内容正文:
第二节 测量:用弹簧测力计测量力
一、弹力的概念及形变种类(15题)
二、弹簧测力计的使用与读数(23题)
三、用弹簧测力计测量力的实验(9题)
四、物体受到弹力的作图(5题)
一、弹力的概念及形变种类(15题)
1.弹力是日常生活中常见的一种力。关于弹力,下列说法正确的是( )
A.两个相互接触的物体之间一定有弹力作用
B.弹力是指物体由于发生塑性形变而产生的力
C.推力、拉力、摩擦力都属于弹力
D.用球拍击打乒乓球时,球拍给乒乓球的弹力是由于球拍的形变产生的
2. 如图所示的四个力中,不属于弹力的是( )
A.妈妈对婴儿车的推力
B.花瓶对桌面的压力
C.马对车的拉力
D.苹果下落时受到的重力
3.一个足球放在一块长木板上,如图所示。下列说法错误的是( )
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.足球对木板的压力属于弹力
D.只有木板产生弹力,足球不产生弹力
4.(24-25八下·江苏淮安·期末)如图所示,弹簧的一端固定在墙上,在弹性限度内,另一端用手向右拉长弹簧,且保持不动,下面有关说法不正确的是( )
A.弹簧产生的弹力的施力物体是“弹簧”
B.弹簧产生的弹力的受力物体是“手和墙”
C.手受到弹力是因为弹簧发生了弹性形变
D.手受到弹力是因为手发生了弹性形变
5.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.说明力能改变物体的形状
B.拉弹簧的力越大弹簧伸长越长
C.发生形变后的弹簧对手指产生弹力
D.弹簧的长度与拉力的大小成正比
6.(23-24八下·江苏无锡锡山区·期末)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定在墙上,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持自然状态时的位置,将小球向右拉至弹簧伸长到B位置已知,由静止释放小球,下列关于小球在水平方向上所受弹力的方向和大小说法正确的是( )
A.从,向左、逐渐减小 B.从,向右、逐渐增大
C.从,向右、逐渐减小 D.从,向左、逐渐增大
7.一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是( )
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
8.一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
9.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.直接改变刻度,把刻度是1N的地方改写成2N
D.增加刻度,在1N刻度之外按比例加刻度,直至2N
10.如图所示是用手压气球的示意图,下列选项中属于气球形变产生的力是( )
A.气球对手的支持力 B.手对气球的压力
C.桌面对气球的支持力 D.气球所受的重力
11. (2025福建一模)图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是( )
A. 可以使跳板发生形变 B. 其施力物体是地球
C. 一定等于运动员的重力 D. 可以改变运动员的运动状态
12. (2025黑龙江齐齐哈尔)文具中蕴含着大量的物理知识。手用力捏橡皮时橡皮发生形变,松手后,橡皮能恢复原状,这是因为橡皮具有______(选填“弹性”或“塑性”),橡皮在发生形变的过程中体积变小,密度______(选填“变小”“不变”或“变大”)。
13.(23-24八下·江苏镇江·期末)如图甲所示,弹簧的一端固定在木板上,如图乙用手向上拉弹簧,说明力能使物体发生______:如图丙用手向下压弹簧,要想说明力的作用效果与力的方向有关,则要使F1与F2的大小______(选填“相等”或“不相等”);图丙中手对弹簧的力是______(选填“手”或“弹簧”)形变产生的。
14. 如图,订书机钉槽内的订书钉受到右部的弹簧的弹力是因为______发生了弹性形变,在订书的过程中,订书钉越来越少,订书钉受到的弹力大小将______。
15. 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。在书中记载的“悬弓弹棉”中,将木弓用细绳吊在一根竹竿上,竹竿因为发生了 产生弹力,说明力能改变物体的 ;然后用木锤频频击打弓弦,使板上棉花疏松的力的施力物体为 (竹竿/木棰/弓弦)。
二、弹簧测力计的使用与读数(23题)
16. (2025四川成都)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B. 弹簧测力计的分度值是1N
C. 头发只受到图中左侧手施加的拉力
D. 一根头发能承受的最大拉力约为10N
17.下列关于弹力和弹簧测力计的说法中错误的是( )
A.绳子的拉力、桌面茶杯的支持力,都属于弹力
B.两个物体直接接触且发生弹性形变时才会产生弹力
C.弹簧测力计在测量时,可以竖直拉,也可以倾斜着拉
D.弹簧的长度越长,产生的拉力越大
18. 如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力。此时弹簧测力计的示数
为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
19.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A. B. C. D.
20.如图所示,欣欣同学用左右手沿水平方向同时在一弹簧测力计的两端分别施加8N的力并使其保持静止状态,下列说法正确的是(弹簧测力计的量程为10N,指针位置未画出)( )
A.弹簧测力计此时没有示数
B.弹簧测力计的示数为8N
C.弹簧所受的拉力为16N
D.如果两边的力同时变为4N,测力计仍会保持静止
21.把两个弹簧测力计A和B挂钩连接在一起(如图所示),若弹簧测力计A的示数为10N,则弹簧测力计B的示数为( )
A.0N B.5N C.10N D.20N
22.把弹簧测力计的一端固定,另一端用3 N的力拉它时,弹簧测力计的示数为3 N,若将弹簧测力计的固定端取下,两端各施一个3 N的拉力而使弹簧测力计静止,如图所示。此时弹簧测力计的示数是( )
A.0 B.3 N C.6 N D.无法判断
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0.1N
B.测量时,在弹性限度内,弹簧测力计所受的拉力越大,弹簧就越长
C.弹簧测力计只能测竖直方向上的拉力而无法测出水平方向的拉力
D.测量时,物体对弹簧测力计有拉力,弹簧测力计对物体没有拉力
24.某同学用已校零的弹簧测力计测量一物体的重力时,误将物体挂在了拉环上,如图所示,当物体静止时,弹簧测力计的示数是2.2N,则该物体的重( )
A.等于2.2N B.小于2.2N C.大于2.2N D.无法确定
25.如图所示,量程为0~5N,示数为3.6N的弹簧测力计是( )
26.某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时,错将物体挂在了拉环上,如图所示。当物体静止时,弹簧测力计的示数为8N,则物体的重力为( )
A.一定等于8N B.一定小于8N C.一定大于8N D.以上情况部有可能
27. 关于弹簧测力计的使用方法,下列说法不正确的是( )
A.弹簧测力计只能测量重力
B.测量前应该把指针调节到指“0”的位置上
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住
D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程
28. 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
29.如图所示为实验室常用的弹簧测力计,使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否 ,指针是否 。
30. (2025北京一模) 如图所示的弹簧测力计的示数是______N。
31.(23-24八下·江苏扬州苏东坡中学·期末)如图所示,弹簧测力计是测量______的仪器,使用前应沿______方向调零,此时它示数为______。
32. (2025四川乐山)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为______N;把弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环上,物体静止时弹簧测力计的示数将_____。
33.如图是使用弹簧测力计测量物体重力的示意图,该弹簧测力计的分度值为_______N,此时弹簧测力计的示数为_______N。
34.如图所示,弹簧测力计是测量______的仪器,使用前应沿______方向调零,此时它示数为______。
35.如图所示,弹簧测力计的最小刻度是______N,物体所受的拉力大小为______N,弹簧测力计在使用前要进行______,使指针与零刻度线对齐。
36.(23-24八下·四川成都青羊区·期末)遵守测量仪器的使用规则,是实验成功的保证。使用弹簧测力计时,要使测力计弹簧轴线方向与______ 的方向一致。如图所示,弹簧测力计的示数是 _______ N。
37. (2024湖南长沙一模)从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示,直接测量铁柱的重量,读数如图乙所示;测完后同学发现了问题,问题是______。如果要改正问题,他要______(选A或B);
A.把刻度板向上拉,指针对准零刻度线。B.把刻度板向下拉,指针对准零刻度线。
用调整好后的此弹簧测力计测量铁柱,铁柱的重量应为______N。
38.有一个弹簧测力计,弹簧及其构件完好无损,只是指针已经无法校到0刻度,只能校到0.2N处,那么这弹簧测力计还能用吗?如果用它测力时,读数为3.6N,那么这个力的大小实际为多少?
