内容正文:
【八年级物理大单元设计】
7.2 弹力
目录
【基础达标练】 1
题型1:弹性和塑性 1
题型2:弹力的理解 1
题型3:辨析物体间弹力是否存在 3
题型4:弹力的方向及示意图 4
题型5:影响弹簧弹力大小的因素 5
【能力提升练】 15
【中考真题练】 29
【基础达标练】
题型1:弹性和塑性
1.据报道,科学家们已研制出了一种超轻材料“碳海绵”——世界上最轻的一类物质。如图所示,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明这种材料的 较小。将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,因此“碳海绵”具有很好的 。(填物理属性)
【答案】 密度 弹性
【详解】[1]由题知,相同体积的“碳海绵”与普通海绵相比,“碳海绵”的质量小得多,根据知,“碳海绵”这种材料的密度较小。
[2]将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”发生的是弹性形变,具有良好的弹性。
2.据报道,我国科学家造出“世界上最轻材料——全碳气凝胶”,这种材料密度仅为0.16mg/cm3,一块500cm3的“全碳气凝胶”制成的“碳海绵”放在一朵花上,该“碳海绵”的质量为 g。实验发现“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状,因此具有很高的 性。
【答案】 0.08 弹
【详解】[1]“碳海绵”的质量为
[2]“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状,说明“碳海绵”能够自动恢复原状,发生弹性形变,具有很高的弹性。
3.当代中学生普遍存在不同程度的心理问题,主要表现为抑郁和焦虑。小明在心理咨询室通过击打假人宣泄,假人腿部带弹簧固定在较重的物体上,小明击打假人的力量越大.弹簧发生的形变程度就 ,产生的弹力 ,假人摆动的幅度就越大。
【答案】 越大 越大
【解析】【小题1】[1][2]施加的力越大,发生形变程度就越大,弹力大小与形变程度有关,形变量越大弹力越大。
4.“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明“碳海绵”的 较小;将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,说明“碳海绵”的 好。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,表明纳米铜具有良好的 (选填“硬度”或“延展性”)。
【答案】 密度 弹性 延展性
【详解】[1]“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多。由m=ρV可知,说明“碳海绵”这种材料的密度较小。
[2]将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”发生的是弹性形变,说明“碳海绵”的弹性好。
[3]由题上信息可知,室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这表明纳米铜具有较好的延展性。
题型2:弹力的理解
5.关于弹力,下列说法正确的是( )
A.只有物体发生弹性形变才能产生弹力
B.相互接触的物体间一定产生弹力
C.放在桌面的书本受到向上的弹力是由于书本发生形变而产生的
D.弹簧测力计弹簧受到的拉力与弹簧伸长量一定成正比
【答案】A
【详解】A.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,只有物体发生弹性形变,才能产生弹力,故A正确;
B.相互接触的物体如果不发生相互挤压而发生弹性形变,物体间不存在弹力作用,故B错误;
C.放在桌面的书本受到向上的弹力,是桌面作用于书本,因此是由于桌面发生弹性形变而产生的,故C错误;
D.弹簧测力计是根据在弹性限度内,弹簧受到的拉力和伸长量成正比的原理制成的。若超出弹性限度,弹簧受到的拉力与弹簧伸长量不一定成正比,故D错误。
故选A。
6.关于弹力,下列说法中不正确的是( )
A.发生弹性形变的物体会对它所接触的物体产生弹力的作用
B.平时所说的压力、支持力、拉力、张力,就其力的性质而言都是弹力
C.人站在地面上,虽然没有看到地面四陷,但地面对人可以产生向上的弹力
D.两个物体不接触也有可能有弹力
【答案】D
【详解】A.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,所以,发生弹性形变的物体会对它所接触的物体产生弹力的作用,故A正确,不符合题意;
B.发生弹性形变时物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力,通常所说的压力、支持力、拉力、张力,就其力的性质而言都是弹力,故B正确,不符合题意;
C.人站在地面上,人对地面有压力,虽然形变很小,但地面对人会产生弹力,故C正确,不符合题意;
D.要产生弹力的作用,两个物体必须直接接触,并且相互挤压,故D错误,符合题意。
故选D。
7.下列各力中,不属于弹力的是( )
A.运动员举重时手对杠铃的力 B.电线对电灯的拉力
C.地球对月球的吸引力 D.推土机推土时推土机对泥土的力
【答案】C
【详解】弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。运动员举重时手对杠铃的力、推土机推土时推土机对泥土的力、电线对电灯的拉力都是由于发生弹性形变而产生的力,所以它们都是弹力;地球对月球没有接触和形变,地球对月球的吸引力不是弹力,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.下列对生活实例的分析,正确的是( )
A.玻璃杯掉落到地面上摔碎了,说明力可以改变物体的形状
B.拉弹簧时弹簧变长,压弹簧时弹簧变短,说明力的作用效果只与方向有关
C.放在桌面上的水杯受到桌面的支持力作用,该力属于弹力
D.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
【答案】AC
【详解】A.力可以改变物体的运动状态、使物体发生形变,玻璃杯掉落到地面上摔碎了,说明力可以改变物体的形状,故A正确;
B.拉弹簧时弹簧变长,压弹簧时弹簧变短,说明力的作用效果与力的方向有关,但力的大小、方向、作用点都会影响力的作用效果。故B错误;
C.放在桌面上的水杯受到桌面的支持力作用是由于桌面发生弹性形变要恢复原状而产生的力,则该力属于弹力,故C正确;
D.用手提水桶时,由于物体间力的作用是相互的,手对水桶施加力的同时水桶对手也有力的作用,故D错误。
故选AC。
题型3:辨析物体间弹力是否存在
9.下列物体不能产生弹力的是( )
A. 被压缩的弹簧 B.伸长的橡皮筋
C.捏扁的橡皮泥 D.被挤压的足球
【答案】C
【详解】ABD.被压缩的弹簧、伸长的橡皮筋、被挤压的足球都是由于物体发生弹性形变产生的弹力,故ABD不符合题意;
