧,为了恢复原来的状态,会对手掌产生向上的弹力F,弹力方向总是与物体的形变方向相反。
方法技巧2 判断弹力是由哪个物体发生形变产生的
将一本书放在桌面上,桌面和书之间由于挤压,会发生弹性形变,从而产生弹力。尽管桌面和书本之间形变非常微小,肉眼难以观察到,但不可忽略。
图甲:桌面受到书本向下的压力(弹力),这个弹力是书本向上发生形变,为了恢复原来的形状,所以给桌面一个向下的压力。因此,书本对桌面的压力是书本形变产生的。
图乙:书本受到桌面向上的(弹力),这个弹力是桌面向下发生形变,为了恢复原来的形状,所以给书本一个向上的支持力。因此,桌面对书本的支持力是桌面形变产生的。
因此,需要判断一个弹力是由哪个物体发生形变产生时,一般情况下,这个物体是这个力的【施力物体】。
【例】撑杆跳高运动员将杆压弯,运动员受到的弹力(撑轩是施力物体)是由撑轩形变产生的。
方法技巧3 弹簧测力计的特殊用法
(1)当弹簧测力计处于静止状态或用弹簧测力计匀速拉动物体时,弹簧测力计的示数就等于作用在挂钩上的力的大小。
【例】
此时弹簧测力计读数是6N。
A、B示数相等都为2N,手对弹簧测力计拉力也为2N。
(2)弹簧测力计倒挂时,弹簧测力计读数=弹簧测力计外壳对弹簧的拉力(外壳自重)+重物对弹簧的拉力。
图甲示数为2N,图乙示数为4N。所以该物体的实际重力=弹簧测力计读数-弹簧测力计外壳对弹簧的拉力(外壳自重)=4N-2N=2N。
题型1 对弹力的理解
【例1】(23-24八年级下·河南洛阳·期中)下列关于弹力产生的条件和方向,说法正确的是( )
A.只要两个物体接触,一定产生弹力
B.弹力的方向是竖直向下的
C.两个物体接触且发生相对运动时,才会产生弹力
D.两个物体接触且互相挤压发生弹性形变时才会产生弹力
【答案】D
【解析】A.两个物体接触,还有相互挤压才会产生弹力,故A错误;
B.弹力的方向是与物体形变的方向相反,故B错误;
C.两个物体接触且发生弹性形变时,才会产生弹力,故C错误;
D.两个物体接触且互相挤压发生弹性形变时,两个物体间才会产生弹力,故D正确。
故选D。
【变式1-1】(23-24八年级下·河南郑州·月考)关于弹力,下列说法错误的是( )
A.相互接触的物体间不一定产生弹力
B.弹簧测力计的原理是弹簧的长度与弹簧所受的拉力成正比
C.弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力
D.压力、支持力、拉力都属于弹力
【答案】B
【解析】A.相互接触的物体之间,发生弹性形变时才有弹力产生,没有形变就没有弹力存在,故A正确,不符合题意;
B.弹簧测力计的工作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比,故B错误,符合题意;
C.发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力叫弹力,故C正确,不符合题意;
D.压力、拉力、支持力都是由于发生弹性形变而产生的力,属于弹力,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式1-2】(23-24八年级下·江苏盐城·期中)如图,甲、乙两只小球用细线悬挂或摆放在水平面上,相互间一定产生弹力作用的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】两物体相互接触,且相互挤压时,才会产生弹力,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式1-3】(23-24八年级下·河南郑州·月考)一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法错误的是( )
A.足球受到的支持力是木板产生的弹力
B.足球产生的弹力是由于足球的形变造成的
C.木板形变是由于木板产生弹力造成的
D.足球产生的弹力就是足球对木板的压力
【答案】C
【解析】A.对足球受力分析可知,足球受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,该支持力是木板由于发生弹性形变产生的弹力,故A正确,不符合题意;
B.足球发生弹性形变,有恢复原状的趋势,所以产生弹力,即对木板的压力,故B正确,不符合题意;
C.木板形变是由于受到足球对它的作用力,不是因为木板产生弹力造成的,故C错误,符合题意;
D.足球产生的弹力受力物体是木板,这个弹力就是足球对木板的压力,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式1-4】(23-24八年级下·广东深圳·期中)李娜是中国网球史上一位传奇运动员,职业生涯中获得过两次大满贯赛事的冠军,如图是在打球时网球撞击到球拍瞬间拍下的画面,下列的说法正确的是( )
A.网球受到弹力的施力物体是手
B.网球受到的弹力是由于球拍发生弹性形变产生的
C.网球在空中飞行时受重力和弹力作用
D.击球时,球运动方向改变,说明力可以改变物体的形状
【答案】B
【解析】A.网球撞击到球拍,网球受到弹力的施力物体是球拍,故A错误;
B.网球受到的弹力是由于球拍发生弹性形变产生的,故B正确;
C.网球在空中飞行时受重力和阻力的作用,不与球拍接触,不受弹力,故C错误;
D.击球时,球运动方向改变,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故选B。
【变式1-5】(23-24八年级下·辽宁沈阳·月考)如图,蹦床是很多小朋友喜爱的游戏项目,小朋友站在蹦床上时受到蹦床对他向上的弹力,这是因为 (填“小朋友”或“蹦床”)形变产生的;小朋友在空中先上升后下降,说明力可以改变 。
【答案】蹦床 物体的运动状态
【解析】[1]弹力是由于施力物体发生形变产生的,小朋友站在蹦床上,蹦床发生形变产生一个对小朋友向上的弹力。
[2]小朋友被弹起后,先上升后下落,说明力可以改变物体的运动状态。
题型2 弹力的方向和示意图
【例2】(23-24八年级下·河南郑州·月考)如图,挂在竖直墙上的球受到绳的拉力为15N。请画出球所受拉力和球对墙面压力的示意图。
【答案】见解析
【解析】球所受拉力的方向沿绳子斜向上,作用在球的重心,大小为15N;球对墙面压力的方向垂直墙面向里,作用点在墙面上,如图所示:
【变式2-1】(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·月考)小铁球从高处下落,压缩地面上的弹簧,请在O 点画出小铁球受到的弹力的示意图。
【答案】见解析
【解析】小球受到竖直向下的重力以及弹簧对其竖直向上的弹力,弹力F的作用点画在小球的重心O,如图所示:
【变式2-2】(23-24八年级下·四川广元·期中)如图,物块在粗糙水平面上向左滑动并压缩弹簧,在O点画出弹簧对物块的弹力的示意图。
【答案】见解析
【解析】物块正水平向左滑动并压缩弹簧,弹簧要恢复原状对物块有一个向右的弹力,分析可知在O点时物块水平方向上受到弹簧对它向右的弹力,过物块重心,沿水平向右的方向做出这个力,如图所示:
【变式2-3】(23-24八年级下·福建福州·期中)如图所示,一个桶内放有两粒篮球,篮球A对桶壁的压力为3N,请在图中画出篮球A对桶壁压力的示意图(其中O为压力的作用点)。
【答案】见解析
【解析】篮球A对桶壁的压力垂直于桶壁向右,大小为3N,作用在O点,如图所示
【变式2-4】(23-24八年级下·海南海口·期末)如图所示,请画出在固定在斜面上向上运动过程中物体所受的支持力F的示意图。
【答案】见解析
【解析】在固定在斜面上向上运动过程中物体所受的支持力方向垂直于斜面向上,作用点画在物体的重心,故作图如下:
【变式2-5】(2024·河南南阳·二模)小明用的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧并保持静止,请画出此时手受到弹簧拉力的示意图(A点为手受力作用点)。
【答案】见解析
【解析】小明用力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧并保持静止,弹簧处于平衡状态,拉弹簧的力和弹簧对手的拉力是相互作用力,相互作用力大小相等,因为拉弹簧的力是12N,所以弹簧对手的拉力也是12N,弹簧对手的拉力作用在手上,方向指向弹簧;过拉力的作用点,沿指向弹簧的方向画一条有向线段,用F表示即可,如下图所示:
题型3 弹簧测力计的使用及读数
【例3】(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·月考)下列关于弹簧测力计使用的说法中,不正确的是( )
A.测量力时不能超过弹簧测力计的测量范围
B.测量前应用手来回轻轻拉动几下挂钩
C.使用前应将弹簧测力计的指针调到零刻度
D.实际测量力时,弹簧必须沿竖直方向放置
【答案】D
【解析】A.测量力时不能超过弹簧测力计的测量范围,否则会损坏弹簧测力计,故A正确,A不符合题意;
B.测量前应用手来回轻轻拉动几下挂钩,检查测力计是否被卡住,故B正确,B不符合题意;
C.使用前应观察在自然状态下指针是否指在零刻度线上,如果不指零,应将弹簧测力计的指针调到零刻度,故C正确,C不符合题意;
D.实际测量力时,弹簧的伸长方向要跟所测力的方向在一条直线上,否则会导致测量不准确,故D错误,D符合题意。
故选D。
【变式3-1】(23-24八年级上·湖南益阳·期中)弹簧测力计是力学中常用的测量仪器,下列关于弹簧测力计的说法中不正确的是( )
A.使用前必须检查指针是否指在零刻度上
B.测量时要使弹簧测力计的轴线方向与所测力的方向一致
C.使用弹簧测力计前要先拉一拉挂钩,防止弹簧卡壳
D.弹簧测力计必须竖直放置,不能倾斜
【答案】D
【解析】AC.使用前必须确认弹簧测力计的量程和分度值,检查指针是否指在零刻度上,并且先拉一拉挂钩,防止弹簧卡壳,故AC正确,不符合题意;
B.测量时要使弹簧测力计的轴线方向与所测力的方向一致,若不一致,使用时可能与外壳摩擦的影响导致测量不准确,故B正确,不符合题意;
D.弹簧测力计使用时可在任意方向,只要弹簧测力计的轴线方向与所测力的方向一致即可,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式3-2】(2024八年级上·全国·专题练习)如图所示的弹簧测力计的量程是 N,分度值是 N;图中的弹簧测力计的读数是 N。
【答案】0~5 0.2 1.0
【解析】[1]由题图可知,该测力计的量程为0~5N。
[2]刻度尺一大格代表1N,一大格有5个小格,每小格代表0.2N,所以,测力计的分度值为0.2N。
[3]从图中可以看到,测力计的指针指在刻度“1”的位置,分度值为0.2N,则读数为1.0N。
【变式3-3】(23-24八年级下·青海·月考)弹簧测力计是用来测量 的仪器,它是利用弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长的道理制成的,若在一次测量中弹簧测力计的示数如图所示,图中物体重为 N。
【答案】力 形变量 3.6
【解析】[1][2]弹簧测力计是测量力的大小的工具。在一定的拉力范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长(形变量)就越大,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,根据弹簧的这一性质我们制成了弹簧测力计。
[3]由图可知:弹簧测力计测量范围是0~5N,分度值是0.2N,示数为3.6N,物体受到的重力为3.6N。
【变式3-4】(23-24八年级下·江西南昌·期中)实验是学生学好物理的重要手段,也是中学生必备的基本技能之一、亲爱的同学请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 (选填“大”或“小”)。如图乙所示的弹簧测力计的分度值是 ,量程是 N。
(2)如图丙所示的圆筒测力计,每个色环刻度值为0.5N,则手对挂钩的拉力为 N。
(3)如图丁是用弹簧测力计测拉力时的情景,这种测量操作是 的(选填“正确”或“错误”),理由是: 。
【答案】(1)校零 大 0.2N 0~5 (2)2.5
(3)错误 拉力方向与弹簧的轴线方向不一致
【解析】(1)[1][2]图甲中的弹簧测力计不能直接用来测量力的大小,因为指针没有指在零刻度线上,需要调零。若直接测量,所测得的结果比实际值偏大。
[3][4]图乙中的每1N被分成5等份,故该弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的最大刻度值是5N,因此量程是0~5N。
(2)图丙中每个色环代表0.5N,图中被拉出的色环有5个,则图示中手的拉力为
0.5N×5=2.5N
(3)[1][2]如图丁是用弹簧测力计测拉力时的情景,这种操作方法是错误的,使用它存在的错误是拉力方向与弹簧的轴线方向不一致,会由于存在较大的摩擦力导致测量结果不准确。
题型4 弹簧测力计特殊用法
【例4】(23-24八年级上·福建福州·期末)小浩用已校零的弹簧测力计测小石块的重力时,误将弹簧测力计倒置,将小石块挂在弹簧测力计的拉环上。当小石块静止时,弹簧测力计的示数如图所示,则小石块的重力( )
A.等于3.4N B.小于3.4N C.等于4.6N D.大于4.6N
【答案】B
【解析】由图知弹簧测力计的分度值为0.1N,指针在3.4N位置,所以测量数据为3.4N,将已经校零的测力计倒置,由于弹簧自重的影响,会使其示数变大,所以会出现测量值大于真实值,小石块的实际重力小于3.4N。
故选B。
【变式4-1】(23-24八年级下·湖北武汉·期中)如图所示,甲、乙两同学沿水平方向分别向左、右用力拉弹簧测力计,测力计静止时示数为5N,若不计弹簧测力计自身的重力,下列说法正确的是( )
A.乙对测力计的拉力是2.5N
B.测力计对甲的拉力是5N
C.甲对测力计的拉力是10N
D.在弹性限度内,弹簧的弹力大小和弹簧长度成正比
【答案】B
【解析】ABC.弹簧测力计的示数为5N,说明弹簧测力计里的弹簧受到的拉力为5N,即乙对弹簧测力计的拉力应为5N;而弹簧测力计整体要处于平衡状态,故左侧拉力也应为5N,即甲对测力计的拉力为5N,测力计对甲的拉力是5N,故B正确,AC错误;
D.在弹性限度内,弹簧伸长量与所受的拉力成正比。故D错误。
故选B。
【变式4-2】(23-24八年级下·江苏苏州·期中)如图甲所示为使用弹簧测力计测力时的情景,请指出图中存在的操作错误: 。纠正错误后在弹簧测力计下挂一物体,当物体静止时,弹簧测力计先按如图乙所示测量,再将弹簧测力计倒置按如图丙所示进行测量,图丙与图乙中测力计的示数相比将 (变大/不变/变小)。
【答案】拉力方向应与弹簧的轴线方向一致 变大
【解析】[1]为减少弹簧与外壳之间的摩擦,防止挂钩被卡住,拉力方向应与弹簧的轴线方向一致,如图所示,存在的操作错误为拉力方向没有与弹簧的轴线方向一致。
[2]将弹簧测力计倒置,弹簧承受的拉力为物体与弹簧测力计外壳的总重力,所以静止时测力计的示数与图乙相比将变大。
【变式4-3】(23-24八年级下·安徽亳州·月考)把两个弹簧测力计A和B秤钩连接在一起(如图所示),若看到弹簧测力计A的示数为10N,则看到B的示数是 (选填“0”“10”或“20”)N。
【答案】10
【解析】因为物体间力的作用是相互的,从两端拉弹簧测力计,与一端固定,只拉另一端,效果是相同的,弹簧测力计都只能显示一个力的大小,所以当看到弹簧测力计A的示数为10N,则看到B的示数是也为10N。
【变式4-4】(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,小南用两只手分别拉着钩在一起的弹簧测力计均已调零,发现弹簧测力计A的示数如图所示,此时,弹簧测力计B的示数是 N,两个弹簧测力计之间彼此施加的力的关系是 。
【答案】2.6 (一对)相互作用力
【解析】[1][2] 两个弹簧测力计之间彼此施加的力是一对相互作用力。根据相互作用力的特点大小相等,所以两弹簧测力计的示数相等,故弹簧测力计B的示数等于弹簧测力计A的示数。A弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为2.6N。
【变式4-5】(23-24八年级下·安徽滁州·期中)从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示,
(1)测量物体重力前,应进行的操作是 ;