三、用弹簧测力计测量力的实验(9题)
39.【探究名称】探究弹簧伸长量与受到的拉力的关系
【问题】小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,那是不是说明弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比呢?为此,他设计了如图甲所示的装置进行探究。
(1)【证据】要完成实验,除了图甲所示的铁架台、弹簧、质量相同的钩码若干个外,还需要的测量工具是 。
(2)实验中,弹簧所受拉力的大小是通过改变 来实现的。
(3)进行实验后小明记录下相关数据,下表是他记录的数据中的一部分,其中数据明显错误的是
第 次实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
…
拉力F/N
0
1
2
3
4
5
6
…
伸长量/cm
0
0.40
0.80
1.70
1.60
2.00
2.40
…
(4)【解释】根据表中的数据可知,小明认为的弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比的想法是 (选填“正确”或“错误”)的。
(5)【交流】某兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出弹簧伸长量与所受拉力的关系如图乙所示。
①若他们要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“A”或“B”),此弹簧拉力每增加1N,弹簧的伸长增加 cm。
②拉力增大到一定程度后,图像中的线不再是直线,说明我们在使用弹簧测力计时,所测拉力不能 。
40.某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码,弹簧原长为0.060m,探究拉力与弹簧伸长量的关系。下表是他实验时记录的数据,实验时拉力始终未超过弹簧的弹性限度,弹簧很轻(即自身质量不计)。
弹簧受到的拉力F(N)
弹簧的长度L(m)
0.060
0.070
0.080
0.090
0.100
0.110
(1)拉力与弹簧长度的关系式为。
(2)当弹簧长度是0.135m时,求此时该弹簧所受的拉力。
(3)该弹簧在弹性限度承受的最大拉力为,求该弹簧的最大长度。
41.小李在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系,利用如图的实验装置记录了相应实验数据如下:
钩码质量(g)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
指针位置(cm)
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
7.5
(1)这项研究在实际中的应用是 ;
(2)分析实验数据你可得到的结论 ;
(3)该弹簧原长是 cm,若用该弹簧制作一只弹簧测力计,其量程为 N.
(4)小李作出了下图所示的三个图像,其中正确的是_______(填序号)
42. 用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系.
如图甲所示,A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端,R1和R2是固定在细绳上的两个标识.现将A端固定,用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉,R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的读数如图乙、丙、丁所示.已知细绳始终处于弹性限度内.
(1)据甲图可知弹性细绳原长为 cm;乙图中测力计读数为 N.
(2)分析实验数据可知,在弹性限度内,弹性细绳是 (填“均匀”或“不均匀”)伸长的;伸长量与所受拉力 (填“成正比”或“不成正比”).
(3)当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm位置时,R1位于刻度尺上 cm位置.现手持细绳两端,A端向左B端向右使它们沿绳所在直线同时匀速运动,若发现标识R2不动,则A、B两端的速度之比为 .
43.在“自制弹簧测力计”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。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
一
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)以下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 。
(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,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
44.(2025陕西一模)(拓展)同学们在学完弹簧测力计的相关知识后,自制了一个“橡皮筋测力计”,将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线:挂1N重物时,下端对应位置标为1N;将这段距离等分为20格,每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时,发现测量值不准确。为了弄清其中的原因,同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,作出标记,如图所示。
(1)螺母挂在橡皮筋下静止时,受到橡皮筋的拉力______(选填“大于”“等于”或“小于”)它受到的重力;
(2)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,实验数据记录如下表。
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
螺母个数n/个
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
螺母总重G/N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
刻度尺读数L/mm
0
5
11
20
30
45
60
75
90
110
135
158
①分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越______;
②进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为______N(结果保留两位小数);若挂另一重物,静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时______(选填“能”或“不能”)确定此物体的重;
(3)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的______mm刻度处,此测力计的最大量程为______;
(4)同学们更换不同的橡皮筋进行探究,发现其它橡皮筋的特点均与此相似,他们由此总结出,若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围______,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
45.(知识拓展)有些斜拉桥使用斜拉悬索来固定大桥,这就要求悬索要有很大的抗断拉力。小明所在的研究性学习小组的同学们很想知道上面的悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,他们便取来了同种材料制成的样品进行实验探究,实验的结果如下表所示。
(1)分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位N)与伸长量x(单位m)遵循的函数关系式是 ,其中比例系数的单位是 。对C样品,在它的抗断拉范围内,若施加的拉力为1000N,则它伸长 cm。
(2)对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量均成正比,计算出各样品的比例系数,可以发现不同样品的比例系数不同,其比例系数与悬索的 和 有关。
46.(知识拓展)已知在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即: F=k∆x,其中F表示弹力,∆x表示弹簧的伸长量,k为弹簧的劲度系数。如图所示,一根弹簧其自由端B在没有悬挂重物时,指针正好对准刻度10cm,当挂上100N的重物时,指针正好对准刻度30cm,求:
(1)该弹簧的劲度系数;
(2)如果在该弹簧自由端B挂上50N的重物时,指针正好对准什么刻度;
(3)如果指针所对准的刻度是25cm,这时弹簧下端悬挂的物体质量为多少千克?