C.捏扁的橡皮泥属于塑性形变,不能产生弹力,故C符合题意。
故选C。
10.下列物体中具有弹性的是( )
A.面团 B.橡皮泥 C.钢片 D.泥巴
【答案】C
【详解】面团、橡皮泥和泥巴发生形变后,不能自动恢复原状,所以说它们具有塑性;钢片发生形变后能自动恢复原状,所以它具有弹性。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.现有两个大小相同、制作材料不同的小球,为了比较它们的弹性好坏,应选择下列中的哪一个方案?( )
A.让两球从同一高处静止下落,反弹高的小球弹性好
B.把两球从同一高处向地面掷,反弹高的小球弹性好
C.把两球向墙壁扔去,反弹后离墙壁远的小球弹性好
D.手触摸小球,感觉哪一个球较软,软的小球弹性好
【答案】A
【详解】A.将两球从相同高处静止下落,比较反弹的高度,它们反弹的高度能说明其弹性的大小,所以此方案可行,故A符合题意;
B.把两球从同一高处向地面掷,球反弹的高度还与用力的大小有关,所以此方案无法比较,故B不符合题意;
C.把两球向墙壁扔去,比较反弹的距离,两球反弹的距离除与它们的弹性大小有关外,还可能与用力的大小有关,所以此方案无法比较,故C不符合题意;
D.手触摸小球,小球的形变程度还与充气量有关,所以此方案无法比较,故D不符合题意。
故选A。
12.下列有关力的说法中,正确的是( )
A.相互接触的两个物体间一定产生弹力 B.一个物体也能产生力的作用
C.不接触的两个物体间一定没有力的作用 D.力不能脱离物体而单独存在
【答案】D
【详解】A.由弹力产生的条件可知,两个物体相互接触且挤压才会产生弹力,故A错误;
B.力是物体对物体的作用,单独一个物体不会产生力,故B错误;
C.不相互接触的两个物体间也可能产生力,如磁铁吸引铁钉,不接触但有力的作用,故C错误;
D.力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在,故D正确。
故选D。
题型4:弹力的方向及示意图
13.如图中挂在竖直墙上的小球,受到细绳的拉力为15N,请画出小球除了重力以外所有力的示意图。
【答案】
【详解】除重力外,小球还受到绳子沿绳方向的拉力,墙壁对球的支持力,如下图所示:
14.如图所示,用力 F 沿倾斜角为30°的斜面向上拉小车,作出该力的示意图。
【答案】
【详解】拉力F与小车的接触点为作用点,从作用点开始,沿斜面向上画一条带箭头的线段表示出拉力,如图所示:
15.请在图中画出手向下压缩弹簧时所受到的弹力。
【答案】
【详解】人对弹簧的压力是向下的,弹簧对人手的弹力即支持力是向上的,大小等于手的压力;此力的作用点在人的手上,从作用点开始,沿竖直向上方向画一条带箭头的线段,如图所示:
16.如图甲所示,小球用线系住做圆周运动,画出线对小球拉力F的示意图。
【答案】
【详解】线对小球的拉力方向沿着线的方向并指向圆心,作用点在线与小球接触处,故作图如下:
题型5:影响弹簧弹力大小的因素
17.一根弹簧受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
【详解】[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。
18.如图所示,用手拉弹簧使弹簧伸长,弹簧发生了弹性形变。关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.发生形变后的弹簧对手指产生弹力
B.发生形变后的弹簧对墙没有产生弹力
C.在弹性限度内,拉弹簧的力越大弹簧伸长越长
D.弹簧伸长的过程中,弹簧对手指的弹力大小不变
【答案】BD
【详解】AB.发生形变后的弹簧,由于要恢复原来形状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,所以弹簧对手和墙都会产生弹力,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.在弹性限度内,物体发生弹性形变时,受力越大,形变程度越大,故B正确,不符合题意;
D.弹簧伸长的过程中,弹簧的伸长量越长,产生的弹力越大,故D错误,符合题意。
故选BD。
19.如图所示是甲、乙两根弹簧的拉力和长度之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的伸长量始终和拉力成正比关系
B.乙弹簧受到8N时伸长了4cm
C.甲弹簧在2N拉力时,弹簧伸长的长度是3cm
D.甲弹簧适合做量程较大的测力计
【答案】C
【详解】A.在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大,超过弹性限度,则弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力不成正比,故A错误;
B.从图中可以看出,当乙弹簧受到8N的拉力,弹簧伸长2cm,故B错误;
C.从图中可以看到,当甲弹簧受到4N的拉力,弹簧伸长6cm,若甲弹簧受到2N的拉力,则弹簧伸长3cm,故C正确;
D.从图中可以看到,在弹性限度内,弹簧乙的最大测量值较大,所以选择乙弹簧来制作量程较大的弹簧测力计,故D错误。
故选C。
20.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。
题型6:弹簧测力计的构造
21.如图所示为“用弹簧测力计测重力”的情景,弹簧测力计的分度值是 N,此时示数为 N。在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长,弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
【答案】 0.2 4.6 伸长量
【详解】[1][2]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.6N。
[3]根据弹簧测力计的原理可知,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。
22.如图是小明利用橡皮筋、回形针、牙膏盒、刻度尺、塑料盘、砝码等自制的橡皮筋测力计,下列说法错误的是( )
A.可以把回形针的下端当做指针
B.可以向塑料盘中加砝码拉伸橡皮筋来标注刻度
C.用不同的橡皮筋做成的测力计,它们的量程都相同
D.此测力计指针指到零刻度位置时,橡皮筋的形变量一定不为零
【答案】C
【详解】A.由图可知,回形针在橡皮筋的下部,可以把回形针上端当作测力计的指针,故A正确,不符合题意;
B.钩码上标有质量的数值,且每个钩码的质量相同,故可以用钩码拉伸皮筋标注刻度,故B正确,不符合题意;
C.橡皮筋的长短、粗细都影响着测力计的量程,所以不同橡皮筋做的测力计量程不相同,故C错误,符合题意;
D.由于回形针具有重力,测力计指针指到零刻度位置时,橡皮筋的形变量一定不为零,故D正确,不符合题意。
故选C。
23.关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.弹簧测力计的量程及分度值分别是0~5N和1N
