内容正文:
6.2 弹力 力的测量和表示
导学目标
1.了解弹力;
2.知道弹簧测力计的工作原理;
3.会用弹簧测力计来测量力的大小;
4.会用示意图来表示力。
重点难点
重点:弹簧测力计的工作原理;弹簧测力计的使用方法,并会用测力计测力.
难点:会用示意图来表示力.
导学过程
【自主学习】
一、认识弹力
1.完成实验:(1)完成图6-2-2实验,拉弹簧并松手,压弹簧并松手,观察弹簧的变化;(2)揉捏一块橡皮泥,观察橡皮泥的变化。
2.阅读教材P8页,完成以下填空
(1)物体在外力的作用下会发生形变,撤去外力时,又会恢复到原来的形状,物质的这种性质叫做 ;
(2)有些物体发生形变后不能恢复原来的形状,物体的这种性质叫做 。
3.弹力:
(1)定义:物体由于发生 而产生的力叫做弹力。
(2)方向:弹力的方向总是与使物体发生形变的外力方向 ,并作用
在 直线上。
二、怎样测量力
1.测量力的仪器
(1)握力计和弹簧测力计都是测量什么的仪器?
答案: 。
(2)在我们的日常生活中和实验室中,常用什么工具来测量力的大小?
答案: 。
2.弹簧测力计
(1)弹簧测力计的工作原理是什么?
答案: 。
(2)弹簧测力计由哪些部分组成?
答案:弹簧测力计主要由 、 、 、 等组成。
(3)该弹簧测力计的量程和分度值分别是多少?
答案: 。
(4)如何正确使用弹簧测力计?
答案:①测量前,要使指针与 对齐,若有偏差,必须 。
②要明确弹簧测力计的 和 ,被测力的大小 超出测力计的量程; 。
③测量时,要使弹簧测力计内的弹簧伸长的方向与所测力的方向在 。④读数时, 应保持测力计处于 状态,视线必须与刻度板 ,记下 和 。
注意:弹簧测力计的错误使用方式
不能倒挂使用
所测力没有通过弹簧中心轴线
三、怎样用图表示力
1.知识回顾:力的三要素是 、 、 .
2.为了更形象地表示力,用一条带 的线段把力的 表示出来,这种方法就叫做力的示意图.箭头表示 ,线段的 表示力的作用点.
【合作探究】
1.(2024春•江阴市期中)当弹簧不受拉力作用时,我们称其长度为原长L0,在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的力F和弹簧的形变量Δx(Δx=L﹣L0)成正比,即F=kΔx,k叫做弹簧的劲度系数,如图所示是某次实验测得弹簧所受的力F与弹簧长度L的关系图象,请你根据图象判断下列说法中正确的是( )
①弹簧的原长L0是10cm
②弹簧的劲度系数是40N/m
③当受到F=1N时,弹簧可能伸长了2.5cm
④当弹簧伸长了15cm(弹性限度内)时,受到力F=2N
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
2.如图所示的实验,木块上放一平面镜B,用激光手电筒A照射平面镜,反射到天花板上一光斑,用手按木块,光斑偏移,放开手,光斑又回到原来的位置。这说明木块有什么物理性质?请加以解释。
3.(2024•山西模拟)实践小组的同学们在“制作弹簧测力计”的活动中发现:在一定的范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度就会越长,根据这一现象,同学们提出如下猜想:
猜想A:弹簧伸长的长度可能跟它受到的拉力大小成正比。
猜想B:弹簧伸长后的总长度可能跟它受到的拉力大小成正比。
他们选用了甲、乙两根弹簧、钩码、刻度尺等器材进行实验,记录实验数据如表:
拉力F/N
0
2
3
4
5
6
弹簧甲的长度/cm
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
21.0
24.0
弹簧乙的长度/cm
6.0
7.5
9.0
10.5
12.0
13.5
15.0
(1)分析并补全表格中的数据。由此确定猜想 (选填“A”或“B”)是正确的。
(2)同学们分别利用甲、乙弹簧制作了两个弹簧最大长度能达15cm的测力计,其中量程较大的测力计选用的是 (选填“甲”或“乙”)弹簧。
(3)在实验过程中,同学们将不同的弹簧压缩相同长度,松手后将同一块橡皮弹出不同高度,即弹簧产生的弹力大小不同。据此现象请你提出一个可探究的科学问题:
。
当堂检测
1.(2024春•铁锋区期末)一茶杯放在桌面上,下列关于茶杯和桌面的受力论述中,正确的是( )
A.茶杯和桌面之间有弹力作用,其原因是桌面发生了形变,茶杯并未发生形变
B.桌面受到向下的弹力,是由于桌面发生了形变
C.桌面受到向下的弹力,是由于茶杯发生了形变
D.茶杯受到向上的弹力,是由于茶杯发生了形变
2.(2024春•阿荣旗期末)如图所示,ABCD顺序表示了射箭的整个过程,运动员先将箭搭在弓上,然后慢慢拉弓,将弓拉满后松手,箭疾驰而飞,在以上过程中,弓的弹力最大的时刻是( )