47. (2023广东省广州)(拓展)小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有四根弹簧做了如下测试:
如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。
弹簧代号
甲
乙
丙
丁
l0/cm
2.00
4.00
4.00
8.00
l/cm
20.00
2200
6.10
35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状
不能
能
能
能
四、物体受到弹力的作图(5题)
48.(23-24八下·江苏无锡锡山区·期末)如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上,用手向下压小球,松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,请画出此时小球的受力示意图。
49.(2021广东省)如图所示,物体静止在斜面上,画出A所受重力G和支持力的示意图。
50.(23-24八下·江苏南京鼓楼区·期末)图为体操运动员静止在平衡木上的情景,用力的示意图作出运动员对平衡木的压力。
51.(23-24八下·江苏泰州泰兴·期末)物体沿斜面匀速下滑,请画出物体对斜面的压力。
52.(23-24八下·江苏南京玄武区·期末)如图,小球以一定速度冲上斜面并正在压缩弹簧,画出此时小球所受弹力的示意图。
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第二节 测量:用弹簧测力计测量力
一、弹力的概念及形变种类(15题)
二、弹簧测力计的使用与读数(23题)
三、用弹簧测力计测量力的实验(9题)
四、物体受到弹力的作图(5题)
一、弹力的概念及形变种类(15题)
1.弹力是日常生活中常见的一种力。关于弹力,下列说法正确的是( )
A.两个相互接触的物体之间一定有弹力作用
B.弹力是指物体由于发生塑性形变而产生的力
C.推力、拉力、摩擦力都属于弹力
D.用球拍击打乒乓球时,球拍给乒乓球的弹力是由于球拍的形变产生的
【答案】D
【解析】A.两个相互接触且相互挤压的物体之间有弹力作用,故A错误;
B.物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力,故B错误;
C.推力和拉力属于弹力,因为它们都是由于物体受到外力作用而产生的力;摩擦力并不属于弹力,因为摩擦力是两个接触面之间的力,当一个物体在另一个物体表面运动或试图运动时产生,它不是由于物体形变而产生的力,故C错误;
D.用球拍击打乒乓球时,球拍发生形变,想要恢复原状,所以球拍对乒乓球会有弹力的作用,故D正确。
故选D。
2. 如图所示的四个力中,不属于弹力的是( )
A.妈妈对婴儿车的推力
B.花瓶对桌面的压力
C.马对车的拉力
D.苹果下落时受到的重力
【答案】D
【解析】A、手的形变属于弹性形变,会产生弹力,故A不符合题意;
B、花瓶的形变属于弹性形变,会产生弹力,故B不符合题意;
C、马发生的是弹性形变,产生弹力,故C不符合题意;
D、苹果下落受到的是重力,不属于弹力,故D符合题意。故选:D。
3.一个足球放在一块长木板上,如图所示。下列说法错误的是( )
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.足球对木板的压力属于弹力
D.只有木板产生弹力,足球不产生弹力
【答案】D
【解析】A.足球受到的支持力是木板发生弹性形变要恢复原状而产生的弹力,故A正确,不符合题意;
B.足球产生的弹力是由于足球发生弹性形变要恢复原状而产生的弹力,故B正确,不符合题意;
C.足球对木板的压力是由于足球发生弹性形变要恢复原状而产生的弹力,故C正确,不符合题意;
D.木板与足球相互挤压,均发生弹性形变,都产生弹力,故D错误,符合题意。
故选D。
4.(24-25八下·江苏淮安·期末)如图所示,弹簧的一端固定在墙上,在弹性限度内,另一端用手向右拉长弹簧,且保持不动,下面有关说法不正确的是( )
A.弹簧产生的弹力的施力物体是“弹簧”
B.弹簧产生的弹力的受力物体是“手和墙”
C.手受到弹力是因为弹簧发生了弹性形变
D.手受到弹力是因为手发生了弹性形变
【答案】D
【解析】AB.物体因为弹性形变而产生的力叫做弹力,发生弹性形变的物体弹簧即为施力物体,弹簧发生弹性形变产生对手和墙的拉力,则墙和手为受力物体,故AB正确,AB不符合题意;
CD.手受到弹力的原因是弹簧发生弹性形变,弹簧要恢复到原状,故C正确,C不符合题意,D错误,D符合题意。故选D。
5.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.说明力能改变物体的形状
B.拉弹簧的力越大弹簧伸长越长
C.发生形变后的弹簧对手指产生弹力
D.弹簧的长度与拉力的大小成正比
【答案】D
【解析】A.用手拉弹簧,弹簧的形状发生了变化,由未拉伸的直线状变为拉伸后的曲线状,这说明力能改变物体的形状,故A正确,不符合题意;
B.在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,即拉弹簧的力越大,弹簧的伸长量就越大,故B正确,不符合题意;
C.当弹簧发生形变后,由于要恢复原状,会对使它发生形变的物体产生力的作用,这个力就是弹力,故C正确,不符合题意;
D.因为弹簧的总长度包括未拉伸时的原长和拉伸后的伸长量两部分。当拉力增大时,伸长量增大,但原长并未改变,所以总长度并不是与拉力成正比,故D错误,符合题意。
故选D。
6.(23-24八下·江苏无锡锡山区·期末)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定在墙上,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持自然状态时的位置,将小球向右拉至弹簧伸长到B位置已知,由静止释放小球,下列关于小球在水平方向上所受弹力的方向和大小说法正确的是( )
A.从,向左、逐渐减小 B.从,向右、逐渐增大
C.从,向右、逐渐减小 D.从,向左、逐渐增大
【答案】A
【解析】AB.小球从B运动到O的过程中,弹簧由拉长恢复原状,此时小球所受弹力方向向左,逐渐减小,故A正确,B错误;
CD.小球从O运动到A的过程中,弹簧由压缩恢复原状,此时小球所受弹力方向向右,逐渐增大,故CD错误。故选A。
7.一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是( )
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
【答案】BC
【解析】产生弹力的物体是发生形变恢复原状的物体。
AB.地面受到弹力,是由于物体发生了形变,而产生了向下压地面的力,故A错误,B正确;
CD.物体受到弹力是因为地面发生了形变,而产生了向上的支持力.故C正确,D错误。
故选BC。
8.一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
【解析】A.甲的拉力较大,手受到甲的弹力也较大,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,即,故A不符合题意;