B.弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长
C.使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力
D.此时弹簧测力计的示数是2.4N
【答案】D
【详解】AD.由图示弹簧测力计可以看出,其量程为0~5N,分度值为0.2N,弹簧测力计的示数是2.4N,故A错误,D正确;
B.在弹性限度内,弹簧测力计所受的拉力越大,它的弹簧伸长就越长,故B错误;
C.使用弹簧测力计既能测出重力又能测出水平方向上的拉力,只要挂钩与外壳平行即可,故C错误。
故选D。
24.如图所示为“用弹簧测力计测重力”的情景,实验前应先沿着 (选填“水平”或“竖直”)方向调零。该测力计读数为 牛。
【答案】 竖直 1.6
【详解】[1][2]测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,应将弹簧测力计在竖直方向调零;图中弹簧测力计的量程为0-2.5N,分度值为0.1N,读数为1.6N。
题型7:弹簧测力计的使用及注意事项
25.关于弹簧测力计的使用的方法中,小李说法错误的是( )
A.用弹簧测力计测量之前将指针调零
B.被测力的大小不允许超过测力计的量程
C.测量时指针不要与外壳接触
D.弹簧测力计只能测竖直方向的力
【答案】D
【详解】A.使用弹簧测力计之前,必须先将指针调零,若直接测量可能会造成测量结果错误,故A正确,不符合题意;
B.使用弹簧测力计所测力的大小不能超过量程,否则会损坏测力计,故B正确,不符合题意;
C.测量时指针不要与外壳接触,要避免弹簧与外壳间发生摩擦,故C正确,不符合题意;
D.弹簧测力计可以沿竖直方向使用,也可以沿水平或其它方向使用,故D错误,符合题意。
故选D。
26.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
【详解】(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。
27.
(1)弹簧测力计使用前必须观察 和 ,现要测量一个物体的重力,若其重力约为1.5N,应选用图甲中的 (选填“a”或“b”);
(2)如图乙所示的弹簧测力计,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”);
(3)如图丙所示的物体重力是 N。
【答案】(1) 量程 分度值 a
(2) 调零 大
(3)1.8
【详解】(1)[1][2]弹簧测力计使用前,需要观察测力计的量程和分度值。
[3]物体的重力为1.5N,a、b两测力计均未超过两测力计的量程,由于a测力计的分度值小,更准确,因此选用a测力计。
(2)[1][2]如乙图所示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;若直接测力,所测力的结果比实际值偏大。
(3)丙图中测力计的分度值为0.2N,读数为1.8N,因此物体重力是1.8N。
28.下列关于弹簧测力计的使用方法,错误的是( )
A.使用弹簧测力计时,应先观察量程,认清它的分度值
B.用弹簧测力计前轻轻拉动挂钩几次,避免弹簧或指针被外壳卡住
C.测量时,弹簧测力计只能测量竖直方向上的力
D.读数时,视线应与刻度盘垂直
【答案】C
【详解】A.使用弹簧测力计时,首先要看清其量程及认清分度值,所要测量的力不能超过它的量程,故A正确,不符合题意。
B.使用前,要轻轻地来回拉动弹簧测力计的挂钩,以免指针被卡住,故B正确,不符合题意;
C.弹簧测力计不光能测量竖直方向上的力,如:测量摩擦力的时候,也可以水平匀速拉动测力计,故C错误,符合题意;
D.在弹簧测力计的使用过程中,读数时视线要与刻度板表面垂直,故D正确,不符合题意。
故选C。
题型8:弹簧测力计和力的相互性
29.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
【详解】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。
30.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。
31.一对6N的水平拉力沿相反的方向拉弹簧测力计,则测力计的示数( )
A.0N B.12N
C.6N D.无法确定
【答案】C
【详解】弹簧测力计挂钩受到的拉力为6N,所以测力计示数为6N。
故选C。
32.如图所示,在弹簧测力计的两端沿水平方向各加5N的拉力F1和F2,并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.10N B.5N C.0N D.无法确定
【答案】B
【详解】弹簧测力计的示数的大小等于弹簧受到拉力的大小,F1为弹簧受到的拉力,故弹簧测力计的示数为5N,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【能力提升练】
1.如图所示,劲度系数均为k的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上,当在甲的另一端挂一重物G,乙的另一端压一重物G时,两弹簧的长度均为L,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G,此时弹簧的长度应为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,即F=kx,其中x为伸长量,k为弹簧劲度系数。则。弹簧的原长为L0,则弹簧受到拉力,伸长后的长度
甲弹簧的上重物G后的长度
则甲的原长
乙弹簧压一重物G后的长度
乙的原长
两弹簧并联时,两者长度相同设为s,那么甲、乙的伸长量分别
,
两弹簧产生的拉力分别为
,
两根弹簧的拉力之和等于G,即
解得,此时弹簧的长度。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.甲、乙、丙三条完全相同的弹簧悬挂在一根水平横杆上,甲弹簧无悬挂物品,乙弹簧悬挂重量为W1牛重的砝码,丙弹簧悬挂重量为W1牛重及W2牛重的砝码,静止平衡时,三者的长度关系如图所示。若三条弹簧质量均很小忽略不计,且乙、丙两弹簧在取下砝码后,均可恢复原长,由上述资讯判断W1:W2应为下列何者( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
【答案】B
【详解】乙图中弹簧伸长了2cm,丙图中弹簧的伸长量为3cm,且弹簧的伸长量和弹簧所受的拉力成正比,所以
根据上式整理可得
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.在实验时,小明将一个正常的铁质外壳测力计的挂钩挂在铁架台上,静止时有如图所示的示数。接着,他把这个测力计像图中乙那样,上下各挂一个50g的钩码,并挂到甲测力计下,则甲乙两测力计的示数分别是( )
