第2节 弹力（讲义）物理新教材人教版八年级下册

第2节 弹力 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 弹力的概念 知识点2. 弹簧测力计 知识点3. 材料的力学性能 B、综合练习 弹力的概念 1. 弹性形变和弹性 （1）弹性：物体受力时会发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫作弹性。例如弹簧、气球等发生的形变。 物体的弹性有一定的限度，超过这个限度，撤去力后物体也不能恢复原状。例如使用弹簧时不能超过它弹性限度，否则会使弹簧损坏。 （2）塑性：有些物体，形变后不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种特性叫作塑性。例如橡皮泥、铝线等发生的形变。 2. 弹力 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。 3. 对弹力的理解 （1）弹力产生的条件：一是两物体直接接触；二是物体间要发生弹性形变，二者缺一不可。弹力是接触力，物体间不接触不会产生弹力，但相互接触的物体间不一定产生弹力。 例如，水平地面上，两个篮球刚好接触，但是由于两个篮球间没有发生形变，所以没有弹力。 （2）弹力是一种常见的力，我们平时所说的推力、拉力、压力和支持力，都属于弹力的范围。 （3）对一个弹性物体来说，在弹性限度内，物体弹性形变程度越大，其产生的弹力越大。 （4）弹力的施力物体与受力物体：弹力是由于物体发生弹性形变而产生的，因此弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是与它接触使其形变的物体。 例如，汽车对地面的压力，是汽车发生弹性形变，汽车是施力物体，地面是受力物体。 （5）弹力的方向：物体间的弹力方向都与接触面垂直，与物体形变的方向相反（选填“相反”或“相同”）。 以手拉弹簧为例分析。注意用“隔离法”。 以弹簧为研究对象：弹簧受到手的拉力F拉，是因为手发生了弹性形变而产生的弹力。 以手为研究对象：手受到弹簧的拉力F′拉，是因为弹簧发生了弹性形变，要恢复原状，所以会对手有一个竖直向下的弹力。 （6）分析常见的几种弹力 ①压力：作用点在被压物体的表面，方向垂直于接触面指向被压物体。 ②绳的拉力：作用点在绳与被拉物体的接触点上，方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。 ③支持力：作用点在支持物体与被支持物体的接触面上，方向垂直于接触面，指向被支持物体。 【例题】如图所示，是某撑杆跳高运动员比赛时的照片。下列说法不正确的是（    ） A．运动员受到的弹力是撑杆施加的 B．撑杆的弹性形变越大，产生的弹力越大 C．运动员受到的弹力是由于运动员的手发生形变产生的 D．撑杆能恢复原状说明它发生的是弹性形变 【答案】C 【详解】A．弹力是物体发生弹性形变时，对引起它形变的物体产生的力。运动员受到撑杆的弹力，施力物体是撑杆，故A正确，不符合题意； B．在弹性限度内，物体的弹性形变越大，产生的弹力就越大。撑杆的弹性形变越大，它对运动员的弹力就越大，故B正确，不符合题意； C．运动员受到的弹力是由于撑杆发生了弹性形变而产生的，施力物体是撑杆。运动员的手对撑杆施加了力，使撑杆发生形变，同时运动员的手也可能发生形变，但运动员受到的弹力是撑杆施加的，其产生原因是撑杆的形变，故C错误，符合题意； D．物体在外力作用下发生形变，当外力撤去后，能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变。撑杆能恢复原状，说明它发生的是弹性形变，故D正确，不符合题意。 故选C。 【练习1】一个足球静止在一块光滑长木板上，如图，木板和足球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法不正确的是（　　） 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．足球对木板的弹力与木板对足球的弹力大小相同、方向相反，形变相同 【答案】D 【详解】A．弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力。木板发生弹性形变，要恢复原状，就会对与之接触的足球产生一个向上的弹力，这个弹力就是足球受到的支持力。所以足球受到的支持力是木板产生的弹力，故A正确，不符合题意； B．当足球与木板接触时，足球发生了弹性形变，足球要恢复原状，就会对木板产生一个向下的弹力。所以足球产生的弹力是由于足球的形变造成的，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而对木板产生的力，符合弹力的定义，所以足球对木板的压力属于弹力，故C正确，不符合题意； D．足球对木板的弹力与木板对足球的弹力是一对相互作用力，根据相互作用力的特点，它们大小相等、方向相反。 但是由于木板和足球的材料、硬度等不同，在相互挤压时，它们的形变程度是不同的，故D错误，符合题意。 故选D。 【练习2】如图所示茶杯静止在水平桌面上。下面能正确表示由于茶杯发生形变而产生的弹力的示意图是（　　） A B C D 【答案】D 【详解】当茶杯静止在桌面上时，由于桌面对茶杯施加一个向上的支持力，使茶杯底部发生微小的弹性形变，从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力，弹力的方向垂直于接触面向下，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2 弹簧测力计 1. 