BCD.和的方向相同,和的方向相反,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;故B符合题意,CD不符合题意。
故选B。
9.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.直接改变刻度,把刻度是1N的地方改写成2N
D.增加刻度,在1N刻度之外按比例加刻度,直至2N
【答案】B
【解析】自制测力计的量程只有1N,要想把它的量程提高到2N,应该把两根一样的橡皮筋,并在一起使用,这样测力计的量程就变为2N了;
故选B。
10.如图所示是用手压气球的示意图,下列选项中属于气球形变产生的力是( )
A.气球对手的支持力 B.手对气球的压力
C.桌面对气球的支持力 D.气球所受的重力
【答案】A
【解析】气球发生形变时,由于要恢复原状,会对使其发生形变的物体产生弹力,气球与手接触会对手产生向上的支持力;气球与桌子接触,会对桌面产生向下的压力;故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
11. (2025福建一模)图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是( )
A. 可以使跳板发生形变 B. 其施力物体是地球
C. 一定等于运动员的重力 D. 可以改变运动员的运动状态
【答案】A
【解析】A.运动员对跳板的压力的作用效果是使跳板发生弹性形变,故A正确;
B.运动员对跳板的压力的施力物体是运动员,故B错误;
C.运动员对跳板产生压力时,开始形变小压力小于重力,故压力不一定等于重力,故C错误;
D.运动员对跳板的压力改变的是跳板的运动状态不是改变运动员的状态,故D错误。
12. (2025黑龙江齐齐哈尔)文具中蕴含着大量的物理知识。手用力捏橡皮时橡皮发生形变,松手后,橡皮能恢复原状,这是因为橡皮具有______(选填“弹性”或“塑性”),橡皮在发生形变的过程中体积变小,密度______(选填“变小”“不变”或“变大”)。
【答案】 弹性 变大
【解析】手用力捏橡皮时橡皮发生形变,松手后,橡皮能恢复原状,这是因为橡皮具有弹性,发生的是弹性形变;橡皮在发生形变的过程中体积变小,质量不变,根据知,密度变大。
13.(23-24八下·江苏镇江·期末)如图甲所示,弹簧的一端固定在木板上,如图乙用手向上拉弹簧,说明力能使物体发生______:如图丙用手向下压弹簧,要想说明力的作用效果与力的方向有关,则要使F1与F2的大小______(选填“相等”或“不相等”);图丙中手对弹簧的力是______(选填“手”或“弹簧”)形变产生的。
【答案】形变 相等 手
【解析】如图乙用手向上拉弹簧,说明力能使物体发生形变。
如图丙用手向下压弹簧,要想说明力的作用效果与力的方向有关,则要使F1与F2的大小相等。
图丙中手对弹簧的力是手形变产生的。
14. 如图,订书机钉槽内的订书钉受到右部的弹簧的弹力是因为______发生了弹性形变,在订书的过程中,订书钉越来越少,订书钉受到的弹力大小将______。
【答案】 弹簧 变小
【解析】订书机钉槽内的订书钉受到右部的弹簧发生了弹性形变产生的弹力;在使用过程中,随着钉子的减少,弹簧形变程度变小,弹簧对订书钉的弹力会变小。
15. 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。在书中记载的“悬弓弹棉”中,将木弓用细绳吊在一根竹竿上,竹竿因为发生了 产生弹力,说明力能改变物体的 ;然后用木锤频频击打弓弦,使板上棉花疏松的力的施力物体为 (竹竿/木棰/弓弦)。
【答案】 弹性形变 形状 弓弦
【解析】将木弓用细绳吊在一根竹竿上,竹竿弯曲,产生弹力,当竹竿不受拉力时又会恢复原样,所以竹竿发生的是弹性形变。
竹竿由于发生弹性形变而对细绳产生了力的作用,说明力能改变物体的形状。
将弓弦大部分放入棉花中,用木棰频频击打弓弦的露出部分,则棉花内的弓弦也会随之振动,对棉花有力的作用,使棉花变得蓬松,所以使棉花变疏松的力的施力物体是弓弦。
二、弹簧测力计的使用与读数(23题)
16. (2025四川成都)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B. 弹簧测力计的分度值是1N
C. 头发只受到图中左侧手施加的拉力
D. 一根头发能承受的最大拉力约为10N
【答案】A
【解析】A.为了减小测量误差,弹簧测力计使用前应在受力方向上调零,故A正确;
B.由图可知,图中弹簧测力计的1N被平均分成5小格,每小格表示0.2N,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故B错误;
C.由于力的作用是相互的,所以头发受到图中左侧手施加的拉力,还受到弹簧测力计的拉力,故C错误;
D.一根头发大约最大能吊起一个苹果,一个苹果的质量约150g,则一根头发能承受的最大拉力约为
故D错误。故选A。
17.下列关于弹力和弹簧测力计的说法中错误的是( )
A.绳子的拉力、桌面茶杯的支持力,都属于弹力
B.两个物体直接接触且发生弹性形变时才会产生弹力
C.弹簧测力计在测量时,可以竖直拉,也可以倾斜着拉
D.弹簧的长度越长,产生的拉力越大
【答案】D
【解析】A.由于发生弹性形变而产生的力。绳子的拉力、桌面茶杯的支持力,都是弹力,故A正确,不符合题意;
B.两个物体直接接触且互相挤压发生形变时才会产生弹力,故B正确,不符合题意;
C.测拉力时,可以竖直拉,也可以倾斜拉,弹簧测力计在测量时,只需要保证轴线方向与力的方向一致。可以竖直拉,也可以倾斜拉,故C正确,不符合题意;
D.弹簧的伸长越长产生的拉力越大,而不是长度越长,产生的拉力越大,故D错误,符合题意。故选D。
18. 如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力。此时弹簧测力计的示数
为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
【答案】C
【解析】弹簧测力计在两端拉力作用下处于平衡状态,此时相当于弹簧被6N的力拉开,故示数为6N,故C正确,ABD错误。故选:C。
19.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题知,弹簧测力计的两端受的力均为2N,处于静止状态,即处于平衡状态,挂钩一端受的力为2N ,弹簧测力计的读数等于挂钩一端受到的拉力大小,所以弹簧测力计的示数为2N。
故选C。
20.如图所示,欣欣同学用左右手沿水平方向同时在一弹簧测力计的两端分别施加8N的力并使其保持静止状态,下列说法正确的是(弹簧测力计的量程为10N,指针位置未画出)( )
A.弹簧测力计此时没有示数
B.弹簧测力计的示数为8N
C.弹簧所受的拉力为16N
D.如果两边的力同时变为4N,测力计仍会保持静止
【答案】BD
【解析】(1)弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的,静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力;
弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,题中弹簧测力计的挂钩上受到了8N的力,所以弹簧测力计的示数为8N.故AC错误,B正确;
(2)如果两边的力同时变为4N,测力计受力平衡,仍会保持静止.故D正确.故选BD.
