第2节 弹力(高效培优讲义)物理新教材人教版八年级下册
2025-12-05
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2份
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42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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.33 MB |
| 发布时间 | 2025-12-05 |
| 更新时间 | 2025-12-05 |
| 作者 | 理化课代表~ |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-12-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55292601.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦弹力核心知识点,从弹性、塑性定义及弹性限度切入,系统梳理弹力产生条件、大小与形变关系、方向判定,延伸至弹簧测力计原理、构造及使用方法,构建从基础概念到应用工具的完整学习支架。
资料通过“重难题型讲解”配“特别提醒”强化概念辨析,如弹性与塑性区分培养物理观念,典例结合跟踪训练(如弹簧测力计示数分析)提升科学思维,实验探究(弹簧伸长与拉力关系)渗透科学探究能力,中考真题链接助力课后查漏补缺,课中辅助教学高效,课后强化应用扎实。
内容正文:
第2节 弹力
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 弹力 1
题型2 弹簧测力计 4
题型3 弹簧测力计的测量原理 6
【能力培优练】 10
【链接中考】 15
【重难题型讲解】
题型1 弹力
1、弹性和塑性
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性;
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性;
(3)弹性限度:当弹性物体的形变超过某一数值时,即使撤去外力,物体也不能恢复原状了,这个值叫弹性限度。
★特别提醒
辨别弹性和塑性主要观察是变形后是否能自动恢复到原来的形态,如果可以就叫弹性,如果不可以,就叫塑性。
2、弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
★特别提醒
弹力是物体在受外力作用下发生形变并具有恢复原状的能力。它是物质的一种性质,是一种使物体发生形变并在消除外力作用后恢复原状的能力。
3、弹力产生的条件
(1)两物体互相接触。
(2)物体发生弹性形变(包括人眼不能观察到的微小形变)。
★特别提醒
弹力是接触力,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用,也就是还要有弹性形变。
4、弹力是一种接触力,弹力的种类有:压力、支持力、拉力、推力、张力等。
5、弹力的大小跟形变的大小的关系:在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说,弯曲的越厉害,产生的弹力就越大。对于扭转形变来说,扭转的越厉害,产生的弹力就越大。
6、弹力的方向:与物体形变方向相反,具体情况有以下几种。
(1)轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
(2)压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物。
(3)杆:弹力方向是任意的,由它所受外力和运动状态决定。
★特别提醒
(1)根据物体形变方向判定:物体受到的弹力方向与施力物体形变方向相反。
(2)根据使物体发生形变的外力方向判定:弹力的方向与作用在施力物体上、使物体发生形变的外力方向相反。
(3)根据物体的平衡条件判定。
7、弹力的示意图
(1)需要确定弹力的作用点,这通常是弹簧与接触物体相互作用的位置。
(2)确定弹力的方向,通常是从弹簧指向接触物体或相反方向,取决于弹簧的压缩或拉伸状态。
(3)画线段表示力:在受力物体上沿着力的方向画一条线段,线段的长度可以根据力的强度适当表示,通常不需要严格按比例。
(4)添加箭头:在线段的末端画一个箭头,以明确表示力的方向。
(5)标注:可以在线段旁边或末端标注力的名称和大小,以便于识别和理解。
★特别提醒
画力的示意图的一般步骤为:一确定弹力的作用点,二确定弹力的方向,三画线段表示力,四添加箭头,五标注。
【探究归纳】物体发生弹性形变时产生的、指向恢复原状方向的力叫弹力,常见有支持力、压力、拉力,需接触且发生弹性形变。
【典例1-1】关于弹力的说法正确的是( )
A.物体发生了形变就一定有弹力
B.用弹簧测力计测量物体的重力时,使弹簧伸长的力是物体的重力
C.相互接触的两个物体一定会产生弹力
D.人坐在椅子上时,人和椅子都受到弹力作用
【典例1-2】物体受力会发生形变,若是撤去外力,物体能恢复原来的形状,这种形变叫 ,而不能恢复原来的形状的形变叫 (均选填“弹性形变”或“塑性形变”)。
【典例1-3】如图所示,物体静止放在斜面上,请画出此物体对斜面压力的示意图。
跟踪训练1如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧的另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”的描述正确的是( )
A.弹簧对墙的拉力 B.手对弹簧的拉力
C.墙对弹簧的拉力 D.以上说法都不正确
跟踪训练2打网球时,球拍发生了变形,使球拍形变的力的施力物体是 ,这个力是由于 发生弹性形变而产生的。(均选填“网球”或“球拍”)
跟踪训练3导盲犬视力残障人士的眼睛,如图所示为一导盲犬引导盲人前行,请画出项圈对狗绳拉力F的示意图(作用点在O点)。
题型2 弹簧测力计
1、弹性形变与弹力的关系
胡克定律:在弹性限度内,弹簧所受的拉力与形变量成正比。F=kΔx,其中k为劲度系数,Δx为形变量,F为所受的拉力。给出一个弹簧,k是固定不变的。
★特别提醒
在运用胡克定理时,要注意弹性限度,超过弹性限度就不符合此规律。
2、弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小;常用的测力计是弹簧测力计,它可以用来测量物体的重力、拉力等,它的示数表示的是对弹簧测力计的挂钩的拉力大小。
(2)构造:弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳、吊环组成的。
弹簧:显示力的大小。
挂钩:挂被测物体。
刻度盘:表示出刻度。
指针:表示力的大小。
吊环:便于手握。
外壳:固定弹簧。
(3)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
3、弹簧测力计的正确使用方法
使用之前