(2)正确操作后,小明和小红分别按乙、丙两图测量物体A和物体B的重力,则物体A重力 2.2N,物体B的重力 (均填“大于”、“等于”或“小于”)2.2N。
【答案】(1)在竖直方向校零 (2)等于 小于
【解析】(1)测量物体重力时,弹簧测力计沿竖直方向使用,所以,测量物体重力前,应进行的操作是将其指针在竖直方向校零。
(2)[1]乙图中,弹簧测力计使用方法正确,示数为2.2N,则物体A重力等于2.2N。
[2]丙图中,由于弹簧测力计自身重力对测量产生影响,示数为2.2N,则物体B重力小于2.2N。
题型5 弹簧测力计的原理
【例5】(2025八年级·全国·专题练习)在探究“弹簧的伸长量与拉力的关系”实验中得到:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力的大小成正比。根据这一结论小明用如图所示 N的力拉弹簧,使弹簧伸长了2.3cm;小芳用力将这个弹簧拉长了3cm,则小芳拉弹簧的力是 N。
【答案】4.6 6
【解析】[1]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.6N。
[2]由弹簧的伸长量与所受的拉力成正比可得
小明将弹簧拉长了,拉力4.6N,小芳将这个弹簧拉长了,小芳拉弹簧的力为
【变式5-1】(23-24八年级下·广东揭阳·月考)一根弹簧受4N的拉力时,长度为14cm,受8N的拉力时,长度为16cm,则不受外力时,弹簧的长度是 cm;如果在弹性限度内受12N的拉力时,弹簧的长度是
cm;由此可得,在弹性限度内,每增加1N的弹力,弹簧的长度变化 cm。
【答案】12 18 0.5
【解析】[1][2][3]依题意得,弹簧每受1N的力,弹簧伸长
不受外力时,弹簧的长度是
如果在弹性限度内受12N的拉力时,弹簧的长度是
由此可得,在弹性限度内,每增加1N的弹力,弹簧的长度变化0.5cm。
【变式5-2】(24-25八年级上·吉林·月考)为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长量与拉力的关系做了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
甲弹簧的长度/cm
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
21.0
24.0
乙弹簧的长度/cm
6.0
7.5
9.0
10.5
12.0
13.5
15.0
(1)弹簧具有 (选填“弹性”或“塑性”),测出相应的弹簧长度需要用到 。
(2)分析表中数据可知:在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成 。
【答案】(1)弹性 刻度尺 (2)正比
【解析】(1)[1]弹簧在受力时发生形变,撤去力后会回复原状,所以具有弹性。
[2]弹簧的长度可以选择量程合适的刻度尺进行测量。
(2)根据表格中的数据可知,无论是甲弹簧还是乙弹簧,受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大,且弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力的比值为一个定值,所以可得出结论:在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比。
【变式5-3】(23-24八年级下·湖北荆门·期中)小京为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,如表所示
拉力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度/cm
6.5
7.5
8.5
9.5
11.00
14.2
18.0
(1)从表格信息可得,它的最大称量是 N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离 cm;
(3)当该弹簧测力计受到0.75N的拉力时,弹簧将伸长 cm。
【答案】(1)1.5 (2)0.2 (3)1.5
【解析】(1)由表格数据可知当拉力为0时,弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内,拉力与弹簧伸长量成正比,故弹簧测力计的最大称量是1.5 N。
(2)由表格数据分析可知在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N,弹簧伸长1cm,即拉力与伸长量之比为0.5N/cm,若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为
(3)当弹簧受到的拉力为0.75N 时,此时弹簧的伸长量
【变式5-4】(23-24八年级下·江苏盐城·期中)某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为5N的物体时,橡皮筋A的伸长量比橡皮筋B的伸长量多 cm。
(2)分别用两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”,下同)制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高。
【答案】(1)5 (2)B A
【解析】(1)由图乙可得,当拉力为5N时,A的伸长量是10cm,B的伸长量是5cm,故橡皮筋A的伸长量比橡皮筋B的伸长量多
10cm-5cm=5cm
(2)[1]测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙可知,A的量程为0-10N,B的量程为0-15N,则用橡皮筋B制成的测力计量程大。
[2]由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高。
【变式5-5】(23-24八年级下·四川广元·月考)在“探究弹簧的伸长量与哪些因素有关”的实验中:
(1)小明为了“研究受到拉力时弹簧的伸长量与弹簧自身因素”的关系,他在实验过程中应控制不变的量是:_______(填序号)
A.弹簧长度 B.弹簧材料 C.弹簧伸长量 D.拉力
(2)小华在“研究弹簧的伸长量与拉力关系”的实验中,她将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加拉力 F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,并根据记录的拉力 F与弹簧的伸长量x作出了F-x的图像(如图所示)
①由图像可知,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长量增加 cm;
②分析图像,你可以得出的结论是 ;
③该探究的结论在实际中的应用是制造了 ;
④该图像不过原点的原因是 。
【答案】(1)D (2)0.5 在弹性范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比 弹簧测力计 见解析
【解析】(1)探究受到拉力时弹簧长度的增加量与弹簧自身因素的关系,需要保持外在因素的相同,即实验过程中应控制不变的量是拉力,研究增加量与弹簧长度、材料的关系。
故选D。
(2)[1]①由图可得,当伸长1cm时,拉力为1N;伸长2cm时,拉力为3N;伸长3cm时,拉力为5N,所以弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加0.5cm。
[2]②分析图像,可知,在弹性限度内,在弹性范围内,弹簧的伸长与拉力成正比。
[3]③根据探究的实验结论制造了弹簧测力计。
[4]④由图像可知,该图线不过原点,原因是当弹簧被竖直悬挂自然下垂时,弹簧有自重使其有一定的伸长量。
基础练
1.如图所示的物体中发生的不是弹性形变的是( )
A.压弯的钢条 B.按压后的橡皮泥
C.压扁的皮球 D.拉弯的竹子
【答案】B
【详解】A.压弯的钢条,当外力撤去后,钢条由于自身的弹性会恢复原状,所以这是弹性形变。故A不符合题意;