21.把两个弹簧测力计A和B挂钩连接在一起(如图所示),若弹簧测力计A的示数为10N,则弹簧测力计B的示数为( )
A.0N B.5N C.10N D.20N
【答案】C
【解析】由题意知,两弹簧测力计都处于平衡状态,A对B的拉力与B对A的拉力是一对相互作用力,二者大小相等,若弹簧测力计A的示数为10N,则弹簧测力计B的示数也为10N。故选:C。
22.把弹簧测力计的一端固定,另一端用3 N的力拉它时,弹簧测力计的示数为3 N,若将弹簧测力计的固定端取下,两端各施一个3 N的拉力而使弹簧测力计静止,如图所示。此时弹簧测力计的示数是( )
A.0 B.3 N C.6 N D.无法判断
【答案】B
【解析】弹簧测力计的示数是指弹簧受到的拉力的大小。所以弹簧测力计的示数仍然为3 N。
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0.1N
B.测量时,在弹性限度内,弹簧测力计所受的拉力越大,弹簧就越长
C.弹簧测力计只能测竖直方向上的拉力而无法测出水平方向的拉力
D.测量时,物体对弹簧测力计有拉力,弹簧测力计对物体没有拉力
【答案】B
【解析】A.由图示弹簧测力计可以看出,其量程为0~5N,分度值为0.2N,故A错误;
B.在弹性限度内,弹簧测力计的弹簧伸长越长,它所受的拉力就越大,弹簧测力计的伸长量与拉力成正比,故B正确;
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,只要拉力沿弹簧的轴线方向即可,故C错误;
D.物体间力的作用是相互的,测量时,物体对弹簧测力计有拉力,弹簧测力计对物体也有拉力,故D错误。
故选B。
24.某同学用已校零的弹簧测力计测量一物体的重力时,误将物体挂在了拉环上,如图所示,当物体静止时,弹簧测力计的示数是2.2N,则该物体的重( )
A.等于2.2N B.小于2.2N C.大于2.2N D.无法确定
【答案】B
【解析】当将弹簧测力计倒置过来后,把物体挂在提环上,因为弹簧测力计本身有重力,挂钩显示的示数等于弹簧测力计自身的重力和物体的重力之和,所以此时物体的重力要小于测力计示数2.2N,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
25.如图所示,量程为0~5N,示数为3.6N的弹簧测力计是( )
【答案】A
【解析】本题考查规格相同的四个弹簧测力计的读数。
A.该测力计量程为0~5N,分度值为0.2N,指针位置读数为3.6N;
B.该测力计量程为0~5N,分度值为0.2N,指针位置读数为2.4N;
C.该测力计量程为0~5N,分度值为0.2N,指针位置读数为3.4N;
D.该测力计量程为0~5N,分度值为0.2N,指针位置读数为0N。
26.某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时,错将物体挂在了拉环上,如图所示。当物体静止时,弹簧测力计的示数为8N,则物体的重力为( )
A.一定等于8N B.一定小于8N C.一定大于8N D.以上情况部有可能
【答案】B
【解析】当将弹簧测力计倒置过来后,把物体挂在拉环上,因为弹簧测力计本身有重力,挂钩显示的示数等于弹簧测力计自身的重力和物体的重力之和,所以此时物体的重力要小于测力计示数8N。故选B。
27. 关于弹簧测力计的使用方法,下列说法不正确的是( )
A.弹簧测力计只能测量重力
B.测量前应该把指针调节到指“0”的位置上
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住
D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程
【答案】A
【解析】A.弹簧测力计不仅能测量重力,也可以在水平方向会斜方向上拉动测力计测量物体受到的拉力,故A错误,A符合题意;
B.测量前应该把指针调节到指“0”的位置上,如果指针没有指到“0”的位置上,会导致测量的结果不准确,故B正确,B不符合题意;
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住,否则会影响弹簧测力计的正常使用,故C正确,C不符合题意;
D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程,一旦超过弹簧的弹性限度,弹簧将不能恢复原状,会损坏弹簧测力计,故D正确,D不符合题意。故选A。
28. 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
【解析】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。
29.如图所示为实验室常用的弹簧测力计,使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否 ,指针是否 。
【答案】 卡住 指零
【解析】弹簧测力计在使用前首先应轻轻拉动几次,目的是检查指针、弹簧与外壳之间是否卡住,避免造成测量不准。
其次使用前必须检查指针是否在零刻度线上,如果指针没有对准零刻度线,需要调零。
30. (2025北京一模) 如图所示的弹簧测力计的示数是______N。
【答案】2.2
【解析】由图可知,弹簧测力计的每个大格分5份,分度值为0.2N,所以弹簧测力计的示数为2.2N。
31.(23-24八下·江苏扬州苏东坡中学·期末)如图所示,弹簧测力计是测量______的仪器,使用前应沿______方向调零,此时它示数为______。
【答案】力 水平 3.4N
【解析】由图可知,该测量工具是弹簧测力计,可以测量力的大小。
使用弹簧测力计前要根据所测力的方向进行调零,由于拉力是沿水平方向的,所以使用前应沿水平方向调零。
由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N。
32. (2025四川乐山)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为______N;把弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环上,物体静止时弹簧测力计的示数将_____。
【答案】 2.2 变大
【解析】[1]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指在2N下方第1个小格处,因此示数为2.2N。此时物体受到的重力与弹簧测力计的拉力平衡,所以物体重力为2.2N。
[2]当弹簧测力计倒过来使用时,除了要测量物体重力外,还需额外承担弹簧测力计自身外壳的重力。因此,弹簧测力计的示数会大于物体实际的重力,即示数变大。
33.如图是使用弹簧测力计测量物体重力的示意图,该弹簧测力计的分度值为_______N,此时弹簧测力计的示数为_______N。
【答案】 0.2 2.4
【解析】由图可知,弹簧测力计的0~1N之间一共分出了5个小格,所以每个小格就是它的分度值为0.2N;弹簧测力计的示数2.4N。
34.如图所示,弹簧测力计是测量______的仪器,使用前应沿______方向调零,此时它示数为______。
【答案】力 水平 3.4N
【解析】由图可知,该测量工具是弹簧测力计,可以测量力的大小。
使用弹簧测力计前要根据所测力的方向进行调零,由于拉力是沿水平方向的,所以使用前应沿水平方向调零。
由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N。
35.如图所示,弹簧测力计的最小刻度是______N,物体所受的拉力大小为______N,弹簧测力计在使用前要进行______,使指针与零刻度线对齐。