测力计 （1）测力计：测量力的大小的工具叫作测力计。物理实验室中常用的测力计是弹簧测力计。 2. 弹簧测力计 （1）弹簧测力计的结构：常用的弹簧测力计的主要构造有弹簧、指针、刻度盘、挂钩等。如图所示是实验室常用的一些弹簧测力计。 （2）弹簧测力计的使用方法 ①认清量程和分度值：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。如下图所示，弹簧测力计的量程为0⁓5N，分度值为0.2N，示数为3.6N。 ②检查零刻度线：检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上，若不在，调节弹簧测力计，使指针与零刻度线重合。 ③沿弹簧的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次，放手后观察指针能否回到零刻度线的位置，以防弹簧卡壳。 ④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。 ⑤读数时，视线要与指针对应的刻度线垂直。 ⑥记录数据要带单位。读数时不需要估读。 ⑦待测的力（物体）一定要在弹簧测力计的挂钩一端，严禁倒挂。 3. 探究弹簧测力计的测力原理 【实验过程】（1）将弹簧悬挂在支架上，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长，记入表格中； （2）在弹簧下挂2个钩码，通过刻度尺读出弹簧的伸长量△L，记入表格中。 （3）在弹簧下每次增加2个钩码，通过刻度尺读出每次弹簧的总伸长量，记入表格中。 （4）实验完成后，将所有钩码取下，观察弹簧的形状。 【数据处理】根据实验数据，以拉力F为横坐标，弹簧的伸长量ΔL为纵坐标，画出弹簧伸长量ΔL与弹簧受到的拉力F的关系图象。 实验结论：通过实验可以发现，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成正比，这就是弹簧测力计的测力原理。 【例题】 如图所示，图甲中弹簧测力计吊环在竖直方向悬挂，当把物体挂在挂钩上时，弹簧测力计的示数为3N。若这时把弹簧测力计倒置，让同一物体挂在吊环上，如图乙所示。关于弹簧测力计下列说法错误的是（　　） A．弹簧测力计的原理是在一定的范围内，弹簧所受拉力越大，伸长量越大 B．在任意方向都可以使用弹簧测力计 C．弹簧测力计的量程是0∼5N，分度值是0.2N D．如图乙所示，弹簧测力计的示数应是3N 【答案】D 【详解】A．在弹性限度内，弹簧所受的拉力越大，伸长量越长，根据这个原理制成了弹簧测力计，故A正确，不符合题意； B．弹簧测力计在任意方向只要保证弹簧的轴线方向与所测力的方向在同一直线上，都可以使用，故B正确，不符合题意； C．从图中可以看出弹簧测力计的量程是0∼5N，一大格表示1N，一大格又分为5小格，所以分度值是0.2N ，故C正确，不符合题意； D．将弹簧测力计倒过来使用时，弹簧测力计中弹簧所受的拉力等于外壳、拉环、物体等的重力，所以图乙中弹簧测力计的示数应大于3N，故D错误，符合题意。 故选D。 【练习1】 小明练习使用弹簧测力计测量竖直方向上的拉力，有如下操作： ①用力沿竖直方向向下拉挂钩； ②观察弹簧测力计的测量范围，弄清刻度上每一小格表示多少牛顿； ③在竖直方向上调整弹簧测力计指针的位置（对准零刻度线）； ④待指针稳定后读数。 （1）你认为合理的顺序是（____） A．①②③④ B．②③①④ C．②①③④ D．①④②③ （2）待指针稳定后示数如图甲所示，测得该物体重力为 N； （3）小明接着测量金属块A在水平方向受到的拉力大小，他把金属块A放在水平桌面上，如图乙所示，直接用刚做完上述实验的弹簧测力计拉着金属块A沿着水平方向做匀速直线运动；请你评判上述操作是否规范，并说明理由： 。 【答案】（1）B；（2）4.6；（3）见解析 【详解】在使用弹簧测力计时，应先观察它的测量范围与分度值，这样便于读数；再调整弹簧测力计的指针，这样能保证示数的正确性；再把待测力加在挂钩上，开始测量，等指针稳定后再读数；所以顺序为②③①④，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为4.6N。 不规范，每次改变测量方向（如从竖直测量转为水平测量）前，需将弹簧测力计在测力方向上调零。 【练习2】 小丽利用如图所示的器材探究弹簧的伸长量与它受到的拉力的关系： （1）要完成实验，除了如图甲所示一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重力已知）、铁架台以外，还需要的一个测量仪器是 ； （2）进行实验后小丽记录数据如下表，表格中未填写的一项栏目是 ； 拉力（钩码总重）F/N 0 1 2 3 4 5 6 7 弹簧长度 2.10 2.50 2.90 3.30 3.70 4.10 4.50 5.30 _____ 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 3.20 （3）请根据表格中的数据，在图乙中作出“弹簧的伸长量与拉力关系”的图像； （4）由表可知，最后一次实验中弹簧的长度变化与前几次规律不同，这是因为（     ）； A．弹簧太硬了 B．弹簧超出了弹性限度 C．