(1)拉动弹簧:反复拉动弹簧(用力过度可能会损坏弹簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
(2)了解量程:知道测量力的最大范围(量程)是多少。
(3)明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
(4)校零:检查指针是否对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。
使用之中
(1)不能超量程使用(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)(补充说明:因为超量程使用可能会损坏弹簧测力计,并且造成塑性形变,导致误差。而且超量程使用了,会导致测不出准确的力,比如一个6N的力,你用一个量程为5N的弹簧测力计测,指针指向5N,但是实际上是6N,就产生了误差。)
(2)同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上,且弹簧不能靠在刻度盘上。
(3)视线要与刻度盘垂直。
使用之后:调节弹簧测力计,让指针对齐零刻度线。
4、弹簧测力计的读数
读数步骤:确定分度值→确定弹簧测力计示数
①确定分度值:0.2N
②确定弹簧测力计示数:3N+4×0.2N=3.8N
★特别提醒
读数时需要观察弹簧测力计的量程和分度值,这有助于准确读取测量值。接着,确定弹簧测力计的示数,这通常涉及到计算零刻度线至指针处的大格数和小格数,从而得出力的大小。视线应与刻度板面垂直,以确保读数的准确性。此外,记录数据时应带上单位。
【探究归纳】弹簧测力计是根据弹簧伸长量与拉力成正比的原理制成,用于测量力的大小,使用前需校零、认清量程和分度值。
【典例2-1】下列关于弹簧测力计,下列说法正确的是( )
A.测量力时,弹簧测力计只能竖直或水平放置,不得倾斜
B.加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值
C.弹簧测力计是用来测量物体质量的工具
D.空间站上无法使用弹簧测力计
【典例2-2】如图所示,弹簧测力计测量范围是 N,此时弹簧测力计的示数是 N,原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与它所受的拉力成 (“正比”或“反比”)。
跟踪训练1下列关于弹簧测力计的说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前一定要在竖直方向上调零
B.弹簧测力计不可以在月球上使用
C.使用弹簧测力计时,不需要观察弹簧测力计的量程和分度值
D.弹簧测力计的原理是:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比
跟踪训练2小明自己动手制作弹簧测力计,他选了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,测试结果如下表所示。当拉力为2N时,甲弹簧的伸长量为 cm;若他要制作测量范围较大的弹簧测力计,应选用弹簧 ;若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 。
拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
7
8
甲弹簧的长度/cm
4
5
6
7
8
9
10
13
17
乙弹簧的长度/cm
4
4.5
5
5.5
6
6.5
8
10
13
题型3 弹簧测力计的测量原理
1、弹簧测力计的测量原理:物体间力的作用是相互的,所以弹簧测力计两边受到的力大小相等。
2、弹簧测力计在力的相互性方面有两种问题
(1)问弹簧测力计的示数。
(2)问弹簧测力计所受合力是多少。
例如:(1)一端用力另一端固定,(和两端同时拉效果是相同的),一弹簧测力计两端均受6N的力,弹簧测力计的示数是多少?
(2)将弹簧测力计测量物体重量的时候,物体处于平衡状态,那么弹簧测力计所受合力为0。
3、探究弹簧测力计的测力原理
(1)实验目的:理解弹簧测力计的工作原理。掌握使用弹簧测力计测量力的方法。探究弹簧的弹性限度和胡克定律。实验原理胡克定律:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。即F=kΔx,其中F是拉力,k是弹簧的劲度系数,Δx是弹簧的伸长量。
(2)实验器材:弹簧测力计、弹簧、钩码(或其它重物)、刻度尺记录表格。
(3)实验步骤
准备实验器材:将弹簧测力计、弹簧、钩码等器材准备好。
检查弹簧测力计:确保弹簧测力计的指针指在零位,检查其量程和分度值。
测量弹簧原长:使用刻度尺测量弹簧的原长。
逐步增加力:将弹簧的一端固定,另一端挂上钩码。逐渐增加钩码的数量,每次增加后记录弹簧的伸长量和测力计的读数。
记录数据:制作数据记录表,记录每次实验的钩码数量、弹簧的伸长量和测力计的读数。
绘制图像:将记录的数据绘制成图像,横坐标为力(测力计读数),纵坐标为弹簧的伸长量。观察图像是否为一条直线,验证胡克定律。
分析结果:分析图像,讨论在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力是否成正比。讨论超出弹性限度时,弹簧的表现。
★特别提醒
确保每次实验前弹簧测力计的指针都指在零位。注意弹簧的弹性限度,避免超过其弹性范围。
4、弹簧的串联与并联
串联弹簧的弹性系数等于各弹性系数倒数之和的倒数,并联弹簧则为各个弹簧的弹性系数之和。
设两弹簧劲度系数分别为k1、k2,
则串联时,;
并联时,k=k1+k2。
★特别提醒
串联后的弹簧系统整体上更“硬”,其总弹性系数减小。
并联后的弹簧系统整体上更“软”,其总弹性系数增加。
【探究归纳】弹簧测力计的测量原理:弹簧伸长量与拉力成正比;应用:利用力的相互性,通过被测力的反作用力使弹簧形变来测量力的大小。
【典例3-1】小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服。现有两种办法:一种是按图甲的方法做;另一种是按图乙的方法做。关于这两种做法,下列说法中正确的是( )
A.图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小
B.图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小
C.图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同
D.无法判断两图中每个人的用力情况
【典例3-2】两个完全相同的弹簧A、B,原长为L,如图所示,起初A弹簧处于自由长度,B弹簧的压缩长度为ΔL。现用手将A弹簧缓慢上提,使B弹簧承受物重的,B弹簧仍然处于压缩状态,那么,A弹簧的上端应向上提起的距离为 。
【典例3-3】弹簧是力学中常用的实验器材,如图,实验桌上有弹簧、钩码一盒以及如图所示的装置。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比”。请写出实验步骤,并画出实验数据记录表格。