【答案】0.2 3.4 调零
【解析】弹簧测量计每个大格的大小是1N,大格又分为5个小格,所以弹簧测力计的最小刻度是0.2N。
物体所受的拉力为
弹簧测力计在使用前应该先将指针调到零刻度线处。
36.(23-24八下·四川成都青羊区·期末)遵守测量仪器的使用规则,是实验成功的保证。使用弹簧测力计时,要使测力计弹簧轴线方向与______ 的方向一致。如图所示,弹簧测力计的示数是 _______ N。
【答案】 拉力 2.4
【解析】使用弹簧测力计测力时注意测力计拉力的方向要与弹簧轴线在一条直线上;即要使拉力方向跟弹簧轴线方向一致。
图中弹簧测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N,根据指针所指示的刻度读出的数据为
2N+0.4N=2.4N
37. (2024湖南长沙一模)从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示,直接测量铁柱的重量,读数如图乙所示;测完后同学发现了问题,问题是______。如果要改正问题,他要______(选A或B);
A.把刻度板向上拉,指针对准零刻度线。B.把刻度板向下拉,指针对准零刻度线。
用调整好后的此弹簧测力计测量铁柱,铁柱的重量应为______N。
【答案】没有校零;B;1.8。
【解析】刚拿来的弹簧测力计,图甲可知指针没有对准零刻度线,则没有校零。故问题是没有校零。
弹簧测力计的校零方法,移动刻度板,应向下反复轻拉刻度板才能对准零刻度。故选B。
未校零前,刻度在0.4N,则准确的读数为。
38.有一个弹簧测力计,弹簧及其构件完好无损,只是指针已经无法校到0刻度,只能校到0.2N处,那么这弹簧测力计还能用吗?如果用它测力时,读数为3.6N,那么这个力的大小实际为多少?
【答案】还能用;3.4N
【解析】不能调零的弹簧测力计也可以使用,只不过实际读数应该是把测量值减去“零”起点的示数。
如果用它测力时,读数为3.6N,那么这个力的大小实际为3.6N-0.2N=3.4N
三、用弹簧测力计测量力的实验(9题)
39.【探究名称】探究弹簧伸长量与受到的拉力的关系
【问题】小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,那是不是说明弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比呢?为此,他设计了如图甲所示的装置进行探究。
(1)【证据】要完成实验,除了图甲所示的铁架台、弹簧、质量相同的钩码若干个外,还需要的测量工具是 。
(2)实验中,弹簧所受拉力的大小是通过改变 来实现的。
(3)进行实验后小明记录下相关数据,下表是他记录的数据中的一部分,其中数据明显错误的是
第 次实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
…
拉力F/N
0
1
2
3
4
5
6
…
伸长量/cm
0
0.40
0.80
1.70
1.60
2.00
2.40
…
(4)【解释】根据表中的数据可知,小明认为的弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比的想法是 (选填“正确”或“错误”)的。
(5)【交流】某兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出弹簧伸长量与所受拉力的关系如图乙所示。
①若他们要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“A”或“B”),此弹簧拉力每增加1N,弹簧的伸长增加 cm。
②拉力增大到一定程度后,图像中的线不再是直线,说明我们在使用弹簧测力计时,所测拉力不能 。
【答案】(1)刻度尺(2)钩码的个数(3)4 (4)正确(5)A;2.5;超过量程
【解析】弹簧测力计刻度均匀是否意味着弹簧伸长量与拉力成正比,然后为探究此问题设计实验。实验需要铁架台、弹簧、钩码和刻度尺等,通过改变钩码个数改变拉力大小。分析实验数据发现第 4 次数据错误,而其他数据表明弹簧伸长量与拉力大致成正比,验证了小明的想法。接着在交流部分,对于制作弹簧测力计,根据两弹簧的特性可知 A 弹簧更适合制作精确度高的,且明确该弹簧拉力每增加 1N 伸长约 2.5cm,同时指出当拉力增大到一定程度后图像不再是直线,提示使用时不能超过量程。
(1)要测量弹簧的伸长量,所以还需要刻度尺来准确测量长度的变化。故该空填“ 刻度尺 ”
(2) 第1空、 实验中通过增加或减少钩码的个数来改变作用在弹簧上的拉力大小。
故该空填“ 钩码的个数 ”;
(3) 第1空、 分析数据可以看出,前三次拉力增加 1N,伸长量增加约 0.4cm,而第 4 次拉力从 3N 增加到 4N 时,伸长量不合理地增加很多,与前面的规律不符,所以第 4 次实验数据明显错误。
故该空填“ 4 ”;
(4) 第1空、 从其他几组较为正常的数据可以看出,拉力增大时,伸长量也大致成比例增加,说明弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比的想法是正确的。
故该空填“ 正确 ”;
(5)① 第1、2空、 从图乙可以看出,A 弹簧的曲线更接近直线,说明在相同拉力变化下伸长量的变化更均匀,也就是精确度更高,从图中可知该弹簧拉力每增加 1N,伸长量增加约 2.5cm。
故第1空填“ A ”,第 2空填“ 2.5 ”;
② 第1空、 当拉力增大到一定程度后图像不再是直线,说明弹簧超过了一定弹性限度,此时不能再准确测量拉力,也就是提示我们所测拉力不能超过量程,否则会损坏弹簧测力计或导致测量不准确。
故该空填“ 超过量程 ”。
40.某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码,弹簧原长为0.060m,探究拉力与弹簧伸长量的关系。下表是他实验时记录的数据,实验时拉力始终未超过弹簧的弹性限度,弹簧很轻(即自身质量不计)。
弹簧受到的拉力F(N)
弹簧的长度L(m)
0.060
0.070
0.080
0.090
0.100
0.110
(1)拉力与弹簧长度的关系式为。
(2)当弹簧长度是0.135m时,求此时该弹簧所受的拉力。
(3)该弹簧在弹性限度承受的最大拉力为,求该弹簧的最大长度。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)将相邻数据相减,得到拉力每增加1N时弹簧的伸长量,然后根据计算出F与伸长量之间的比例系数k,最后根据F=k×△L=k×(L-L0)得到二者的关系式;
由数据可知弹簧所受的拉力每增加 ,伸长量就增加 ,所以有
(2)当弹簧的长度为0.135m时,弹簧所受拉力为
答:当弹簧长度是 时,此时该弹簧所受的拉力为 ;
(3)当 时,代入(1)中关系式可得
解得
答:该弹簧在弹性限度承受的最大拉力为 ,该弹簧的最大长度为 。
41.小李在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系,利用如图的实验装置记录了相应实验数据如下:
钩码质量(g)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
指针位置(cm)
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
7.5
(1)这项研究在实际中的应用是 ;
(2)分析实验数据你可得到的结论 ;
(3)该弹簧原长是 cm,若用该弹簧制作一只弹簧测力计,其量程为 N.