B.按压后的橡皮泥,当外力撤去后,橡皮泥不能恢复原状,会保持被按压后的形状,所以这是非弹性形变。故B符合题意;
C.压扁的皮球,当外力撤去后,皮球由于内部的空气压力和自身的弹性会恢复原状,所以这是弹性形变。故C不符合题意;
D.拉弯的竹子,当外力撤去后,竹子由于自身的弹性会恢复原状,所以这是弹性形变。故D不符合题意。
故选B。
2.如图所示的各个力中,不属于弹力的是( )
A.推土机对泥土的推力 B.大象对跷跷板的压力
C.磁体对小铁球的吸引力 D.绳子对小车的拉力
【答案】C
【详解】A.推土机对泥土的推力是由于推土机发生弹性形变而对泥土产生的力,属于弹力,故A不符合题意;
B.大象对跷跷板的压力是由于大象发生弹性形变而对跷跷板产生的力,属于弹力,故B不符合题意;
C.磁体和小铁球没有接触,所以磁体对小铁球的吸引力不属于弹力,故C符合题意;
D.绳子对小车的拉力是由于绳子发生伸长的弹性形变而对小车产生的力,属于弹力,故D不符合题意。
故选C。
3.下列关于弹力说法正确的是( )
A.只有弹簧之类的物体才产生弹力 B.物体间不接触,也能产生弹力
C.只要物体接触就一定会产生弹力 D.拉力、压力、支持力都属于弹力
【答案】D
【详解】A.发生弹性形变的物体产生的力为弹力,而不是限定得是弹簧产生的力,故A错误;
B.若物体间不接触,不能使物体发生弹性形变,所以不能产生弹力,故B错误;
C.产生弹力的条件是物体接触并发生弹性形变,只接触不一定使物体发生弹性形变,所以不一定能产生弹力,故C错误;
D.拉力、压力、支持力都是由于物体发生弹性形变而产生的力,都属于弹力,故D正确。
故选D。
4.物理学中常用数学中的图像来描述物理过程,其简洁、直观、清晰的表示物理量的变化情况和规律,如图所示的图像,说法不正确的是( )
①该项图像能表示不同的物体重力与质量的关系
②该图像能表示两种不同物质的质量与体积的关系
③该图像能表示两种不同物质的密度与质量的关系
④该图像能表示在弹性限度内,两根不同弹簧的伸长量与所受外力的关系
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
【答案】C
【详解】①物体重力与质量成正比,但不同的物体重力与质量关系是一样的,不会出来两条线,故①错误,符合题意;
②某种物质质量与体积的关系成正比,表示的是物质的密度,且不同物质的密度一般不同,所以得出的图线不同,故②正确,不符合题意;
③物质的密度与质量无关,故③错误,符合题意;
④在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受外力成正比,且不同弹簧的这个比值一般不同,故④正确,不符合题意。
故选C。
5.在探究弹簧测力计的原理活动时,用2N的力拉弹簧,弹簧的长度为16cm;在弹簧的弹性限度范围内,用10N的力拉弹簧,弹簧的长度为20cm。用此弹簧制作弹簧测力计时,拉力每增大1N,弹簧将伸长( )
A.8cm B.2cm C.1cm D.0.5cm
【答案】D
【详解】用2N的力拉弹簧,弹簧的长度为16cm;在弹簧的弹性限度范围内,用10N的力拉弹簧,弹簧的长度为20cm。则拉力增大了
弹簧伸长了
拉力每增大1N,弹簧的伸长量为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.(多选)关于“弹力与弹簧测力计”,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计只能在竖直方向上使用
B.只要物体发生形变就一定会产生弹力
C.使用弹簧测力计前应轻轻地拉挂钩,以防卡住
D.弹力是由物体发生弹性形变而产生的力
【答案】CD
【详解】A.测量力时,要求拉力方向与弹簧伸长的方向一致,是为了避免弹簧与外壳的摩擦,所以弹簧测力计可以斜着使用,故A错误;
B.只有物体发生弹性形变才能产生弹力,故B错误;
C.弹簧测力计使用前应将秤钩轻轻地拉几下,防止卡住,故C正确;
D.弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力,故D正确。
故选CD。
7.(多选)使用弹簧测力计时,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不能倾斜
B.弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦
C.使用前必须检查指针是否指在零刻度线上
D.必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围
【答案】BCD
【详解】A.测竖直方向上的力弹簧测力计要竖直放置,测水平方向上的力弹簧测力计就要水平放置,故A错误;
B.使用中弹簧、指针、挂钩与外壳摩擦时,弹簧测力计的示数会偏小,因此使用测力计时弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦,故B正确;
C.使用前必须检查零点是否准确,不准确要调零,故C正确;
D.所测的力超过弹簧测力计的测量范围就会损坏测力计,所以,必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围,故D正确。
故选BCD。
8.如图所示,该弹簧测力计的量程为 N,分度值是 N,示数为 N;在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越 (选填“大”或“小”),弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
【答案】0~5 0.2 2 大
【详解】[1]如图所示,在弹簧测力计上,最大示数是 5N,最小示数是 0N,所以弹簧测力计的量程为 0~5N。
[2][3]如图所示,1N 之间有 5 个小格,每个小格代表的力为 0.2N,指针在“2”上,所以弹簧测力计的示数为2N。
[4]弹簧测力计是根据在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大的原理制成的。
9.有甲、乙两根弹簧,弹簧的伸长量L与所受拉力F的关系如图所示。若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用 (选填“甲”或“乙”)弹簧;当不受拉力时,乙弹簧的长度是12cm,某次把一个物体挂在乙弹簧下静止时,弹簧的长度变为18cm(仍在弹性限度内),此时乙弹簧受到的拉力为 N。
【答案】甲 12
【详解】[1]由图像可知,当两根弹簧同时受到4N的拉力时,甲弹簧的伸长量为6cm,乙弹簧的伸长量为2cm,在施加相同拉力的情况下,弹簧的伸长量越大,表示弹簧测力计越灵敏,精确程度越高,所以要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用甲弹簧。
[2]弹簧的伸长量与其所受拉力成正比,由图可知,乙弹簧受到4N拉力时,弹簧的伸长量为2cm,即弹簧的伸长量每增加1cm,其所受拉力增大2N。当弹簧的长度由12cm变为18cm时,伸长量为
则乙弹簧所受的拉力为
10.某同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验。先将弹簧平放在水平桌面上,用刻度尺测出弹簧的自然长度L0=3.5cm,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态,如图(a)所示。然后将钩码逐个挂在弹簧的下端,测出相应的弹簧总长度L,算出弹簧伸长量x=L-L0,记录实验数据,作出弹簧下端所受拉力F随弹簧伸长量x变化的图像,如图(b)所示。
(1)弹簧具有 (填“弹性”或“塑性”);
(2)图(b)中,直线没过坐标原点,可能的原因是 ;
A.坐标标度选取不合理
B.钩码重力的测量值都偏大
C.弹簧自身重力的影响
(3)该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计,弹簧测力计的工作原理是 ,将该弹簧秤竖直放置,未挂重物时,指针与零刻度对齐,悬挂某一重物时,如图(c)所示读数为 N,此时弹簧总长为 cm。