跟踪训练1如图所示,用手拉弹簧使弹簧伸长,松开弹簧,弹簧能够恢复原状。关于该现象,下列说法不正确的是( )
A.该现象说明力可以改变物体的形状
B.手先对弹簧施加力,弹簧才对手施加力
C.该现象中弹簧发生弹性形变
D.在一定范围内,拉弹簧的力越大,弹簧伸长的越长
跟踪训练2小莉要自制两个弹簧测力计,她选择了A、B两根弹簧进行测试,绘出了弹簧的伸长量与其受到的拉力F的关系图像,如图所示。在弹性限度内,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选弹簧 ,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选弹簧 。
跟踪训练3为了制作弹簧测力计,小明首先找到两根规格不同的弹簧,研究弹簧伸长量与弹簧拉力F大小的关系,选取的实验器材:弹簧(原长均为10cm)、铁架台、刻度尺、质量已知的钩码(若干)等,并设计实验。
(1)该实验的因变量为 ;
(2)完成实验后,他根据测得的数据绘出如下图所示的图像。若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧 (选填“甲”或“乙”)。
【能力培优练】
1.下列现象中,没有发生弹性形变的是( )
A.被压弯的锯条 B.被压缩的弹簧
C.被挤压后的橡皮泥 D.被拉弯的竹子
2.要选用弹簧测力计测一个6N的力,下列弹簧测力计的规格最合适的是( )
A.量程为,分度值为 B.量程为,分度值为
C.量程为,分度值为 D.以上三种规格均可
3.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
4.如图所示,气球放在水平桌面上,手向下压气球,气球发生形变,气球由于形变而产生的力是( )
①气球对手的支持力;
②手对气球的压力和桌面对气球的支持力;
③气球对桌面的压力;
④桌面对气球的支持力。
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
5.如图,在光滑的水平桌面上,一轻质弹簧左端固定在墙上,右端连接一物块,O点是弹簧保持自然状态时的位置。在弹簧弹性限度内,将物块向右拉至A点,由静止释放,可到达最左端B点。关于物块所受弹力的大小和方向说法正确的是( )
A.在A、B点时,大小相等、方向相同 B.在A、B点时,大小相等、方向相反
C.从A→O,逐渐增大、水平向左 D.从O→B,逐渐减小、水平向右
6.如图所示,将足球放在木板上,木板和足球均发生了弹性形变。关于它们的弹力,下列说法正确的是( )
A.木板受到压力是由于木板发生了形变 B.木板形变是由于木板产生了弹力
C.足球产生的弹力作用在木板上 D.木板受到的压力就是木板产生的弹力
7.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,他把这个测力计像如图中乙那样,上下各挂1个100g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.3.0N和2.0N C.1.5N和2.0N D.2.0N和1.0N
8.一茶杯放在桌面上,如下图,下列关于茶杯和桌面受力的描述中。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.桌面受到向下的压力,是由于桌面发生了形变
C.桌面受到向下的压力,是由于茶杯发生了形变
D.茶杯受到向上的支持力,是由于茶杯发生了形变
9.如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,不计空气阻力,到A点处弹性绳自然伸直,B点是运动员下落过程中人的重力和弹性绳对人的弹力大小相等时的位置,C点是运动员蹦极过程下落的最低位置。则绳的拉力F与长度L、人的速度v与弹性绳伸长的长度ΔL的图象中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
10.年巴黎奥运会乒乓球混合双打比赛中,中国组合孙颖莎和王楚钦以战胜朝鲜组合获得金牌。如图所示为“莎头”组合参赛时的情景,当运动员击球时,球拍对球的作用力 (选填“大于”、“等于”、“小于”)球对球拍的作用力;击球时乒乓球受到的弹力是由于 (选填“球”、“球拍”)发生弹性形变而产生。
11.弹簧测力计是一种常用的测量 的大小的工具,它是根据在一定范围内,弹簧受的拉力越大,会被拉得 的原理制成的,一根长10cm的弹簧,受到6N 的拉力时,伸长了3cm,若要弹簧伸长6cm,受到的拉力是 N。
12.瑞昌竹编是流传于瑞昌市民间的传统技艺。如图所示,竹子在手艺人的编织下变成精美的艺术品,这种现象说明力可以使物体发生 ,该变化不能自动地恢复原来的形状属于 。
13.弹簧测力计是根据“在弹性限度内,弹簧受到拉力越 ,弹簧的伸长量越大”的原理制成的。如图所示,该弹簧测力计的分度值为 N,示数为 N。
14.一根弹簧在不受拉力作用时原长为5cm,在弹性限度内伸长的长度ΔL与所受拉力F之间的关系如图所示,则当这根弹簧伸长2cm时,所受拉力为 N。当所受拉力F为6N时,弹簧的长度是 cm。如果在月球上这根弹簧受到2N的拉力,弹簧伸长的长度为 cm。
15.如图所示是我市某学校大课间操时一名男生奔跑过程中左脚腾空,右脚着地的一瞬间。请画出此刻地面对他的支持力的示意图(A点是作用点)。
16.如图,在篮球撞击篮板的瞬间,请画出篮球对篮板的压力F及其反作用力F1。
17.如图所示,画出小球压缩弹簧时受到弹力的示意图(黑点为力的作用点)。
18.物理小组探究“弹簧的伸长量与其受到拉力的关系”的实验装置如图甲所示:
弹簧受到的拉力/N
0.5
1
1.5
2
2.5
弹簧伸长量/cm
1
2
3
4
5
(1)探究过程中,实验数据如表,请在图乙中作出弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系图像( ) ;
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是 N;
(3)由图像得出:在弹性限度内,弹簧的伸长量和其受到的拉力成 。
【链接中考】
1.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图是2025年央视春晚机器人表演节目《秧BOT》时的场景,地面对机器人产生向上的支持力,这个力产生的原因是( )
A.地面发生形变 B.脚部发生形变 C.地球的吸引 D.受空气的浮力
2.(2025·海南·中考真题)小海想测量物理课本的宽度,应选择的测量工具是( )
A.体温计 B.秒表
C.刻度尺 D.弹簧测力计
3.(2025·西藏·中考真题)物理是一门以实验为基础的科学,测量是各种实验的基础,人们发明了许多测量工具。某同学想测量物理课本的宽度,应选用下列哪种测量工具( )
A.量筒 B.刻度尺
C.弹簧测力计 D.体温计
4.(2025·江苏镇江·中考真题)
(1)图甲中,木块的长度为 cm。
(2)图乙中,汽车速度表的示数为 。
(3)图丙中,弹簧测力计的示数为 N。
5.(2025·江苏徐州·中考真题)按要求作图。