A.1.0N和1.5N B.1.0N和0.5N C.2.0N和1.0N D.2.0N和1.5N
【答案】D
【详解】由图示知,测力计的分度值为0.2N,倒挂时,测力计的示数为1N,即测力计的自重为1N。一个钩码的重力
由图示知,甲测力计所测的是两个钩码及一个测力计的重力,其示数
乙测量一个测力计的重力及一个钩码的重力,其示数
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(21-22八年级·全国·假期作业)轻质弹簧S的上端固定在天花板上,下端悬挂一质量为m的物体,平衡时弹簧的长度为L1,现将一根与S完全相同的弹簧剪为S1和S2两部分;将质量分别为m1和m2的两物体分别与S1和S2相连并悬挂在天花板上(m1+m2=m)如图所示。平衡时S1+S2的长度之和为L2,弹簧仍在弹性限度内,则( )
A.L2一定等于L1 B.L2一定大于L1
C.L2一定小于L1 D.以上三种情况都有可能
【答案】C
【详解】在弹性范围内,弹簧的伸长量与所受力的大小成正比。据此分析解答。
【解答】ABCD.设长为x的弹簧有n圈,每圈弹簧的劲度系数为k,长为x1的弹簧有n1圈,长为x2的弹簧有n2圈,故
n=n1+n2
所以第一种情况下弹簧S的长度
第二种情况下弹簧的长度
所以
故L1一定大于L2,且m1越大,其差值就越大,L2就越短;n2越大(即S2原长越长),其差值也越大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为K1和K2,且K1>K2,两根弹簧的一端都固定在水平地面上,另一端各自被重力为G的物块压着,平衡时两根弹簧的长度正好相等,如图所示,现将这两根弹簧并排放在一起,一端仍固定在地面上,另一端共同被重力为G的物块压着,平衡后,甲、乙两根弹簧相对各自原长(即无弹力时弹簧的自然长),甲弹簧的长度压缩量x1为 ,乙弹簧的长度压缩量x2为 。
【答案】
【详解】[1][2]设甲、乙两根弹簧的原长为L1、L2,当两个弹簧同时被重为G的物块压时,甲受到的压力为G´,则乙受到的压力为。当两弹簧各自被重力为G的物块压着时
则有
①
当两弹簧共同被重力为G的物块压着时
则有
②
由①②两式得
解得
所以甲弹簧的长度压缩量
乙弹簧的长度压缩量
6.如图所示,一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时,正对刻度10,挂上80N重物时,正对刻度30,当弹簧挂44N重物时自由端所对刻度应是 ,若自由端所对刻度是28,这时弹簧下端悬挂的重物为 N。
【答案】 21 72
【详解】[1]依题意得,弹簧自由端挂1N的重物伸长的量为
当弹簧挂44N重物时自由端伸长的量为
当弹簧挂44N重物时自由端所对刻度应是
[2]若自由端所对刻度是28,这时弹簧下端悬挂的重物为
7.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和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm;当B橡皮筋的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为 N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用 橡皮筋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(A/B);
(3)将本实验中两根相同的A橡皮筋串联起来(如图丙)代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。(不计橡皮筋自重和接头处长度的变化)
【答案】 12 8 B A 10
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一过原点的直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比例函数的关系,故有
FA=kAΔxA,FB=kBΔxB
由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm;FB=10N,ΔxB=10cm,将上面的数据分别代上面两式得
kA=0.5N/cm,kB=1N/cm
因此
FA=0.5N/cm×ΔxA,FB=1N/cm×ΔxB
所以,当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为
当B橡皮筋的伸长量为8cm时,受到的拉力为
FB=1N/cm×ΔxB=1N/cm×8cm=8N
(2)[3]测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长量与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙知,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。
[4]由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长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。
(3)[5]若将相同的两根A橡皮筋串联起来,则两个橡皮筋受到的拉力是相同的,最大为10N。
8.如图所示,甲、乙两根相同的轻弹簧,分别与物块的上下表面相连接,乙弹簧的下端与地面连接。起初甲弹簧处于自由长度,乙弹簧的压缩长度为ΔL。现用手将甲弹簧缓慢上提,使乙弹簧承受物重的,乙弹簧仍处于压缩状态,那么,甲弹簧的A端应向上提起的距离为 。
【答案】
【详解】对于乙弹簧,一开始,重物压在乙上,乙形变ΔL,当压力为重物G的 时,根据胡克定律可得
所以 ,乙弹簧相对于原来的位置上升了
对于甲弹簧,开始甲弹簧拉力为零,由于乙弹簧原来受压力为G,后来受压力为 则甲弹簧的拉力为 ,所以甲弹簧上端升高了 ,甲弹簧的A端应向上提起的距离为
9.麦弗逊式悬架(如图甲)是车身与车轮之间的传力部件,由螺旋弹簧和减振器有机组合,悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离,之后将弹簧和减振器一起压缩,减缓行驶过程中车辆的振动。用两根轻弹簧可以模拟该悬架(如图乙),在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离∆l2之间的关系图线如图丙所示,已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比,则当两弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离为x= m,小弹簧中的弹力F2与被压缩量∆l2之间的定量关系式可表示为F2= 。
【答案】 0.2 20N/m×∆l2
【详解】[1]从图丙和图丁可知:在0~0.2m范围内只有大弹簧产生弹力,在0.2~0.3m范围内,弹力是这两个弹簧产生弹力的合力,则当两弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离为