【答案】(1)弹性 (2)C (3)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比 3 10
【解析】【小题1】弹性形变可以还原,塑性形变不能还原,由于弹簧在一定范围内形变后可复原,故弹簧具有弹性。
【小题2】弹簧竖直悬挂时,由于自身重力的影响,会伸长一些,此时弹簧的长度比平放在水平面的弹簧长度更长,所以图(b)中,直线没过坐标原点,与坐标标度的选取和钩码的重力选取无关,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
【小题3】[1]该弹簧测力计是利用在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比原理制成的。
[2]由图(c)可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,故图中弹簧测力计的示数为3N。
[3]由图(b)可知,向上延长图像中的直线
根据表格数据解得直线为
受力3N此时弹簧的伸长量为
故弹簧总长
提升练
11.北京时间2021年7月25日,中国跳水梦之队在东京奥运会上首次亮相就出手不凡,施廷懋和王涵凭借绝对优势夺得女子双人三米板冠军,为中国体育代表团摘下了本届奥运会的第四枚金牌。如图所示,当两名运动员站在三米跳板上时,产生的现象中,下列说法正确的是( )
A.跳板被跳水运动员压弯,发生了弹性形变
B.运动员所受的弹力方向向下
C.跳板对跳水运动员有弹力作用,跳水运动员对跳板没有弹力作用
D.只要跳板发生形变,就能产生弹力
【答案】A
【详解】A.人由于重力作用,当站在跳板上时,把跳板压弯,使跳板发生弹性形变,故A正确;
B.运动员所受的弹力是由于跳板发生弹性形变,由于恢复原状使对运动员产生弹力,这个力是跳板对运动员向上的支持力,故B错误;
C.跳板对跳水运动员有弹力作用,跳水运动员对跳板也有弹力作用,这个力是运动员对跳板的压力,故C错误;
D.只有跳板发生弹性形变,才能产生弹力,故D错误。
故选A。
12.图中,A、B两球之间一定有弹力作用的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】弹力产生有两个条件,一是相互接触,二是要发生弹性形变,ACD中两个球虽然都相互接触了,但不一定有弹性形变发生,也不一定有弹力,B中两球不仅相互接触,而且还一定有弹性形变发生,一定有弹力作用,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
13.如图,水平地面上并列放着两个相互接触的静止木箱甲和乙,则( )
A.甲和乙之间没有弹力 B.甲对乙有弹力,乙对甲也有弹力
C.只有甲对乙有弹力 D.只有乙对甲有弹力
【答案】A
【详解】水平地面上并列放着两个相互接触的静止木箱,它们之间不存在任何形式的相互作用,因此尽管两个物体相互接触,但是没有产生力的作用,故它们之间不存在弹力。
故选A。
14.如图所示,在光滑的水平面上,一弹簧左端固定在墙壁上,右端与一小球连接,O点是弹簧为原长时小球的位置。现对小球施加一外力压缩弹簧使小球到达A点,然后释放小球,小球将在AB之间做往复运动。下列说法正确的是( )
A.弹簧对小球的弹力是由于小球发生弹性形变产生的
B.小球由A向B运动的过程中,弹簧对小球的弹力一直变大
C.小球由O向A运动的过程中,弹簧对小球的弹力方向水平向左
D.小球由A向O运动的过程中,弹簧对小球的弹力方向水平向右
【答案】D
【详解】A.弹簧对小球的弹力,是由于弹簧发生形变产生的,故A错误;
B.在小球由A向O运动的过程中,弹簧从被压缩到恢复原长,形变变小,故弹簧的弹力逐渐变小;在小球由O向B运动的过程中,弹簧被拉长,形变变大,故弹簧的弹力逐渐变大,故小球由A向B运动的过程中,弹簧对小球的弹力先变小再变大,故B错误;
C.在小球由O向A运动的过程中,弹簧被压缩产生弹力,故弹簧对小球的弹力由A指向O,即弹簧对小球的弹力方向水平向右,故C错误;
D.在小球由A向O运动的过程中,弹簧被压缩产生弹力,故弹簧对小球的弹力由A指向O,即弹簧对小球的弹力方向水平向右,故D正确。
故选D。
15.一根弹簧的左端固定在墙上,如图在弹簧弹性限度内,分别用手水平拉伸弹簧和压缩弹簧,弹簧静止时,手受到的弹力分别为、、,则( )
A. B.的方向水平向右
C.和的方向相同 D.和的方向相反
【答案】B
【详解】A.在弹簧弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大,由图甲、乙可知,甲的伸长量较大,所以,甲的拉力较大,手受到甲的弹力也较大,即,故A不符合题意;
BCD.由图可知,甲、乙中手水平向右拉弹簧,手受到弹力水平向左;丙中手水平向左压弹簧,手受到的弹力水平向右;和的方向相同,和的方向相反,故B符合题意,CD不符合题意。
故选B。
16.如图甲所示,用水平拉力F1=20N拉弹簧,弹簧伸长了2cm。现在两端同时用F2的力沿水平方向拉弹簧,如图乙所示,要使弹簧伸长3cm(仍在弹性限度内),则每个力F2为( )
A.20N B.30N C.10N D.40N
【答案】B
【详解】物体间力的作用是相互的,甲图中用20N的力F1的力拉弹簧时,弹簧左端也受到向左的20N的拉力,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,要使弹簧伸长3cm,则需要30N的拉力,在乙弹簧左右两端均施加水平拉力,弹簧仍伸长3cm,由于两种方法是等效的,所以加在弹簧乙上施加的力也是30N。
故选B。
17.下图所示的是瑞瑞同学使用弹簧测力计的情景。其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,故ABC正确,不符合题意;D错误,符合题意。
故选D。
18.将一弹簧测力计按照图甲使用,弹簧测力计的读数为4.0N,若把弹簧测力计倒置,像图乙这样使用,两种情况下弹簧测力计下面挂的是同一物体,则图乙中弹簧测力计的读数应( )
A.小于4.0N B.等于4.0N C.大于4.0N D.无法确定
【答案】C
【详解】将弹簧测力计倒过来使用时,弹簧测力计的示数等于弹簧测力计自身重力和物体对弹簧的拉力之和,所以弹簧测力计的示数大于4.0N。
故选C。
19.在“自制弹簧测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想.究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
小明猜想:弹簧伸长的长度可能跟它受到的拉力成正比。
小丽猜想:弹簧的长度可能跟它受到的拉力成正比。
(1)如图是小明和小丽自制弹簧测力计的侧面图,挂钩下没挂重物时指针静止时指在A点,该位置应标记为 N;
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
拉力(钩码总重)/N
0
0.5
1.0
1.5
2.5
弹簧的总长度/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
7.5
弹簧伸长的长度/cm
0
0.6
1.2
3.0
①没有挂钩码时,弹簧的原长= cm;
②补充表格中第3行的数据为 ;
③分析表格中的数据,你认为实验能初步验证 的猜想是正确的。(选填“小明、小丽”)
(3)如图为小明使用已经制好的弹簧测力计测量力的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
(4)小红利用一根橡皮筋自制了一个测力计,发现它的量程太小,只有1N,小红想将测力计的量程提高为2N,初步拟定了以下几种方案,其中可行的是______。
A.换一根相同的橡皮筋,然后改变刻度达到要求
B.加一根相同的橡皮筋,然后改变刻度,提高量程
C.增加刻度,在1N刻度之外按比例加刻度,直至2N
【答案】(1)0 (2)4.5 1.8 小明 (3)D (4)B
【详解】(1)自制的弹簧测力计时,挂钩下没挂重物,指针静止时指在A点,说明在A点时所挂重物的质量为0,该点的示数应为0N。
(2)[1]没有挂钩码时,弹簧的长度就是原长,由题可知,当拉力为零时,弹簧的原长为4.5cm。
[2]用橡皮筋的总长度减去原长即为橡皮筋伸长的长度,即