(1)如图a所示,河面桥上装饰有“一”字形灯带AB,请画出灯带通过河面所成的像。
(2)如图b所示,请画出运动员起跑时,起跑器对运动员脚掌的支持力F的示意图。
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第2节 弹力
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 弹力 1
题型2 弹簧测力计 5
题型3 弹簧测力计的测量原理 9
【能力培优练】 14
【链接中考】 23
【重难题型讲解】
题型1 弹力
1、弹性和塑性
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性;
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性;
(3)弹性限度:当弹性物体的形变超过某一数值时,即使撤去外力,物体也不能恢复原状了,这个值叫弹性限度。
★特别提醒
辨别弹性和塑性主要观察是变形后是否能自动恢复到原来的形态,如果可以就叫弹性,如果不可以,就叫塑性。
2、弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
★特别提醒
弹力是物体在受外力作用下发生形变并具有恢复原状的能力。它是物质的一种性质,是一种使物体发生形变并在消除外力作用后恢复原状的能力。
3、弹力产生的条件
(1)两物体互相接触。
(2)物体发生弹性形变(包括人眼不能观察到的微小形变)。
★特别提醒
弹力是接触力,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用,也就是还要有弹性形变。
4、弹力是一种接触力,弹力的种类有:压力、支持力、拉力、推力、张力等。
5、弹力的大小跟形变的大小的关系:在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说,弯曲的越厉害,产生的弹力就越大。对于扭转形变来说,扭转的越厉害,产生的弹力就越大。
6、弹力的方向:与物体形变方向相反,具体情况有以下几种。
(1)轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
(2)压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物。
(3)杆:弹力方向是任意的,由它所受外力和运动状态决定。
★特别提醒
(1)根据物体形变方向判定:物体受到的弹力方向与施力物体形变方向相反。
(2)根据使物体发生形变的外力方向判定:弹力的方向与作用在施力物体上、使物体发生形变的外力方向相反。
(3)根据物体的平衡条件判定。
7、弹力的示意图
(1)需要确定弹力的作用点,这通常是弹簧与接触物体相互作用的位置。
(2)确定弹力的方向,通常是从弹簧指向接触物体或相反方向,取决于弹簧的压缩或拉伸状态。
(3)画线段表示力:在受力物体上沿着力的方向画一条线段,线段的长度可以根据力的强度适当表示,通常不需要严格按比例。
(4)添加箭头:在线段的末端画一个箭头,以明确表示力的方向。
(5)标注:可以在线段旁边或末端标注力的名称和大小,以便于识别和理解。
★特别提醒
画力的示意图的一般步骤为:一确定弹力的作用点,二确定弹力的方向,三画线段表示力,四添加箭头,五标注。
【探究归纳】物体发生弹性形变时产生的、指向恢复原状方向的力叫弹力,常见有支持力、压力、拉力,需接触且发生弹性形变。
【典例1-1】关于弹力的说法正确的是( )
A.物体发生了形变就一定有弹力
B.用弹簧测力计测量物体的重力时,使弹簧伸长的力是物体的重力
C.相互接触的两个物体一定会产生弹力
D.人坐在椅子上时,人和椅子都受到弹力作用
【答案】D
【详解】A.物体发生了形变不一定有弹力,只有发生弹性形变才会产生弹力,故A错误;
B.用弹簧测力计测量物体的重力时使弹簧伸长的力是物体对弹簧的拉力,而不是物体的重力,故B错误;
C.弹力产生的条件:物体要相互接触;物体要发生弹性形变;物体相互接触,没有发生弹性形变,就没有弹力,故C错误;
D.人坐在椅子上时人和椅子都发生了弹性形变,都会产生弹力,也都会受到弹力作用,故D正确;
故选D。
【典例1-2】物体受力会发生形变,若是撤去外力,物体能恢复原来的形状,这种形变叫 ,而不能恢复原来的形状的形变叫 (均选填“弹性形变”或“塑性形变”)。
【答案】 弹性形变 塑性形变
【详解】[1]物体受力后发生形变,撤去外力能恢复原状的形状的形变称为弹性形变(如弹簧被拉伸后恢复原状)。
[2]物体受力后发生形变,撤去外力后不能恢复原状的形变称为塑性形变(如橡皮泥被捏扁后保持变形状态)。
【典例1-3】如图所示,物体静止放在斜面上,请画出此物体对斜面压力的示意图。
【答案】
【详解】压力是垂直作用在物体表面上的力,画物体对斜面压力的示意图, 要明确压力的作用点(在斜面上,物体与斜面的接触点)、方向(垂直于斜面指向斜面),从作用点沿垂直斜面方向画带箭头线段,标注F。具体如图所示:
跟踪训练1如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧的另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”的描述正确的是( )
A.弹簧对墙的拉力 B.手对弹簧的拉力
C.墙对弹簧的拉力 D.以上说法都不正确
【答案】A
【详解】弹簧形变产生的力,可知弹簧是施力物体,受力物体可以是墙和手,所以弹簧形变产生的力是弹簧对墙的拉力、弹簧对手的拉力,故A正确,BCD错误。
故选A。
跟踪训练2打网球时,球拍发生了变形,使球拍形变的力的施力物体是 ,这个力是由于 发生弹性形变而产生的。(均选填“网球”或“球拍”)
【答案】 网球 网球
【详解】[1][2]打网球时,网球给球拍作用力,球拍发生了变形,使球拍形变的力的施力物体是网球;网球给球拍作用力,是因为网球发生了弹性形变要恢复原状,对于它接触的球拍产生的弹力。
跟踪训练3导盲犬视力残障人士的眼睛,如图所示为一导盲犬引导盲人前行,请画出项圈对狗绳拉力F的示意图(作用点在O点)。
【答案】
【解析】【小题1】沿着狗绳的方向,从 O 点开始,画一条带箭头的线段,箭头的方向指向项圈,以表示拉力的方向。如图所示:
题型2 弹簧测力计
1、弹性形变与弹力的关系
胡克定律:在弹性限度内,弹簧所受的拉力与形变量成正比。F=kΔx,其中k为劲度系数,Δx为形变量,F为所受的拉力。给出一个弹簧,k是固定不变的。
★特别提醒
在运用胡克定理时,要注意弹性限度,超过弹性限度就不符合此规律。
2、弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小;常用的测力计是弹簧测力计,它可以用来测量物体的重力、拉力等,它的示数表示的是对弹簧测力计的挂钩的拉力大小。
(2)构造:弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳、吊环组成的。
弹簧:显示力的大小。
挂钩:挂被测物体。
刻度盘:表示出刻度。
指针:表示力的大小。