x=0.2m
[2]由图丁图象可知:F=k∆l,则大弹簧的劲度系数
两弹簧同时被压缩时,总劲度系数为
则小弹簧的劲度系数为
k2=k-k1=30N/m-10N/m=20N/m
所以小弹簧中的弹力F2与被压缩量Δl2之间的定量关系式可表示为
F2= 20N/m×Δl2
10.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,有一根弹簧以及几个相同质量的钩码,先用弹簧来做实验。并记录了相应的数据,如表。
钩码总重/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.3
3.3
(1)分析数据,可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的 跟所受拉力成正比;
(2)根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图像是如图甲所示的 图,由图表和该图像可知该弹簧制成的弹簧测力计的量程是: 。
(3)在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图乙所示,则此容器的容积为 mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”刻度应标在原刻度 N处。此“密度秤”的最大测量值是 g/cm3,此“密度秤”的分度值是 g/cm3。要增大这种密度秤的量程,可采取的措施是 。(写出一种即可)
(4)改装完成后,小明利用此密度秤测量某液体密度时,发现小桶中的液体没有装满,则该密度秤所测得的液体密度与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)伸长量
(2) B 0~3N
(3) 100 1 4 0.2 减少量筒的体积或者减少容器的重量
(4)偏小
【详解】(1)从表中数据知:钩码的拉力每增加0.5N,弹簧的伸长量增加0.5cm,所以弹簧的伸长量与钩码的拉力成正比例关系,前提是钩码的拉力不能大于3.0N(弹性限度)。
(2)[1]结合表中数据读图像可知,弹簧的原长为2.5cm,所以横坐标应从2.5cm处开始;当超过弹簧的弹性限度时,即使再增加钩码所受的重力,弹簧也不会再伸长,故AC错误,B正确。
故选B。
[2]由图表和该图像可知,钩码的拉力不大于3.0N时,弹簧的伸长量与钩码的拉力成正比例关系,所以弹簧测力计量程是0~3N。
(3)[1]如图乙所示,桶和水的总重力为2N,则装满水时,水的重力为
则水的质量为
水的体积,即桶的容积为
[2]容器挂在秤钩上,示数为1N,容器的重力为1N,没有放入液体,即1N位置为密度秤的零刻度。
[3]容器中倒入100mL的待测液体,测力计示数为最大值5N时,液体的重力为
则液体的质量为
此“密度秤”的最大测量值是
[4]弹簧测力计1~5N刻线之间共有20格,表示密度0~4g/cm3,则一格表示0.2g/cm3,则此“密度秤”的分度值是0.2g/cm3。
[5]在测力计刻度一定的情况下,减少量筒的体积或者减少容器的重量,可增大该秤的称量范围。
(4)小桶中的液体没有装满,则重力偏小,弹簧测力计示数偏小,测量密度也会偏小。
11.(23-24八年级下·江苏扬州·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和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm;当B橡皮筋的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为 N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用 橡皮筋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(A/B);
(3)将本实验中两根相同的A橡皮筋串联起来(如图丙)代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。(不计橡皮筋自重和接头处长度的变化)
(4)实验小组同学想利用丙图中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了2种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,如表是:2次测得的总重力及对应液体的密度(g取10N/kg),则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上 N的位置,并把表格中的数值填好。
液体种类
酒精
植物油
水
弹簧的示数(N)
2.6
2.7
液体密度ρ(×103kg/m3)
0.8
0.9
1.0
【答案】(1) 12 8
(2) B A
(3)10
(4) 1.8 2.8
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长与受到拉力F成正比例函数的关系
由图知,当FA=5N,;FB=10N,,将上面的数据分别代入得
解得
因此FA=0.5ΔxA,FB=ΔxB,所以,当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量
当B橡皮筋的伸长量为8cm时,受到的拉力为
(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制成的测力计伸长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。
(3)若将相同的两根A橡皮筋串联起来,则两个橡皮筋受到的拉力是相同的,最大为10N。
(4)[1]液体的重力为
测量液体密度时,弹簧测力计的示数
测量酒精时
……①
测量植物油时
……②
将①②两式联立,解得
G桶=1.8N
V=10-4m3
该密度计的零刻度应标记在A橡皮筋测力计刻度板的1.8N位置。
[2]测量水时
12.通过学习同学们知道在弹性限度以内,弹簧的伸长量∆L与所受拉力F成正比,可用公式F=k∆L表示(其中k叫做弹簧的劲度系数,即弹性限度内弹簧所受的拉力F与其伸长量∆L的比值,其单位为N/m。有两根轻质弹簧A和B,其劲度系数分别为k1=400N/m,k2=300N/m。(g取10N/kg)
(1)把弹簧A的一端固定在天花板上,用60N的力竖直向下拉弹簧A(如图甲),则弹簧A的伸长量∆L是多少?
(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)。请找出:长弹簧C的劲度系数k与弹簧A、B劲度系数k1、k2的关系;(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)
(3)若将A、B弹簧如图丙并联起来,当挂钩受力时,两弹簧伸长量相同,当挂钩上挂14kg的重物时,A弹簧的伸长量是多少?