(4)小李作出了下图所示的三个图像,其中正确的是_______(填序号)
【答案】(1)弹簧测力计(2)在一定范围内,弹簧伸长的长度与外力成正比
(3) 2、 2.5(4)B
【解析】(1)这项研究在实际中的应用是弹簧测力计。
(2)分析实验数据我们看出来:不挂钩吗时,指针位置在2cm处,说明弹簧原长为2cm.
当在弹簧下挂50g钩码时,指针位置在3cm处,说明弹簧伸长量为1cm.
当在弹簧下挂100g钩码时,指针位置在4cm处,说明弹簧伸长量为2cm.
当在弹簧下挂150g钩码时,指针位置在5cm处,说明弹簧伸长量为3cm.
当在弹簧下挂200g钩码时,指针位置在6cm处,说明弹簧伸长量为4cm.
当在弹簧下挂250g钩码时,指针位置在7cm处,说明弹簧伸长量为5cm.
说明弹簧受到的拉力增大几倍,伸长量也增大几倍。
当在弹簧下挂300g钩码时,指针位置在7.5cm处,说明弹簧伸长量为5.5cm.这时就不符合
弹簧受到的拉力增大几倍,伸长量也增大几倍的结论了。
根据以上数据可以归纳总结出:在一定范围内,弹簧伸长的长度与外力成正比
(3)说明弹簧原长为2cm.量程为2.5N.
(4)分析ABC三个图像,知道B符合题意。
42. 用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系.
如图甲所示,A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端,R1和R2是固定在细绳上的两个标识.现将A端固定,用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉,R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的读数如图乙、丙、丁所示.已知细绳始终处于弹性限度内.
(1)据甲图可知弹性细绳原长为 cm;乙图中测力计读数为 N.
(2)分析实验数据可知,在弹性限度内,弹性细绳是 (填“均匀”或“不均匀”)伸长的;伸长量与所受拉力 (填“成正比”或“不成正比”).
(3)当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm位置时,R1位于刻度尺上 cm位置.现手持细绳两端,A端向左B端向右使它们沿绳所在直线同时匀速运动,若发现标识R2不动,则A、B两端的速度之比为 .
【答案】(1) 3.00 1.6 (2) 均匀 成正比(3) 3.50 2:1
【解析】第一空.由图可知,刻度尺的分度值为1mm,由甲图可知,弹性细绳原长为3.00cm;
第二空.由图可知,弹簧测力计的分度值0.2N,由乙图可知,测力计的读数为1.6N;
第三、四空.图乙中,弹性细绳长度为6.00cm,伸长了3.00cm,测力计的示数为1.6N,图丙中,弹性细绳长度为9.00cm,伸长了6.00cm,测力计的示数为3.2N,丁图中,弹性细绳长度为12.00cm,伸长了9.00cm,测力计的示数为4.8N,由以上实验数据可知,在弹性限度内,弹性细绳是均匀伸长的,且伸长量与所受拉力成正比;
第五空.由图甲可知,R2位于3.00cm时,R1位于1.00cm;由图乙可知,R2位于4.00cm时,R1位于2.00cm;由图丙可知,R2位于6.00cm时,R1位于3.00cm;由丁图可知,R2位于8.00cm时,R1位于4.00cm;综上可知,R1的长度是R2长度的一半,则当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm位置时,R1位于刻度尺上3.50cm位置;
第六空.由图甲可知,R2左侧弹性细绳长度为2.00cm,右侧弹性细绳的长度为1.00cm;
由图乙可知,R2左侧弹性细绳长度为4.00cm,右侧弹性细绳的长度为2.00cm;
由图丙可知,R2左侧弹性细绳长度为6.00cm,右侧弹性细绳的长度为3.00cm;
由丁图可知,R2左侧弹性细绳长度为8.00cm,右侧弹性细绳的长度为4.00cm;
综上知,R2左侧弹性细绳长度是右侧弹性细绳长度的2倍,则A端向左B端向右使它们沿绳所在直线同时匀速运动,若发现标识R2不动,由知,A、B两端的速度之比为2:1.
43.在“自制弹簧测力计”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。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
一
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)以下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 。
(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,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)①4.5;②1.8;③小明;(3)D;(4)B。
【解析】(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0N;
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
①没有挂钩码时,弹簧的原长=4.5cm;
②补充表格中第3行的数据为6.3cm﹣4.5=1.8cm;
③分析表格中的数据,在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。实验能初步验证小明的猜想是正确的。
(3)小明使用已经制好的弹簧测力计测量力,使用时,拉力的方向与弹簧的伸长方向一致,其中测量方法正确的是ABC,错误的是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,加一根相同的橡皮筋,然后改变刻度,能够使量程提高到2N,换一根相同的橡皮筋或者增加刻度,测力计的量程不变,故B符合题意,AC不符合题意。
44.(2025陕西一模)(拓展)同学们在学完弹簧测力计的相关知识后,自制了一个“橡皮筋测力计”,将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线:挂1N重物时,下端对应位置标为1N;将这段距离等分为20格,每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时,发现测量值不准确。为了弄清其中的原因,同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,作出标记,如图所示。
(1)螺母挂在橡皮筋下静止时,受到橡皮筋的拉力______(选填“大于”“等于”或“小于”)它受到的重力;
(2)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,实验数据记录如下表。
试验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
螺母个数n/个
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
螺母总重G/N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
刻度尺读数L/mm
0
5
11
20
30
45
60
75
90
110
135
158
①分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越______;
②进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为______N(结果保留两位小数);若挂另一重物,静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时______(选填“能”或“不能”)确定此物体的重;
(3)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的______mm刻度处,此测力计的最大量程为______;