吊环:便于手握。
外壳:固定弹簧。
(3)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
3、弹簧测力计的正确使用方法
使用之前
(1)拉动弹簧:反复拉动弹簧(用力过度可能会损坏弹簧),防止其卡住,摩擦,碰撞。
(2)了解量程:知道测量力的最大范围(量程)是多少。
(3)明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格,最小一格表示多少牛(N)。
(4)校零:检查指针是否对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。
使用之中
(1)不能超量程使用(天平,量筒,量杯等都不能超量程使用,但刻度尺除外)(补充说明:因为超量程使用可能会损坏弹簧测力计,并且造成塑性形变,导致误差。而且超量程使用了,会导致测不出准确的力,比如一个6N的力,你用一个量程为5N的弹簧测力计测,指针指向5N,但是实际上是6N,就产生了误差。)
(2)同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上,且弹簧不能靠在刻度盘上。
(3)视线要与刻度盘垂直。
使用之后:调节弹簧测力计,让指针对齐零刻度线。
4、弹簧测力计的读数
读数步骤:确定分度值→确定弹簧测力计示数
①确定分度值:0.2N
②确定弹簧测力计示数:3N+4×0.2N=3.8N
★特别提醒
读数时需要观察弹簧测力计的量程和分度值,这有助于准确读取测量值。接着,确定弹簧测力计的示数,这通常涉及到计算零刻度线至指针处的大格数和小格数,从而得出力的大小。视线应与刻度板面垂直,以确保读数的准确性。此外,记录数据时应带上单位。
【探究归纳】弹簧测力计是根据弹簧伸长量与拉力成正比的原理制成,用于测量力的大小,使用前需校零、认清量程和分度值。
【典例2-1】下列关于弹簧测力计,下列说法正确的是( )
A.测量力时,弹簧测力计只能竖直或水平放置,不得倾斜
B.加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值
C.弹簧测力计是用来测量物体质量的工具
D.空间站上无法使用弹簧测力计
【答案】B
【详解】A.测量力时,弹簧测力计既能竖直或水平放置,也能倾斜,但要使测量的力与弹簧的轴线在一条直线上,故A错误;
B.加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,若超量程,可能导致超出弹簧的弹性限度,损坏弹簧测力计,故B正确;
C.弹簧测力计是用来测量物体力的工具,故C错误;
D.空间站上可以使用弹簧测力计测量拉力,由于空间站上物体受到的重力几乎为零,不能使用弹簧测力计测重力,故D错误。
故选B。
【典例2-2】如图所示,弹簧测力计测量范围是 N,此时弹簧测力计的示数是 N,原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与它所受的拉力成 (“正比”或“反比”)。
【答案】 0~5 1.6 正比
【详解】[1][2]如图所示,弹簧测力计测量范围是0~5N,弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数是1.6N。
[3]弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长,弹簧的伸长量与它所受的拉力成正比。
跟踪训练1下列关于弹簧测力计的说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前一定要在竖直方向上调零
B.弹簧测力计不可以在月球上使用
C.使用弹簧测力计时,不需要观察弹簧测力计的量程和分度值
D.弹簧测力计的原理是:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比
【答案】D
【详解】A.弹簧测力计使用前一定要调零,但不是必须在竖直方向上调零,故A错误;
B.弹簧测力计可以在月球上使用,比如测双手拉开的拉力大小,故B错误;
C.使用弹簧测力计之前,首先要先观察标尺的零刻线、分度值和量程,以便于选择合适的弹簧测力计。故C错误;
D.弹簧测力计的原理是:在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,它的伸长量越大,即:在弹性限度内弹簧伸长量与所受拉力成正比,故D正确。
故选D 。
跟踪训练2小明自己动手制作弹簧测力计,他选了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,测试结果如下表所示。当拉力为2N时,甲弹簧的伸长量为 cm;若他要制作测量范围较大的弹簧测力计,应选用弹簧 ;若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 。
拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
7
8
甲弹簧的长度/cm
4
5
6
7
8
9
10
13
17
乙弹簧的长度/cm
4
4.5
5
5.5
6
6.5
8
10
13
【答案】 2 甲 甲
【详解】[1]由表格中数据可知,当拉力为0时,甲弹簧的长度为4cm,当拉力为2N时,甲弹簧的长度为6cm,故当拉力为2N时,甲弹簧的伸长量为
[2]在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力的大小成正比,由表格中数据可知,甲弹簧最多可承受6N的拉力,乙弹簧可承受5N的拉力,故若他要制作测量范围较大的弹簧测力计,应选用弹簧甲。
[3]由表格中数据可知,同样形变1cm,甲需要增加1N的拉力,乙需要增加2N的拉力,因此甲的精确程度更高。
题型3 弹簧测力计的测量原理
1、弹簧测力计的测量原理:物体间力的作用是相互的,所以弹簧测力计两边受到的力大小相等。
2、弹簧测力计在力的相互性方面有两种问题
(1)问弹簧测力计的示数。
(2)问弹簧测力计所受合力是多少。
例如:(1)一端用力另一端固定,(和两端同时拉效果是相同的),一弹簧测力计两端均受6N的力,弹簧测力计的示数是多少?
(2)将弹簧测力计测量物体重量的时候,物体处于平衡状态,那么弹簧测力计所受合力为0。
3、探究弹簧测力计的测力原理
(1)实验目的:理解弹簧测力计的工作原理。掌握使用弹簧测力计测量力的方法。探究弹簧的弹性限度和胡克定律。实验原理胡克定律:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。即F=kΔx,其中F是拉力,k是弹簧的劲度系数,Δx是弹簧的伸长量。
(2)实验器材:弹簧测力计、弹簧、钩码(或其它重物)、刻度尺记录表格。
(3)实验步骤
准备实验器材:将弹簧测力计、弹簧、钩码等器材准备好。
检查弹簧测力计:确保弹簧测力计的指针指在零位,检查其量程和分度值。
测量弹簧原长:使用刻度尺测量弹簧的原长。
逐步增加力:将弹簧的一端固定,另一端挂上钩码。逐渐增加钩码的数量,每次增加后记录弹簧的伸长量和测力计的读数。