【答案】(1)0.15m;(2);(3)0.2m
【详解】解:(1)轻质弹簧A的劲度系数分别为k1=400N/m,根据F=k∆L可知,用60N的力竖直向下拉弹簧A,则弹簧A的伸长量△L为
(2)由F=k∆L可得,当拉力F作用在弹簧C上,弹簧A、弹簧B、弹簧C的伸长量分别为
,,
由于长弹簧C受力后的伸长量等于A、B两根弹簧受力后伸长量之和,所以
带入得
解得
(3)若将A、B弹簧并联起来,两弹簧伸长量相同,当挂钩上挂14kg的重物,物体处于平衡状态,所以有
代入数据得
解得
答:(1)用60N的力竖直向下拉弹簧A,弹簧A的伸长量∆L是0.15m;
(2)把A、B两根弹簧连接起来,串联成一根长弹簧C,长弹簧C的劲度系数k与弹簧A、B劲度系数k1、k2的关系是;
(3)若将A、B弹簧并联起来,当挂钩上挂14kg的重物时,A弹簧的伸长量是0.2m。
13.(23-24九年级下·湖北襄阳·自主招生)如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别与地面和物体A相连接,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力的大小变为原来的,求:
(1)弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量x1;
(2)a、b两点间的距离L。
【答案】(1)
(2)见解析
【详解】(1)解:(1)当弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量为
(2)(2)第一种情形:拉伸弹簧C后,若弹簧B是压缩,B的压缩量为
此时,弹簧C的拉力为,则C的伸长量为
故此时a、b间距为
第二种情形:拉伸弹簧C后,弹簧B是伸长的,伸长量为
此时,弹簧C的拉力为
C的伸长量为
故此时a、b间距为
答:(1)弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量是;
(2)a、b两点间的距离L为或。
【中考真题练】
14.(2024·江苏盐城·中考真题)如图所示,弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方。在使用它测量钩码重力之前,应该先( )
A.把挂钩向下拉 B.把挂钩向上托
C.把面板向上移 D.把面板向下移
【答案】D
【详解】弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方,说明弹簧测力计在不受力时指针已经偏下,因此在使用它测量钩码重力之前,应该先把把面板向下移,使指针指在零刻度线上,然后再进行测量。
故选D。
15.(湖南长沙·中考真题)最近,科学家们研制出了一种超轻材料“碳海绵”——世界上最轻的一类物质,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形,“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明这种材料的 较小,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”发生的是 形变(弹性/塑性)。
【答案】 密度 弹性
【详解】[1]单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度,“碳海绵”是世界上最轻的一类物质,即相同体积的“碳海绵”和其它物质相比,质量最小,说明“碳海绵”的密度小。
[2]弹性变形是可以完全恢复的,即弹性变形过程是一个可逆的过程;塑性变形则是不可恢复的,塑性变形过程是一个不可逆的过程,所以将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”发生的是弹性形变。
16.(2022·内蒙古兴安盟·中考真题)图为撑竿跳高运动员跃过横杆前的一个情景,下列说法正确的是( )
A.人对竿的力改变了竿的形状 B.竿对人没有作用力
C.竿发生了塑性形变 D.人在上升时运动状态不变
【答案】A
【详解】A.人对竿施加了力,这个力使竿弯曲,即改变了竿的形状,故A正确;
B.物体间力的作用是相互的,人对竿施加了力,竿对人也有作用力,故B错误;
C.撑竿时竿的形状发生变化,之后竿还可以恢复原状,所以撑竿是发生了弹性形变,故C错误;
D.人在上升时,速度的大小和方向均改变,所以运动状态发生了改变,故D错误。
故选A。
17.(2022·江西·中考真题)如图所示,圆筒测力计的分度值为 N;此时,该测力计的读数是 N。
【答案】 0.1 1.5
【详解】[1]由图可知,测力计0~1N之间分成了10个小格,一个小格表示0.1N,即圆筒测力计的分度值为0.1N。
[2]由图可知,圆筒露出的小格数为15个,所以测力计读数为
0.1N×15=1.5N
18.(广西柳州·中考真题)如图所示的弹簧测力计量程为 N,分度值为 N。
【答案】 0~5 0.2
【详解】[1][2]弹簧测力计的最大测量值是5N,量程是0~5N;一大格表示1N,里面有5个小格,故其分度值为0.2N。
19.(2024·广东广州·中考真题)实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,则比值k的单位是 ,这根弹簧k的大小为 ;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大;
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为 cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为,则弹簧下端受到钩码的拉力 N,此时弹簧的伸长量 cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出图像(对应图线记为b);
弹簧受到的拉力F/N
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
弹簧的伸长量x/cm
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
⑤比较图线a、b,可以判断 (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
【答案】 N/cm 0.5N/cm 3.00 2.5 2.50 丙
【详解】(1)[1][2]拉力的单位是N,弹簧的伸长量单位是cm,则比值k的单位是N/cm;这根弹簧k的大小为
(2)①[3]如图乙,此时弹簧长度为
11.50cm-8.50cm=3.00cm
②[4][5]如图丙所示,每个钩码的重力为,5个钩码的总重力为2.5N,则弹簧下端受到钩码的拉力为2.5N,此时弹簧的伸长量
④[6]在图甲中依次找到并标出表格中数据对应的各点,然后连接起来,如图所示:
⑤[7]图线b的k值为
大于原来图线a的k值,可以判断丙同学的猜想是正确的。
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【八年级物理大单元设计】
7.2 弹力
目录
【基础达标练】 1
题型1:弹性和塑性 1
题型2:弹力的理解 1
题型3:辨析物体间弹力是否存在 2
题型4:弹力的方向及示意图 3
题型5:影响弹簧弹力大小的因素 3
【能力提升练】 9
【中考真题练】 14
【基础达标练】
题型1:弹性和塑性
1.据报道,科学家们已研制出了一种超轻材料“碳海绵”——世界上最轻的一类物质。如图所示,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明这种材料的 较小。将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,因此“碳海绵”具有很好的 。(填物理属性)