[3]分析表中第一行与第三行的关系可知橡皮筋伸长的长度与它所受拉力的关系是正比例关系,故小明的猜想是正确的。
(3)使用弹簧测力计时,用力的方向与弹簧的轴线方向一致,其中测量方法正确的是ABC,错误的是D,故选D。
(4)A. 换一根相同的橡皮筋,其弹性形变范围受到的最大拉力仍为1N,不能增大量程,故A不符合题意;
B. 加一根相同的橡皮筋,即测量时受到的拉力为两个橡皮筋的拉力和,所以测量范围会增大,改变刻度,增大量程,故B符合题意;
C. 橡皮筋弹性形变范围受到的最大拉力为1N,如增大拉力会超出弹性形变的范围,示数已无意义,所以只靠改变刻度,是不能增大量程的,故C不符合题意;
故选B。
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7.2 弹力
01导图速览
02必备知识
►知识点1 弹力
►知识点2 弹簧测力计
03方法技巧
►方法技巧1 确定弹力的方向
►方法技巧2 判断弹力是由哪个物体发生形变产生的
►方法技巧3 弹簧测力计的特殊用法
04经典题型
题型1 对弹力的理解
题型2 弹力的方向和示意图
题型3 弹簧测力计的使用及读数
题型4 弹簧测力计特殊用法
题型5 弹簧测力计的原理
05分层训练
基础练
提升练
知识点1 弹力
1、弹性和塑性
(1)弹性:物体在受力时会发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。
(2)塑性:形变后不能自动地恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作塑性。
2、弹力
(1)定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。我们常说的压力、支持力、拉力等实质上都是弹力。
(2)产生条件:①两物体相互接触;②物体发生弹性形变(接触位置相互挤压或拉伸)。
【注】两个条件缺一不可。
(3)弹力的三要素
①大小:与物体的弹性强弱(材料)和形变程度有关;
②方向:与物体形变的方向相反,指向恢复原状的方向;
③作用点:在两个物体的接触面上,作用在使物体发生弹性形变的物体上。
(4)弹性限度
物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能恢复原来的形状。因此,使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会损坏弹簧。
知识点2 弹簧测力计
1、弹簧测力计
(1)测力计:测量力的大小的工具叫作测力计。
(2)弹簧测力计工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。利用这个道理做成的测力计,叫作弹簧测力计。
(3)弹簧测力计的构造
(4)物理实验室中常用的几种弹簧测力计
2、弹簧测力计的使用
使用前:
(1)观察弹簧测力计的测量范围和分度值:加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,否则会损坏弹簧测力计。认清弹簧测力计的每个小格表示多少牛。
(2)认清零点(调零):检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在,调节弹簧测力计,使指针与零刻度线重合。
(3)沿弹簧轴线方向轻轻来回拉动几次挂钩,放手后观察指针是否能回到零刻度线处,以防止弹簧卡壳。
使用时:
(1)测量:拉力的方向与弹簧的轴线方向一致,以免挂钩杆与外壳之间产生过大的摩擦。
(2)读数:视线要与刻度盘垂直。
(3)记录:记录数据要带单位。
3、探究弹簧测力计的测力原理
根据实验中的拉力(F)大小和对应的伸长量(x),采用描点法画出弹簧的伸长量(x)与拉力(F)图象。
【分析】通过实验可以发现,伸长4cm在该弹的弹性限度内,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力的大小成正比,这就是弹簧测力计的测量原理。当超过弹簧的弹性限度后,撤去外力弹簧将无法自动恢复到原状。
【注意】要区分弹簧的长度和伸长量的区别:例如,一根弹簧原长5cm,拉伸后的长度为8cm,弹簧的伸长量为∆l =8cm-5cm=3cm.
4、其他常见测力计
方法技巧1 确定弹力的方向
弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力,如被向下压缩的弹簧,为了恢复原来的状态,会对手掌产生向上的弹力F,弹力方向总是与物体的形变方向相反。
方法技巧2 判断弹力是由哪个物体发生形变产生的
将一本书放在桌面上,桌面和书之间由于挤压,会发生弹性形变,从而产生弹力。尽管桌面和书本之间形变非常微小,肉眼难以观察到,但不可忽略。
图甲:桌面受到书本向下的压力(弹力),这个弹力是书本向上发生形变,为了恢复原来的形状,所以给桌面一个向下的压力。因此,书本对桌面的压力是书本形变产生的。
图乙:书本受到桌面向上的(弹力),这个弹力是桌面向下发生形变,为了恢复原来的形状,所以给书本一个向上的支持力。因此,桌面对书本的支持力是桌面形变产生的。
因此,需要判断一个弹力是由哪个物体发生形变产生时,一般情况下,这个物体是这个力的【施力物体】。
【例】撑杆跳高运动员将杆压弯,运动员受到的弹力(撑轩是施力物体)是由撑轩形变产生的。
方法技巧3 弹簧测力计的特殊用法
(1)当弹簧测力计处于静止状态或用弹簧测力计匀速拉动物体时,弹簧测力计的示数就等于作用在挂钩上的力的大小。
【例】
此时弹簧测力计读数是6N。
A、B示数相等都为2N,手对弹簧测力计拉力也为2N。
(2)弹簧测力计倒挂时,弹簧测力计读数=弹簧测力计外壳对弹簧的拉力(外壳自重)+重物对弹簧的拉力。
图甲示数为2N,图乙示数为4N。所以该物体的实际重力=弹簧测力计读数-弹簧测力计外壳对弹簧的拉力(外壳自重)=4N-2N=2N。
题型1 对弹力的理解
【例1】(23-24八年级下·河南洛阳·期中)下列关于弹力产生的条件和方向,说法正确的是( )
A.只要两个物体接触,一定产生弹力
B.弹力的方向是竖直向下的
C.两个物体接触且发生相对运动时,才会产生弹力
D.两个物体接触且互相挤压发生弹性形变时才会产生弹力
【变式1-1】(23-24八年级下·河南郑州·月考)关于弹力,下列说法错误的是( )
A.相互接触的物体间不一定产生弹力
B.弹簧测力计的原理是弹簧的长度与弹簧所受的拉力成正比
C.弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力
D.压力、支持力、拉力都属于弹力
【变式1-2】(23-24八年级下·江苏盐城·期中)如图,甲、乙两只小球用细线悬挂或摆放在水平面上,相互间一定产生弹力作用的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(23-24八年级下·河南郑州·月考)一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法错误的是( )
A.足球受到的支持力是木板产生的弹力
B.足球产生的弹力是由于足球的形变造成的
C.木板形变是由于木板产生弹力造成的
D.足球产生的弹力就是足球对木板的压力
【变式1-4】(23-24八年级下·广东深圳·期中)李娜是中国网球史上一位传奇运动员,职业生涯中获得过两次大满贯赛事的冠军,如图是在打球时网球撞击到球拍瞬间拍下的画面,下列的说法正确的是( )
A.网球受到弹力的施力物体是手
B.网球受到的弹力是由于球拍发生弹性形变产生的
C.网球在空中飞行时受重力和弹力作用
D.击球时,球运动方向改变,说明力可以改变物体的形状
【变式1-5】(23-24八年级下·辽宁沈阳·月考)如图,蹦床是很多小朋友喜爱的游戏项目,小朋友站在蹦床上时受到蹦床对他向上的弹力,这是因为 (填“小朋友”或“蹦床”)形变产生的;小朋友在空中先上升后下降,说明力可以改变 。
题型2 弹力的方向和示意图
【例2】(23-24八年级下·河南郑州·月考)如图,挂在竖直墙上的球受到绳的拉力为15N。请画出球所受拉力和球对墙面压力的示意图。