记录数据:制作数据记录表,记录每次实验的钩码数量、弹簧的伸长量和测力计的读数。
绘制图像:将记录的数据绘制成图像,横坐标为力(测力计读数),纵坐标为弹簧的伸长量。观察图像是否为一条直线,验证胡克定律。
分析结果:分析图像,讨论在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力是否成正比。讨论超出弹性限度时,弹簧的表现。
★特别提醒
确保每次实验前弹簧测力计的指针都指在零位。注意弹簧的弹性限度,避免超过其弹性范围。
4、弹簧的串联与并联
串联弹簧的弹性系数等于各弹性系数倒数之和的倒数,并联弹簧则为各个弹簧的弹性系数之和。
设两弹簧劲度系数分别为k1、k2,
则串联时,;
并联时,k=k1+k2。
★特别提醒
串联后的弹簧系统整体上更“硬”,其总弹性系数减小。
并联后的弹簧系统整体上更“软”,其总弹性系数增加。
【探究归纳】弹簧测力计的测量原理:弹簧伸长量与拉力成正比;应用:利用力的相互性,通过被测力的反作用力使弹簧形变来测量力的大小。
【典例3-1】小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服。现有两种办法:一种是按图甲的方法做;另一种是按图乙的方法做。关于这两种做法,下列说法中正确的是( )
A.图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小
B.图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小
C.图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同
D.无法判断两图中每个人的用力情况
【答案】B
【详解】由题图可知,弹性绳在两种情况下拉伸的距离相等,因此弹性绳在两种情况下承受的拉力相同;两个人沿相反方向拉弹性绳和将弹性绳一端固定,两个人同时用力拉弹性绳,效果一样,因为两个人拉时,某一个人拉相当于固定在柱子上,根据物体间力的作用是相互的,人拉弹性绳的力和弹性绳拉人的力相当,所以两种情况下,拉力相等,所以乙图中每个人的拉力是甲图中每个人拉力的,因此图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小,故B正确,ACD错误。
故选B。
【典例3-2】两个完全相同的弹簧A、B,原长为L,如图所示,起初A弹簧处于自由长度,B弹簧的压缩长度为ΔL。现用手将A弹簧缓慢上提,使B弹簧承受物重的,B弹簧仍然处于压缩状态,那么,A弹簧的上端应向上提起的距离为 。
【答案】
【详解】对于B弹簧,一开始,重物压在B上,B形变ΔL,当压力为重物G的时,由弹簧的形变和压力成正比可得
解得,B弹簧相对于原来的位置上升了
对于A弹簧,开始A弹簧拉力为零,由于B弹簧原来受压力为G,后来受压力为, 则A弹簧的拉力为 ,所以A弹簧上端升高了 ,A弹簧应向上提起的距离为
【典例3-3】弹簧是力学中常用的实验器材,如图,实验桌上有弹簧、钩码一盒以及如图所示的装置。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比”。请写出实验步骤,并画出实验数据记录表格。
【答案】见详解
【详解】实验步骤:
①将弹簧挂在铁架台上,用刻度尺测量弹簧的原长L0并记录在表格中;
②将钩码挂在弹簧下端,用刻度尺测量弹簧静止时的长度L,把L和钩码的质量m记录在表格中;
③改变挂在弹簧下的钩码数量(5次),用刻度尺分别测量弹簧静止时的长度L,把L和钩码的质量m,相应记录在表格中;
④根据公式F=G=mg以及ΔL=L-L0和测量数据,计算出各次弹簧受到的拉力和弹簧伸长的长度,并记录在表格中。
实验数据记录表:
L0/cm
m/g
L/cm
F/N
跟踪训练1如图所示,用手拉弹簧使弹簧伸长,松开弹簧,弹簧能够恢复原状。关于该现象,下列说法不正确的是( )
A.该现象说明力可以改变物体的形状
B.手先对弹簧施加力,弹簧才对手施加力
C.该现象中弹簧发生弹性形变
D.在一定范围内,拉弹簧的力越大,弹簧伸长的越长
【答案】B
【详解】A.用手拉弹簧,弹簧的长度变长,说明力能改变物体的形状,故A正确,不符合题意;
B.手对弹簧施加的力使弹簧发生形变,同时弹簧形变会对手指产生弹力,故B错误,符合题意;
C.用手拉弹簧使弹簧的形状发生变化,松手后弹簧能恢复原状,则弹簧发生弹性形变,故C正确,不符合题意;
D.在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力的大小成正比,拉弹簧的力越大,弹簧伸长越长,故D正确,不符合题意;
故选B。
跟踪训练2小莉要自制两个弹簧测力计,她选择了A、B两根弹簧进行测试,绘出了弹簧的伸长量与其受到的拉力F的关系图像,如图所示。在弹性限度内,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选弹簧 ,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选弹簧 。
【答案】 B A
【详解】[1]在相同拉力作用下,弹簧B的伸长量小,弹簧比较“硬”,劲度系数较大,能承受较大的拉力,适合制作量程较大的弹簧测力计。
[2]弹簧A的伸长量大,较灵敏,在测量较小的力时,能够产生较大的伸长量变化,便于更精确地测量力的大小,所以适合制作精确程度较高的弹簧测力计。
跟踪训练3为了制作弹簧测力计,小明首先找到两根规格不同的弹簧,研究弹簧伸长量与弹簧拉力F大小的关系,选取的实验器材:弹簧(原长均为10cm)、铁架台、刻度尺、质量已知的钩码(若干)等,并设计实验。
(1)该实验的因变量为 ;
(2)完成实验后,他根据测得的数据绘出如下图所示的图像。若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)弹簧伸长量
(2)甲
【详解】(1)实验研究弹簧伸长量与弹簧拉力F大小的关系,由实验的目的可知,自变量是弹簧受到的拉力F,因变量为弹簧伸长量。
(2)受到相同的拉力,伸长量较大的弹簧,制成弹簧测力计后精确度较高。由图可知,在受到相同的拉力时,弹簧甲的伸长量更大,所以若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧甲。
【能力培优练】
1.下列现象中,没有发生弹性形变的是( )
A.被压弯的锯条 B.被压缩的弹簧
C.被挤压后的橡皮泥 D.被拉弯的竹子
【答案】C
【详解】物体受力发生形变,撤去外力后,能够恢复原状的形变叫弹性形变;物体发生形变后,撤去外力不能恢复原状的性质叫塑性形变。
ABD.被压弯的锯条、被压缩的弹簧、被拉弯的竹子松手后都会恢复原状,属于弹性形变,故ABD不符合题意;
C.橡皮泥在失去外力后会保持现有的形状,属于塑性形变,故C符合题意。
故选C。
2.要选用弹簧测力计测一个6N的力,下列弹簧测力计的规格最合适的是( )
A.量程为,分度值为 B.量程为,分度值为
C.量程为,分度值为 D.以上三种规格均可
【答案】A