A. B.
C. D.
3.(2024春•苏州期末)用手压弹簧,以下表示弹簧形变而产生的弹力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2024春•利州区月考)某弹簧原长10cm,在弹性限度内弹簧受到5N的拉力下弹簧长16cm,受到8N的拉力下弹簧长( )
A.19cm B.19.6cm C.18cm D.9.6cm
5.(2024春•淮安期末)如图所示,在桌面上固定一根弹簧,分别用手“拉”和“压”弹簧,使弹簧的形变量相同。请在(a)图中画出手受到弹簧拉力的示意图。(b)图中弹簧对桌面的压力是由于 弹簧 (手/弹簧/桌面)形变产生的。两次实验中力的作用效果不同是由于力的 方向 不同。
6.(2024春•凤阳县期末)明代科学家宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,被外国学者称为“中国17世纪的工艺百科全书”。在书中记载的“悬弓弹棉”中,将木弓用细绳吊在一根竹竿上,如图所示,竹竿发生了 产生弹力;然后用木棰频频击打弓弦,使板上棉花疏松,使棉花变疏松的力的施力物体
是 (选填“竹竿”“木棰”或“弓弦”)。
7.(2024•益阳一模)在探究“橡皮筋所受拉力F与橡皮筋伸长量ΔL的关系”实验中,某实验小组的同学对A、B两根粗细不同的橡皮筋进行研究。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(单个重力均为0.5N,如图甲所示),记录所挂钩码重力和橡皮筋的长度L,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示,图线中PM、PN段为直线。
(1)本实验还需要的测量器材是 ;
(2)分析图乙信息可知:A、B两根橡皮筋的原长均为 cm;当挂2个钩码时,A橡皮筋的伸长量为 cm;实验中收集多组数据且用两根橡皮筋完成实验的目的是 ;分析数据可知,在一定范围内橡皮筋的 与橡皮筋所受拉力F成正比;
(3)若用这两根橡皮筋分别制成测力计,用橡皮筋 (A/B)制成的测力计测量的精确程度高;橡皮筋A制成的测力计的最大称量值为 N。
8.(2024春•海淀区期中)通过学习同学们知道在弹性限度内,弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F成正比,可用公式F=kΔL表示(其中k叫做弹簧的劲度系数,其单位为N/m)。已知轻质弹簧A和B的劲度系数分别为k1=500N/m,k2=300N/m。
(1)把弹簧A的一端固定在天花板上,用力竖直向下拉弹簧A使其伸长ΔL=20cm(如图甲),求此时的拉力F的大小;
(2)把A、B两根弹簧连接起来,串联成一根长弹簧C,把这根长弹簧一端固定在天花板上(如图乙)。求长弹簧C的劲度系数k的大小。(提示:长弹簧C受力后的伸长量等于A、B两根弹簧受力后伸长量之和)
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