【变式2-1】(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·月考)小铁球从高处下落,压缩地面上的弹簧,请在O 点画出小铁球受到的弹力的示意图。
【变式2-2】(23-24八年级下·四川广元·期中)如图,物块在粗糙水平面上向左滑动并压缩弹簧,在O点画出弹簧对物块的弹力的示意图。
【变式2-3】(23-24八年级下·福建福州·期中)如图所示,一个桶内放有两粒篮球,篮球A对桶壁的压力为3N,请在图中画出篮球A对桶壁压力的示意图(其中O为压力的作用点)。
【变式2-4】(23-24八年级下·海南海口·期末)如图所示,请画出在固定在斜面上向上运动过程中物体所受的支持力F的示意图。
【变式2-5】(2024·河南南阳·二模)小明用的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧并保持静止,请画出此时手受到弹簧拉力的示意图(A点为手受力作用点)。
题型3 弹簧测力计的使用及读数
【例3】(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·月考)下列关于弹簧测力计使用的说法中,不正确的是( )
A.测量力时不能超过弹簧测力计的测量范围
B.测量前应用手来回轻轻拉动几下挂钩
C.使用前应将弹簧测力计的指针调到零刻度
D.实际测量力时,弹簧必须沿竖直方向放置
【变式3-1】(23-24八年级上·湖南益阳·期中)弹簧测力计是力学中常用的测量仪器,下列关于弹簧测力计的说法中不正确的是( )
A.使用前必须检查指针是否指在零刻度上
B.测量时要使弹簧测力计的轴线方向与所测力的方向一致
C.使用弹簧测力计前要先拉一拉挂钩,防止弹簧卡壳
D.弹簧测力计必须竖直放置,不能倾斜
【变式3-2】(2024八年级上·全国·专题练习)如图所示的弹簧测力计的量程是 N,分度值是 N;图中的弹簧测力计的读数是 N。
【变式3-3】(23-24八年级下·青海·月考)弹簧测力计是用来测量 的仪器,它是利用弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长的道理制成的,若在一次测量中弹簧测力计的示数如图所示,图中物体重为 N。
【变式3-4】(23-24八年级下·江西南昌·期中)实验是学生学好物理的重要手段,也是中学生必备的基本技能之一、亲爱的同学请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 (选填“大”或“小”)。如图乙所示的弹簧测力计的分度值是 ,量程是 N。
(2)如图丙所示的圆筒测力计,每个色环刻度值为0.5N,则手对挂钩的拉力为 N。
(3)如图丁是用弹簧测力计测拉力时的情景,这种测量操作是 的(选填“正确”或“错误”),理由是: 。
题型4 弹簧测力计特殊用法
【例4】(23-24八年级上·福建福州·期末)小浩用已校零的弹簧测力计测小石块的重力时,误将弹簧测力计倒置,将小石块挂在弹簧测力计的拉环上。当小石块静止时,弹簧测力计的示数如图所示,则小石块的重力( )
A.等于3.4N B.小于3.4N C.等于4.6N D.大于4.6N
【变式4-1】(23-24八年级下·湖北武汉·期中)如图所示,甲、乙两同学沿水平方向分别向左、右用力拉弹簧测力计,测力计静止时示数为5N,若不计弹簧测力计自身的重力,下列说法正确的是( )
A.乙对测力计的拉力是2.5N
B.测力计对甲的拉力是5N
C.甲对测力计的拉力是10N
D.在弹性限度内,弹簧的弹力大小和弹簧长度成正比
【变式4-2】(23-24八年级下·江苏苏州·期中)如图甲所示为使用弹簧测力计测力时的情景,请指出图中存在的操作错误: 。纠正错误后在弹簧测力计下挂一物体,当物体静止时,弹簧测力计先按如图乙所示测量,再将弹簧测力计倒置按如图丙所示进行测量,图丙与图乙中测力计的示数相比将 (变大/不变/变小)。
【变式4-3】(23-24八年级下·安徽亳州·月考)把两个弹簧测力计A和B秤钩连接在一起(如图所示),若看到弹簧测力计A的示数为10N,则看到B的示数是 (选填“0”“10”或“20”)N。
【变式4-4】(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,小南用两只手分别拉着钩在一起的弹簧测力计均已调零,发现弹簧测力计A的示数如图所示,此时,弹簧测力计B的示数是 N,两个弹簧测力计之间彼此施加的力的关系是 。
【变式4-5】(23-24八年级下·安徽滁州·期中)从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示,
(1)测量物体重力前,应进行的操作是 ;
(2)正确操作后,小明和小红分别按乙、丙两图测量物体A和物体B的重力,则物体A重力 2.2N,物体B的重力 (均填“大于”、“等于”或“小于”)2.2N。
题型5 弹簧测力计的原理
【例5】(2025八年级·全国·专题练习)在探究“弹簧的伸长量与拉力的关系”实验中得到:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力的大小成正比。根据这一结论小明用如图所示 N的力拉弹簧,使弹簧伸长了2.3cm;小芳用力将这个弹簧拉长了3cm,则小芳拉弹簧的力是 N。
【变式5-1】(23-24八年级下·广东揭阳·月考)一根弹簧受4N的拉力时,长度为14cm,受8N的拉力时,长度为16cm,则不受外力时,弹簧的长度是 cm;如果在弹性限度内受12N的拉力时,弹簧的长度是
cm;由此可得,在弹性限度内,每增加1N的弹力,弹簧的长度变化 cm。
【变式5-2】(24-25八年级上·吉林·月考)为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长量与拉力的关系做了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
甲弹簧的长度/cm
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
21.0
24.0
乙弹簧的长度/cm
6.0
7.5
9.0
10.5
12.0
13.5
15.0
(1)弹簧具有 (选填“弹性”或“塑性”),测出相应的弹簧长度需要用到 。
(2)分析表中数据可知:在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成 。
【变式5-3】(23-24八年级下·湖北荆门·期中)小京为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,如表所示
拉力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度/cm
6.5
7.5
8.5
9.5
11.00
14.2
18.0
(1)从表格信息可得,它的最大称量是 N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离 cm;
(3)当该弹簧测力计受到0.75N的拉力时,弹簧将伸长 cm。
【变式5-4】(23-24八年级下·江苏盐城·期中)某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为5N的物体时,橡皮筋A的伸长量比橡皮筋B的伸长量多 cm。
(2)分别用两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”,下同)制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高。
【变式5-5】(23-24八年级下·四川广元·月考)在“探究弹簧的伸长量与哪些因素有关”的实验中:
(1)小明为了“研究受到拉力时弹簧的伸长量与弹簧自身因素”的关系,他在实验过程中应控制不变的量是:_______(填序号)
A.弹簧长度 B.弹簧材料 C.弹簧伸长量 D.拉力
(2)小华在“研究弹簧的伸长量与拉力关系”的实验中,她将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加拉力 F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,并根据记录的拉力 F与弹簧的伸长量x作出了F-x的图像(如图所示)