【详解】要测量一个6N的力,所选弹簧测力计的量程应大于6N,由于分度值越小,读数越精确,所以弹簧测力计的规格可为:量程为0~10N,分度值为0.2N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.3N C.6N D.12N
【答案】C
【详解】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6N的力,所以弹簧测力计的示数为6N,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.如图所示,气球放在水平桌面上,手向下压气球,气球发生形变,气球由于形变而产生的力是( )
①气球对手的支持力;
②手对气球的压力和桌面对气球的支持力;
③气球对桌面的压力;
④桌面对气球的支持力。
A.①② B.②④ C.③④ D.①③
【答案】D
【详解】气球放在水平桌面上,手向下压气球,气球上表面向下发生形变,下表面向上发生形变,气球要恢复原状,对与它接触的物体产生弹力,气球是施力物体,上表面由于形变产生的力是气球对手的支持力,下表面由于形变产生的力是气球对桌面的压力,①③符合题意,②④不符合题意,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.如图,在光滑的水平桌面上,一轻质弹簧左端固定在墙上,右端连接一物块,O点是弹簧保持自然状态时的位置。在弹簧弹性限度内,将物块向右拉至A点,由静止释放,可到达最左端B点。关于物块所受弹力的大小和方向说法正确的是( )
A.在A、B点时,大小相等、方向相同 B.在A、B点时,大小相等、方向相反
C.从A→O,逐渐增大、水平向左 D.从O→B,逐渐减小、水平向右
【答案】B
【详解】AB.弹力的方向总是指向弹簧恢复原状的方向。在A点弹簧被拉伸,弹力方向向左;在B点弹簧被压缩,弹力方向向右;弹簧的长度变化量跟弹力大小成正比。A点弹簧的伸长量和B点弹簧的压缩量相同(都为5cm),所以弹力大小相等。故在A、B点时,物块所受弹力大小相等、方向相反,故A错误,B正确;
C.从A→O,弹簧的伸长量逐渐减小,所以弹力逐渐减小,且弹力方向水平向左,故C错误;
D.从O→B,弹簧的压缩量逐渐变大,所以弹力逐渐变大、且弹力方向水平向右,故D错误。
故选B。
6.如图所示,将足球放在木板上,木板和足球均发生了弹性形变。关于它们的弹力,下列说法正确的是( )
A.木板受到压力是由于木板发生了形变 B.木板形变是由于木板产生了弹力
C.足球产生的弹力作用在木板上 D.木板受到的压力就是木板产生的弹力
【答案】C
【详解】A.木板受到压力是由于足球发生了弹性形变,故A错误;
B.木板形变是由于足球发生弹性形变产生了弹力,故B错误;
C.足球产生的弹力的受力物体是木板,作用在木板上,故C正确;
D.木板受到的压力就是足球发生弹性形变产生的弹力,故D错误。
故选C。
7.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,他把这个测力计像如图中乙那样,上下各挂1个100g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.3.0N和2.0N C.1.5N和2.0N D.2.0N和1.0N
【答案】B
【详解】每个钩码的重力为G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
由左图可知,弹簧测力计的重力为1N;右图中甲弹簧测力计的示数等于AB两个钩码和乙弹簧测力计的总重力,即FA=1N+1N+1N=3N
乙弹簧测力计的示数等于乙弹簧测力计和B钩码的总重力,即FB=1N+1N=2N
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.一茶杯放在桌面上,如下图,下列关于茶杯和桌面受力的描述中。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.桌面受到向下的压力,是由于桌面发生了形变
C.桌面受到向下的压力,是由于茶杯发生了形变
D.茶杯受到向上的支持力,是由于茶杯发生了形变
【答案】C
【详解】A.已知茶杯放在桌面上,茶杯和桌面由于彼此相互挤压而发生弹性形变,产生弹力;茶杯由于发生弹性形变而产生对桌面的压力,桌面由于发生弹性形变而产生对茶杯的支持力,茶杯和桌面都会发生形变,故A错误;
BC.桌面受到茶杯向下的压力,是由于茶杯发生了弹性形变而产生的,故B错误,C正确;
D.茶杯受到向上的支持力,是由于桌面发生了弹性形变而产生的,故D错误。
故选C。
9.如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,不计空气阻力,到A点处弹性绳自然伸直,B点是运动员下落过程中人的重力和弹性绳对人的弹力大小相等时的位置,C点是运动员蹦极过程下落的最低位置。则绳的拉力F与长度L、人的速度v与弹性绳伸长的长度ΔL的图象中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AB.运动员从O点到A点的过程中,弹性绳的长度L不变(即没有伸长),弹性绳的拉力F为零;运动员从A点到C点的过程中,弹性绳的长度L不断变长,弹性绳的拉力F不断变大,到达最低点C点时,弹性绳的长度L最长,弹性绳的拉力F最大。故AB错误;
CD.运动员从O点到A点的过程中,弹性绳伸长的长度ΔL为零,人的速度v越来越大;运动员从A点到C点的过程中,受到的拉力越来越大,到C点时拉力大于重力,在B点,人所受的拉力和重力相等,则在A到B之间人向下运动是加速的,从B到C之间人才减速到零;所以整个过程中,人的速度先增大后减小直至为0。故C错误,D正确。
故选D。
10.年巴黎奥运会乒乓球混合双打比赛中,中国组合孙颖莎和王楚钦以战胜朝鲜组合获得金牌。如图所示为“莎头”组合参赛时的情景,当运动员击球时,球拍对球的作用力 (选填“大于”、“等于”、“小于”)球对球拍的作用力;击球时乒乓球受到的弹力是由于 (选填“球”、“球拍”)发生弹性形变而产生。
【答案】 等于 球拍
【详解】[1]当运动员击球时,根据力的作用是相互的原理,球拍给球一个力,同时球给球拍一个反作用力,这两个力是一对相互作用力,故球拍对球的作用力等于球对球拍的作用力。
[2]击球时乒乓球受到的弹力的施力物体是球拍,该力是由于球拍发生弹性形变而产生。
11.弹簧测力计是一种常用的测量 的大小的工具,它是根据在一定范围内,弹簧受的拉力越大,会被拉得 的原理制成的,一根长10cm的弹簧,受到6N 的拉力时,伸长了3cm,若要弹簧伸长6cm,受到的拉力是 N。
【答案】 力 越长 12
【详解】[1][2]弹簧测力计是测量力的大小的工具, 它是根据在一定范围内,弹簧受的拉力越大,会被拉得越长的原理制成的。
[3]一根长10cm的弹簧,受到6N的拉力时,伸长了3cm,若要弹簧伸长6cm,受到的拉力是12N。
12.瑞昌竹编是流传于瑞昌市民间的传统技艺。如图所示,竹子在手艺人的编织下变成精美的艺术品,这种现象说明力可以使物体发生 ,该变化不能自动地恢复原来的形状属于 。
【答案】 形变 塑性形变