2.据报道,我国科学家造出“世界上最轻材料——全碳气凝胶”,这种材料密度仅为0.16mg/cm3,一块500cm3的“全碳气凝胶”制成的“碳海绵”放在一朵花上,该“碳海绵”的质量为 g。实验发现“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状,因此具有很高的 性。
3.当代中学生普遍存在不同程度的心理问题,主要表现为抑郁和焦虑。小明在心理咨询室通过击打假人宣泄,假人腿部带弹簧固定在较重的物体上,小明击打假人的力量越大.弹簧发生的形变程度就 ,产生的弹力 ,假人摆动的幅度就越大。
4.“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明“碳海绵”的 较小;将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,说明“碳海绵”的 好。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,表明纳米铜具有良好的 (选填“硬度”或“延展性”)。
题型2:弹力的理解
5.关于弹力,下列说法正确的是( )
A.只有物体发生弹性形变才能产生弹力
B.相互接触的物体间一定产生弹力
C.放在桌面的书本受到向上的弹力是由于书本发生形变而产生的
D.弹簧测力计弹簧受到的拉力与弹簧伸长量一定成正比
6.关于弹力,下列说法中不正确的是( )
A.发生弹性形变的物体会对它所接触的物体产生弹力的作用
B.平时所说的压力、支持力、拉力、张力,就其力的性质而言都是弹力
C.人站在地面上,虽然没有看到地面四陷,但地面对人可以产生向上的弹力
D.两个物体不接触也有可能有弹力
7.下列各力中,不属于弹力的是( )
A.运动员举重时手对杠铃的力 B.电线对电灯的拉力
C.地球对月球的吸引力 D.推土机推土时推土机对泥土的力
8.下列对生活实例的分析,正确的是( )
A.玻璃杯掉落到地面上摔碎了,说明力可以改变物体的形状
B.拉弹簧时弹簧变长,压弹簧时弹簧变短,说明力的作用效果只与方向有关
C.放在桌面上的水杯受到桌面的支持力作用,该力属于弹力
D.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
题型3:辨析物体间弹力是否存在
9.下列物体不能产生弹力的是( )
A. 被压缩的弹簧 B.伸长的橡皮筋
C.捏扁的橡皮泥 D.被挤压的足球
10.下列物体中具有弹性的是( )
A.面团 B.橡皮泥 C.钢片 D.泥巴
11.现有两个大小相同、制作材料不同的小球,为了比较它们的弹性好坏,应选择下列中的哪一个方案?( )
A.让两球从同一高处静止下落,反弹高的小球弹性好
B.把两球从同一高处向地面掷,反弹高的小球弹性好
C.把两球向墙壁扔去,反弹后离墙壁远的小球弹性好
D.手触摸小球,感觉哪一个球较软,软的小球弹性好
12.下列有关力的说法中,正确的是( )
A.相互接触的两个物体间一定产生弹力 B.一个物体也能产生力的作用
C.不接触的两个物体间一定没有力的作用 D.力不能脱离物体而单独存在
题型4:弹力的方向及示意图
13.如图中挂在竖直墙上的小球,受到细绳的拉力为15N,请画出小球除了重力以外所有力的示意图。
14.如图所示,用力 F 沿倾斜角为30°的斜面向上拉小车,作出该力的示意图。
15.请在图中画出手向下压缩弹簧时所受到的弹力。
16.如图甲所示,小球用线系住做圆周运动,画出线对小球拉力F的示意图。
题型5:影响弹簧弹力大小的因素
17.一根弹簧受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。
18.如图所示,用手拉弹簧使弹簧伸长,弹簧发生了弹性形变。关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.发生形变后的弹簧对手指产生弹力
B.发生形变后的弹簧对墙没有产生弹力
C.在弹性限度内,拉弹簧的力越大弹簧伸长越长
D.弹簧伸长的过程中,弹簧对手指的弹力大小不变
19.如图所示是甲、乙两根弹簧的拉力和长度之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的伸长量始终和拉力成正比关系
B.乙弹簧受到8N时伸长了4cm
C.甲弹簧在2N拉力时,弹簧伸长的长度是3cm
D.甲弹簧适合做量程较大的测力计
20.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
题型6:弹簧测力计的构造
21.如图所示为“用弹簧测力计测重力”的情景,弹簧测力计的分度值是 N,此时示数为 N。在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长,弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
22.如图是小明利用橡皮筋、回形针、牙膏盒、刻度尺、塑料盘、砝码等自制的橡皮筋测力计,下列说法错误的是( )
A.可以把回形针的下端当做指针
B.可以向塑料盘中加砝码拉伸橡皮筋来标注刻度
C.用不同的橡皮筋做成的测力计,它们的量程都相同
D.此测力计指针指到零刻度位置时,橡皮筋的形变量一定不为零
23.关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.弹簧测力计的量程及分度值分别是0~5N和1N
B.弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长
C.使用弹簧测力计只能测出竖直方向上的拉力
D.此时弹簧测力计的示数是2.4N
24.如图所示为“用弹簧测力计测重力”的情景,实验前应先沿着 (选填“水平”或“竖直”)方向调零。该测力计读数为 牛。
题型7:弹簧测力计的使用及注意事项
25.关于弹簧测力计的使用的方法中,小李说法错误的是( )
A.用弹簧测力计测量之前将指针调零
B.被测力的大小不允许超过测力计的量程
C.测量时指针不要与外壳接触
D.弹簧测力计只能测竖直方向的力
26.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: 。
27.
(1)弹簧测力计使用前必须观察 和 ,现要测量一个物体的重力,若其重力约为1.5N,应选用图甲中的 (选填“a”或“b”);
(2)如图乙所示的弹簧测力计,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”);
(3)如图丙所示的物体重力是 N。
28.下列关于弹簧测力计的使用方法,错误的是( )
A.使用弹簧测力计时,应先观察量程,认清它的分度值
B.用弹簧测力计前轻轻拉动挂钩几次,避免弹簧或指针被外壳卡住
C.测量时,弹簧测力计只能测量竖直方向上的力
D.读数时,视线应与刻度盘垂直
题型8:弹簧测力计和力的相互性
29.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
30.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
31.一对6N的水平拉力沿相反的方向拉弹簧测力计,则测力计的示数( )
A.0N B.12N
C.6N D.无法确定
32.如图所示,在弹簧测力计的两端沿水平方向各加5N的拉力F1和F2,并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.10N B.5N C.0N D.无法确定
【能力提升练】
1.如图所示,劲度系数均为k的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上,当在甲的另一端挂一重物G,乙的另一端压一重物G时,两弹簧的长度均为L,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G,此时弹簧的长度应为( )