(4)同学们更换不同的橡皮筋进行探究,发现其它橡皮筋的特点均与此相似,他们由此总结出,若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围______,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
【答案】 ①等于 ②越长 ③0.33 ④不能 ⑤30 ⑥ 0.2N ⑦较小
【解析】(1)由平衡条件得,受到橡皮筋的拉力等于它受到的重力。
(2)分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越长。
由表格可知,螺母个数从4~8之间,刻度尺读数是均匀变化的,若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为
由表格可知,螺母个数从0~4之间,刻度尺读数不是均匀变化的,所以静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时不能确定此物体的重。
(3)由表格可知,螺母个数从4~8之间,刻度尺读数是均匀变化的,所以零刻度线应该标在刻度尺的30mm刻度处。此测力计的最大量程为90mm刻度处的示数,应该标为
(4)若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围较小,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
45.(知识拓展)有些斜拉桥使用斜拉悬索来固定大桥,这就要求悬索要有很大的抗断拉力。小明所在的研究性学习小组的同学们很想知道上面的悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,他们便取来了同种材料制成的样品进行实验探究,实验的结果如下表所示。
(1)分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位N)与伸长量x(单位m)遵循的函数关系式是 ,其中比例系数的单位是 。对C样品,在它的抗断拉范围内,若施加的拉力为1000N,则它伸长 cm。
(2)对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量均成正比,计算出各样品的比例系数,可以发现不同样品的比例系数不同,其比例系数与悬索的 和 有关。
【答案】(1)F=2×106x;N/m;0.05(2)长度;横截面积
【解析】(1)从样品C的实验数据可知:拉力每增加200N,悬索的伸长量增加0.01cm所以悬索的伸长量与拉力成正比例关系。
则其关系式为:F=kx,
所以得出系数k: ,当F=200N,x=0.01cm=10﹣4m时: ;由此得出拉力F的关系式为:F=2×106x,比例系数的单位为:N/m;
当拉力是1000N时,悬索伸长量为: ;(2)从样品A、C、E的数据知:悬索的长度相同时,悬索的横截面积越小,受到拉力时悬索的伸长量越大,比例系数越小;从样品A、B、D的数据知:悬索的横截面积相同时,悬索的长度越长,受到拉力时悬索的伸长量越大,比例系数越小.因此悬索的比例系数与悬索的长度和横截面积有关。
46.(知识拓展)已知在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即: F=k∆x,其中F表示弹力,∆x表示弹簧的伸长量,k为弹簧的劲度系数。如图所示,一根弹簧其自由端B在没有悬挂重物时,指针正好对准刻度10cm,当挂上100N的重物时,指针正好对准刻度30cm,求:
(1)该弹簧的劲度系数;
(2)如果在该弹簧自由端B挂上50N的重物时,指针正好对准什么刻度;
(3)如果指针所对准的刻度是25cm,这时弹簧下端悬挂的物体质量为多少千克?
【答案】(1)5N/cm(2)20cm(3)7.7kg
【解析】(1)一根弹簧其自由端B在没有悬挂重物时,指针正好对准刻度10cm,当挂上100N的重物时,指针正好对准刻度30cm,挂上100N的重物时,弹簧的伸长量∆x=30cm-10cm=20cm,根据F=k∆x可知,弹簧的劲度系数
答:弹簧的劲度系数是5N/cm;
(2)当挂上50N的重物静止时,根据F=k∆x可知,弹簧的伸长量
自由端B在没有悬挂重物时,指针正好对准刻度10cm,则此时指针对准的刻x=10cm+10cm=20cm。
答:当弹簧挂50N重物时,自由端所对刻度尺读数应是20cm;
(3)如果自由端B所对刻度尺的刻度线25cm处,弹簧的伸长量∆x''=25cm-10cm=15cm,在弹簧的B端的拉力F''=k∆x''=5N/cm×15cm=75N
弹簧下端悬挂的物体质量
答:若弹簧下端挂了一重物时,它自由端所对刻度是25cm,则此重物的重力为75N,质量为7.7kg。
47. (2023广东省广州)(拓展)小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有四根弹簧做了如下测试:
如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。
弹簧代号
甲
乙
丙
丁
l0/cm
2.00
4.00
4.00
8.00
l/cm
20.00
2200
6.10
35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状
不能
能
能
能
【答案】见解析
【解析】应选用乙弹簧制作一个简易弹簧测力计。不选用其他三根弹簧的理由是:
(1)弹簧测力计在取走重物后需恢复形变,即发生退行性变,而甲测力计不能,所以甲不能选取。
(2)丙弹簧原长4.00cm,把30N的重物挂在弹簧下端后,弹簧总长l=6.10cm,形变量太小,不能满足邻两刻度线之间的距离适当大一些的要求。
(3)丁弹簧最终长度为35cm,大于木板长度30cm,所以丁不可以。
四、物体受到弹力的作图(5题)
48.(23-24八下·江苏无锡锡山区·期末)如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上,用手向下压小球,松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,请画出此时小球的受力示意图。
【答案】如图所示
【解析】小球向上加速运动时,受竖直向下的重力G与竖直向上的弹簧的弹力F作用;由于小球向上做加速运动,小球受力不平衡,小球所受的弹力F大于重力G;从小球的重心沿重力与弹力的方向作出重力与弹力的示意图,小球受力示意图如图所示:
49.(2021广东省)如图所示,物体静止在斜面上,画出A所受重力G和支持力的示意图。
【答案】如下图所示:
【解析】画重力的示意图关键是要明确它的三要素,这里注意重力的方向始终是竖直向下的。
因为支持力是物体受到的力,所以力的作用点一定要画在物体上,并注意支持力的方向与斜面垂直。
重力的作用点在物体的重心,方向竖直向下,过重心作一条竖直向下的线段,在末端画上箭头,即为重力G的示意图;
斜面对物体支持力的方向垂直于斜面向上,过物体的重心作一条垂直于斜面向上的线段,末端画上箭头,标出支持力符号。
50.(23-24八下·江苏南京鼓楼区·期末)图为体操运动员静止在平衡木上的情景,用力的示意图作出运动员对平衡木的压力。
【答案】如图所示
【解析】体操运动员静止站在水平的平衡木上,平衡木受到运动员压力的作用;过运动员与平衡木接触的点沿垂直于水平面向下的方向画一条带箭头的线段表示压力,用符号F表示;如下图所示:
51.(23-24八下·江苏泰州泰兴·期末)物体沿斜面匀速下滑,请画出物体对斜面的压力。
【答案】如图所示
【解析】垂直作用在物体表面上的力叫压力,物体对斜面压力F作用在斜面上,方向垂直斜面向下,物体对斜面压力F的示意图如下所示:
52.(23-24八下·江苏南京玄武区·期末)如图,小球以一定速度冲上斜面并正在压缩弹簧,画出此时小球所受弹力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】由图可知,被压缩弹簧对小球的弹力作用在小球上,方向沿斜面向下;小球受到斜面的支持力作用,方向垂直斜面向上;如图所示:
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