【详解】[1]力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,竹子在手艺人的编织下变成精美的艺术品,物体的形状发生了改变,这种现象说明力可以使物体发生形变。
[2]物体在受力时发生形变,不受力时又能自动恢复到原来的形状,物体的这种形变叫弹性形变;若物体受力时发生形变,不受力时不能自动恢复到原来的形状,物体的这种形变叫塑性形变,艺术品的该变化不能自动地恢复原来的形状属于塑性形变。
13.弹簧测力计是根据“在弹性限度内,弹簧受到拉力越 ,弹簧的伸长量越大”的原理制成的。如图所示,该弹簧测力计的分度值为 N,示数为 N。
【答案】 大 0.2 2.6
【详解】[1]弹簧测力计是实验室中测量力的大小的工具,是根据在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就会越长的原理制成的。
[2][3]由图可知,此测力计的刻度盘上将1N分成了5个小格,每小格为0.2N,故测力计的分度值是0.2N,示数为2.6N。
14.一根弹簧在不受拉力作用时原长为5cm,在弹性限度内伸长的长度ΔL与所受拉力F之间的关系如图所示,则当这根弹簧伸长2cm时,所受拉力为 N。当所受拉力F为6N时,弹簧的长度是 cm。如果在月球上这根弹簧受到2N的拉力,弹簧伸长的长度为 cm。
【答案】 4 8 1
【详解】[1]由图得,当这根弹簧伸长2cm时,所受拉力为4N。
[2]当所受拉力F为6N时,弹簧伸长3.0cm,此时弹簧的长度是
[3]弹簧的拉力与伸长量成正比,如果在月球上这根弹簧受到2N的拉力,弹簧伸长的长度与地球上相同,为1cm。
15.如图所示是我市某学校大课间操时一名男生奔跑过程中左脚腾空,右脚着地的一瞬间。请画出此刻地面对他的支持力的示意图(A点是作用点)。
【答案】
【详解】男生右脚与地面接触,地面因受到挤压发生弹性形变,从而产生对男生的支持力。支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体。这里男生右脚着地,接触面就是地面,所以支持力方向必然垂直地面向上。从作用点A开始,沿着竖直向上的方向,画一条带箭头的线段。在线段旁边标上力的符号F,如图:
16.如图,在篮球撞击篮板的瞬间,请画出篮球对篮板的压力F及其反作用力F1。
【答案】
【详解】在篮球撞击篮板的瞬间,篮球对篮板的压力F,作用点在篮板上,方向垂直篮板压向篮板;篮板对篮球的反作用力,即为篮球受到篮板的支持力,作用点在篮球上,方向垂直篮板指向篮球;这两个力大小相等,方向相反,如图所示:
17.如图所示,画出小球压缩弹簧时受到弹力的示意图(黑点为力的作用点)。
【答案】
【详解】小球与被压缩的弹簧接触时受到弹力作用,受力物体是小球,弹力的作用点画在小球的重心,从小球重心水平向右画一条线段,在线段末端标上箭头,并标注弹力的字母F,如图所示:
18.物理小组探究“弹簧的伸长量与其受到拉力的关系”的实验装置如图甲所示:
弹簧受到的拉力/N
0.5
1
1.5
2
2.5
弹簧伸长量/cm
1
2
3
4
5
(1)探究过程中,实验数据如表,请在图乙中作出弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系图像( ) ;
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是 N;
(3)由图像得出:在弹性限度内,弹簧的伸长量和其受到的拉力成 。
【答案】 1.75 正比
【详解】(1)[1]利用数学中描点连线的方法,结合表格中的数据,做出图像如下
(2)[2]从数据中可以看出,拉力每增加0.5N,弹簧伸长1cm,所以当弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是1.75N。
(3)[3]从图像可以看出:在弹性限度内,各点的位置在一条过原点的倾斜直线上。因此由此实验可得:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
【链接中考】
1.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图是2025年央视春晚机器人表演节目《秧BOT》时的场景,地面对机器人产生向上的支持力,这个力产生的原因是( )
A.地面发生形变 B.脚部发生形变 C.地球的吸引 D.受空气的浮力
【答案】A
【详解】弹力产生的原因是施力物体发生弹性形变。在本题中,地面是施力物体,机器人受到地面向上的支持力。由于地面受到机器人的压力而发生弹性形变,地面要恢复原状,就会对机器人产生向上的弹力,这个弹力就是地面对机器人的支持力。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.(2025·海南·中考真题)小海想测量物理课本的宽度,应选择的测量工具是( )
A.体温计 B.秒表
C.刻度尺 D.弹簧测力计
【答案】C
【详解】A.体温计是测量温度的工具,故A不符合题意;
B.秒表是测量时间的工具,故B不符合题意;
C.刻度尺是测量长度的工具,能用来测量物理课本的宽度,故C符合题意;
D.弹簧测力计是测量力的大小的工具,故D不符合题意。
故选C。
3.(2025·西藏·中考真题)物理是一门以实验为基础的科学,测量是各种实验的基础,人们发明了许多测量工具。某同学想测量物理课本的宽度,应选用下列哪种测量工具( )
A.量筒 B.刻度尺
C.弹簧测力计 D.体温计
【答案】B
【详解】实验室中常用量筒测量液体的体积,用刻度尺测量物体的长度,用弹簧测力计测量力的大小,用体温计测量体温,所以该同学想测量物理课本的宽度,应选用刻度尺,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.(2025·江苏镇江·中考真题)
(1)图甲中,木块的长度为 cm。
(2)图乙中,汽车速度表的示数为 。
(3)图丙中,弹簧测力计的示数为 N。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)图中刻度尺上之间有个小格,所以一个小格代表的长度是,即此刻度尺的分度值为,木块左侧与对齐,右侧与对齐,所以木块的长度为。
(2)在汽车速度表盘上,一个小格是,指针指向,则此时的速度为。
(3)在弹簧测力计上,弹簧测力计的分度值为,则弹簧测力计的示数为。
5.(2025·江苏徐州·中考真题)按要求作图。
(1)如图a所示,河面桥上装饰有“一”字形灯带AB,请画出灯带通过河面所成的像。
(2)如图b所示,请画出运动员起跑时,起跑器对运动员脚掌的支持力F的示意图。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)依据平面镜成像特点:像与物关于镜面对称。分别作出A、B关于河面(相当于平面镜)的对称点A′、B′,用虚线连接A′B′,即为灯带AB的像。如图所示:
(2)支持力F的作用点在脚掌与起跑器接触处,方向垂直起跑器向上。从作用点沿垂直起跑器向上方向画带箭头线段,标注F,如图所示:
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