A. B. C. D.
2.甲、乙、丙三条完全相同的弹簧悬挂在一根水平横杆上,甲弹簧无悬挂物品,乙弹簧悬挂重量为W1牛重的砝码,丙弹簧悬挂重量为W1牛重及W2牛重的砝码,静止平衡时,三者的长度关系如图所示。若三条弹簧质量均很小忽略不计,且乙、丙两弹簧在取下砝码后,均可恢复原长,由上述资讯判断W1:W2应为下列何者( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
3.在实验时,小明将一个正常的铁质外壳测力计的挂钩挂在铁架台上,静止时有如图所示的示数。接着,他把这个测力计像图中乙那样,上下各挂一个50g的钩码,并挂到甲测力计下,则甲乙两测力计的示数分别是( )
A.1.0N和1.5N B.1.0N和0.5N C.2.0N和1.0N D.2.0N和1.5N
4.轻质弹簧S的上端固定在天花板上,下端悬挂一质量为m的物体,平衡时弹簧的长度为L1,现将一根与S完全相同的弹簧剪为S1和S2两部分;将质量分别为m1和m2的两物体分别与S1和S2相连并悬挂在天花板上(m1+m2=m)如图所示。平衡时S1+S2的长度之和为L2,弹簧仍在弹性限度内,则( )
A.L2一定等于L1 B.L2一定大于L1
C.L2一定小于L1 D.以上三种情况都有可能
5.甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为K1和K2,且K1>K2,两根弹簧的一端都固定在水平地面上,另一端各自被重力为G的物块压着,平衡时两根弹簧的长度正好相等,如图所示,现将这两根弹簧并排放在一起,一端仍固定在地面上,另一端共同被重力为G的物块压着,平衡后,甲、乙两根弹簧相对各自原长(即无弹力时弹簧的自然长),甲弹簧的长度压缩量x1为 ,乙弹簧的长度压缩量x2为 。
6.如图所示,一根弹簧其自由端B在未悬挂重物时,正对刻度10,挂上80N重物时,正对刻度30,当弹簧挂44N重物时自由端所对刻度应是 ,若自由端所对刻度是28,这时弹簧下端悬挂的重物为 N。
7.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和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm;当B橡皮筋的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为 N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用 橡皮筋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(A/B);
(3)将本实验中两根相同的A橡皮筋串联起来(如图丙)代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。(不计橡皮筋自重和接头处长度的变化)
8.如图所示,甲、乙两根相同的轻弹簧,分别与物块的上下表面相连接,乙弹簧的下端与地面连接。起初甲弹簧处于自由长度,乙弹簧的压缩长度为ΔL。现用手将甲弹簧缓慢上提,使乙弹簧承受物重的,乙弹簧仍处于压缩状态,那么,甲弹簧的A端应向上提起的距离为 。
9.麦弗逊式悬架(如图甲)是车身与车轮之间的传力部件,由螺旋弹簧和减振器有机组合,悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离,之后将弹簧和减振器一起压缩,减缓行驶过程中车辆的振动。用两根轻弹簧可以模拟该悬架(如图乙),在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离∆l2之间的关系图线如图丙所示,已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比,则当两弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离为x= m,小弹簧中的弹力F2与被压缩量∆l2之间的定量关系式可表示为F2= 。
10.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,有一根弹簧以及几个相同质量的钩码,先用弹簧来做实验。并记录了相应的数据,如表。
钩码总重/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.3
3.3
(1)分析数据,可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的 跟所受拉力成正比;
(2)根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图像是如图甲所示的 图,由图表和该图像可知该弹簧制成的弹簧测力计的量程是: 。
(3)在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图乙所示,则此容器的容积为 mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”刻度应标在原刻度 N处。此“密度秤”的最大测量值是 g/cm3,此“密度秤”的分度值是 g/cm3。要增大这种密度秤的量程,可采取的措施是 。(写出一种即可)
(4)改装完成后,小明利用此密度秤测量某液体密度时,发现小桶中的液体没有装满,则该密度秤所测得的液体密度与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
11.(23-24八年级下·江苏扬州·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和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm;当B橡皮筋的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为 N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用 橡皮筋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(A/B);
(3)将本实验中两根相同的A橡皮筋串联起来(如图丙)代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。(不计橡皮筋自重和接头处长度的变化)
(4)实验小组同学想利用丙图中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了2种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,如表是:2次测得的总重力及对应液体的密度(g取10N/kg),则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上 N的位置,并把表格中的数值填好。
液体种类
酒精
植物油
水
弹簧的示数(N)
2.6
2.7
液体密度ρ(×103kg/m3)
0.8
0.9
1.0
12.通过学习同学们知道在弹性限度以内,弹簧的伸长量∆L与所受拉力F成正比,可用公式F=k∆L表示(其中k叫做弹簧的劲度系数,即弹性限度内弹簧所受的拉力F与其伸长量∆L的比值,其单位为N/m。有两根轻质弹簧A和B,其劲度系数分别为k1=400N/m,k2=300N/m。(g取10N/kg)
(1)把弹簧A的一端固定在天花板上,用60N的力竖直向下拉弹簧A(如图甲),则弹簧A的伸长量∆L是多少?
(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)。请找出:长弹簧C的劲度系数k与弹簧A、B劲度系数k1、k2的关系;(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)
(3)若将A、B弹簧如图丙并联起来,当挂钩受力时,两弹簧伸长量相同,当挂钩上挂14kg的重物时,A弹簧的伸长量是多少?
13.(23-24九年级下·湖北襄阳·自主招生)如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别与地面和物体A相连接,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力的大小变为原来的,求:
(1)弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量x1;
(2)a、b两点间的距离L。
【中考真题练】
14.(2024·江苏盐城·中考真题)如图所示,弹簧测力计未挂重物时指针在零刻度线下方。在使用它测量钩码重力之前,应该先( )
A.把挂钩向下拉 B.把挂钩向上托
C.把面板向上移 D.把面板向下移
15.(湖南长沙·中考真题)最近,科学家们研制出了一种超轻材料“碳海绵”——世界上最轻的一类物质,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形,“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明这种材料的 较小,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”发生的是 形变(弹性/塑性)。
16.(2022·内蒙古兴安盟·中考真题)图为撑竿跳高运动员跃过横杆前的一个情景,下列说法正确的是( )
A.人对竿的力改变了竿的形状 B.竿对人没有作用力
C.竿发生了塑性形变 D.人在上升时运动状态不变
17.(2022·江西·中考真题)如图所示,圆筒测力计的分度值为 N;此时,该测力计的读数是 N。
18.(广西柳州·中考真题)如图所示的弹簧测力计量程为 N,分度值为 N。
19.(2024·广东广州·中考真题)实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,则比值k的单位是 ,这根弹簧k的大小为 ;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大;
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为 cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为,则弹簧下端受到钩码的拉力 N,此时弹簧的伸长量 cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出图像(对应图线记为b);
弹簧受到的拉力F/N
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
弹簧的伸长量x/cm
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
⑤比较图线a、b,可以判断 (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
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