①由图像可知,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长量增加 cm;
②分析图像,你可以得出的结论是 ;
③该探究的结论在实际中的应用是制造了 ;
④该图像不过原点的原因是 。
基础练
1.如图所示的物体中发生的不是弹性形变的是( )
A.压弯的钢条 B.按压后的橡皮泥
C.压扁的皮球 D.拉弯的竹子
2.如图所示的各个力中,不属于弹力的是( )
A.推土机对泥土的推力 B.大象对跷跷板的压力
C.磁体对小铁球的吸引力 D.绳子对小车的拉力
3.下列关于弹力说法正确的是( )
A.只有弹簧之类的物体才产生弹力 B.物体间不接触,也能产生弹力
C.只要物体接触就一定会产生弹力 D.拉力、压力、支持力都属于弹力
4.物理学中常用数学中的图像来描述物理过程,其简洁、直观、清晰的表示物理量的变化情况和规律,如图所示的图像,说法不正确的是( )
①该项图像能表示不同的物体重力与质量的关系
②该图像能表示两种不同物质的质量与体积的关系
③该图像能表示两种不同物质的密度与质量的关系
④该图像能表示在弹性限度内,两根不同弹簧的伸长量与所受外力的关系
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
5.在探究弹簧测力计的原理活动时,用2N的力拉弹簧,弹簧的长度为16cm;在弹簧的弹性限度范围内,用10N的力拉弹簧,弹簧的长度为20cm。用此弹簧制作弹簧测力计时,拉力每增大1N,弹簧将伸长( )
A.8cm B.2cm C.1cm D.0.5cm
6.(多选)关于“弹力与弹簧测力计”,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计只能在竖直方向上使用
B.只要物体发生形变就一定会产生弹力
C.使用弹簧测力计前应轻轻地拉挂钩,以防卡住
D.弹力是由物体发生弹性形变而产生的力
7.(多选)使用弹簧测力计时,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不能倾斜
B.弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦
C.使用前必须检查指针是否指在零刻度线上
D.必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围
8.如图所示,该弹簧测力计的量程为 N,分度值是 N,示数为 N;在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越 (选填“大”或“小”),弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
9.有甲、乙两根弹簧,弹簧的伸长量L与所受拉力F的关系如图所示。若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用 (选填“甲”或“乙”)弹簧;当不受拉力时,乙弹簧的长度是12cm,某次把一个物体挂在乙弹簧下静止时,弹簧的长度变为18cm(仍在弹性限度内),此时乙弹簧受到的拉力为 N。
10.某同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验。先将弹簧平放在水平桌面上,用刻度尺测出弹簧的自然长度L0=3.5cm,再将弹簧的上端挂在铁架台上,使弹簧处于竖直状态,如图(a)所示。然后将钩码逐个挂在弹簧的下端,测出相应的弹簧总长度L,算出弹簧伸长量x=L-L0,记录实验数据,作出弹簧下端所受拉力F随弹簧伸长量x变化的图像,如图(b)所示。
(1)弹簧具有 (填“弹性”或“塑性”);
(2)图(b)中,直线没过坐标原点,可能的原因是 ;
A.坐标标度选取不合理
B.钩码重力的测量值都偏大
C.弹簧自身重力的影响
(3)该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计,弹簧测力计的工作原理是 ,将该弹簧秤竖直放置,未挂重物时,指针与零刻度对齐,悬挂某一重物时,如图(c)所示读数为 N,此时弹簧总长为
cm。
提升练
11.北京时间2021年7月25日,中国跳水梦之队在东京奥运会上首次亮相就出手不凡,施廷懋和王涵凭借绝对优势夺得女子双人三米板冠军,为中国体育代表团摘下了本届奥运会的第四枚金牌。如图所示,当两名运动员站在三米跳板上时,产生的现象中,下列说法正确的是( )
A.跳板被跳水运动员压弯,发生了弹性形变
B.运动员所受的弹力方向向下
C.跳板对跳水运动员有弹力作用,跳水运动员对跳板没有弹力作用
D.只要跳板发生形变,就能产生弹力
12.图中,A、B两球之间一定有弹力作用的是( )
A. B.
C. D.
13.如图,水平地面上并列放着两个相互接触的静止木箱甲和乙,则( )
A.甲和乙之间没有弹力 B.甲对乙有弹力,乙对甲也有弹力
C.只有甲对乙有弹力 D.只有乙对甲有弹力
14.如图所示,在光滑的水平面上,一弹簧左端固定在墙壁上,右端与一小球连接,O点是弹簧为原长时小球的位置。现对小球施加一外力压缩弹簧使小球到达A点,然后释放小球,小球将在AB之间做往复运动。下列说法正确的是( )
A.弹簧对小球的弹力是由于小球发生弹性形变产生的
B.小球由A向B运动的过程中,弹簧对小球的弹力一直变大
C.小球由O向A运动的过程中,弹簧对小球的弹力方向水平向左
D.小球由A向O运动的过程中,弹簧对小球的弹力方向水平向右
15.一根弹簧的左端固定在墙上,如图在弹簧弹性限度内,分别用手水平拉伸弹簧和压缩弹簧,弹簧静止时,手受到的弹力分别为、、,则( )
A. B.的方向水平向右
C.和的方向相同 D.和的方向相反
16.如图甲所示,用水平拉力F1=20N拉弹簧,弹簧伸长了2cm。现在两端同时用F2的力沿水平方向拉弹簧,如图乙所示,要使弹簧伸长3cm(仍在弹性限度内),则每个力F2为( )
A.20N B.30N C.10N D.40N
17.下图所示的是瑞瑞同学使用弹簧测力计的情景。其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
18.将一弹簧测力计按照图甲使用,弹簧测力计的读数为4.0N,若把弹簧测力计倒置,像图乙这样使用,两种情况下弹簧测力计下面挂的是同一物体,则图乙中弹簧测力计的读数应( )
A.小于4.0N B.等于4.0N C.大于4.0N D.无法确定
19.在“自制弹簧测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想.究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
小明猜想:弹簧伸长的长度可能跟它受到的拉力成正比。
小丽猜想:弹簧的长度可能跟它受到的拉力成正比。
(1)如图是小明和小丽自制弹簧测力计的侧面图,挂钩下没挂重物时指针静止时指在A点,该位置应标记为 N;
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
拉力(钩码总重)/N
0
0.5
1.0
1.5
2.5
弹簧的总长度/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
7.5
弹簧伸长的长度/cm
0
0.6
1.2
3.0
①没有挂钩码时,弹簧的原长= cm;
②补充表格中第3行的数据为 ;
③分析表格中的数据,你认为实验能初步验证 的猜想是正确的。(选填“小明、小丽”)
(3)如图为小明使用已经制好的弹簧测力计测量力的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
(4)小红利用一根橡皮筋自制了一个测力计,发现它的量程太小,只有1N,小红想将测力计的量程提高为2N,初步拟定了以下几种方案,其中可行的是______。
A.换一根相同的橡皮筋,然后改变刻度达到要求
B.加一根相同的橡皮筋,然后改变刻度,提高量程
C.增加刻度,在1N刻度之外按比例加刻度,直至2N
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