所挂钩码太轻 （5）通过分析，可得出结论： ； （6）小丽又对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究，记录弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L，根据多组测量数据做出的图像如图丙所示，分别用这两根弹簧制成弹簧测力计，则用弹簧 （选填“A”或“B”）制成的测力计测量的精确程度更高。 【答案】（1）刻度尺；（2）弹簧的伸长量Δl/cm；（3）见下图；（4）B；（5）弹簧的伸长量与所受拉力成正比；（6）A. 【详解】（1）实验中需要测量弹簧的长度，因此还需要的测量工具是刻度尺。 （2）由第一次实验可知，此时拉力为0，弹簧应处于原长，没有被拉伸，此时弹簧的伸长量为0，所以未填写的一项栏目表示的是弹簧的伸长量。 （3）将表中各点描在图中对应的位置，再用光滑的曲线将各点连接起来，如图所示： （4）在弹性限度内，弹簧的伸长量随拉力的增大而增大，当超过了这一限度，就不再成比例增加。最后一次实验中弹簧的长度变化与前几次规律不同，这是因为弹簧超出了弹性限度，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。 （5）由（3）中所画的图像可知，是一条过原点的倾斜直线，说明在弹簧弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。 （6）由图可知，受到同样大小的拉力作用，A弹簧的伸长量大于B弹簧，所以A弹簧制成的弹簧测力计精确度较高。 3 材料的力学性能 1. 材料的力学性能 材料的力学性能通常包括弹性、塑性、脆性等。无论何种材料，受力时一般要发生形变，有的发生弹性形变，有的发生塑性形变（形变后不能自动地恢复原来的形状）。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。 2. 材料的脆性 有些材料当受力达到一定值时，会突然断裂， 且无明显的塑性形变，这种性质叫作脆性。例如，轻轻一掰，饼干就会变成碎片。 3. 新材料 很多具有特殊力学性能的新材料。例如，有的材料虽然很轻，但是强度很高，例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有形状记忆功能，用这种材料制作的产品，经过冷却，可以揉成一团，受热后形状又会自动恢复。 【例题】 我国研制出一种世界上最轻的材料叫“全碳气凝胶”，密度仅为，表示的物理含义是 ；如图为一块的“全碳气凝胶”放在一朵花上，花的形状丝毫不变，该“气凝胶”的质量为 g；若将其压缩至很小体积之后也能迅速复原，则可判断，“全碳气凝胶”材料至少具有 小和 好的特点。 【答案】 每立方厘米气凝胶的质量为0.16毫克 0.016 密度 弹性 【详解】密度的定义是单位体积的某种物质的质量。“全碳气凝胶”密度为，表示的物理含义是：每立方厘米气凝胶的质量为0.16毫克。 该“气凝胶”的体积为，质量为 由“全碳气凝胶”，密度仅为，可知其密度小。 由 “将其压缩至很小体积之后也能迅速复原” 可知其弹性好。 【练习1】 我国科学团队研制出的一款柔性显示玻璃，厚度仅有0.03毫米，创造出新的世界纪录，这种玻璃常应用于折叠屏手机。如图所示，手指用力压这种玻璃会使其弯曲，松手后，玻璃恢复原状。玻璃弯曲后对手产生一个力，这个力属于 力，是由于 发生弹性形变产生的，施力物体是 。 【答案】 弹 玻璃 玻璃 【详解】手指用力压玻璃会使玻璃变弯曲，撤去外力后玻璃可以恢复原状，所以玻璃发生的是弹性形变。发生了弹性形变的玻璃对手产生的力是弹力，这个弹力的施力物体是发生弹性形变的玻璃。 【练习2】 近年来，一种新型的智能材料——形状记忆合金（如图所示）受到广泛关注。形状记忆合金在较低温度下可以发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变，被改变成某种形状。当加热到某一特定的转变温度时，它又能自动恢复到原来的形状。形状记忆合金加热恢复到原来的形状，其质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 弹性 不变 【详解】形状记忆合金在较低温度下可以发生形变，被改变成某种形状。当加热到某一特定的转变温度时，它又能自动恢复到原来的形状。这种形变在撤去外力后能恢复原状，符合弹性形变的特点，所以形状记忆合金在较低温度下可以发生弹性形变。 形状记忆合金加热恢复到原来的形状，只是形状发生了改变，所含物质的多少并没有变化，所以其质量不变。 1．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．受空气的阻力 【答案】A 【详解】机器人和地面相互接触并挤压，两者均发生弹性形变，由于地面要向上恢复原状，对阻碍它恢复原状的机器人产生力的作用，这个力就是支持力；所以，支持力产生的原因是地面发生了弹性形变，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 2．如图所示的四个力中，不属于弹力的是（　　） A B C D A．绳子对物体的拉力 B．手拉弓箭的力 C．熊猫对竹子的拉力 D．磁铁对铁钉的吸引力 【答案】D 【详解】弹力的定义是发生形变的物体，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 。 A．绳子对物体的拉力：绳子被拉长发生弹性形变，要恢复原状，对物体产生弹力，故A不符合题意； B．手拉弓箭的同时，手也发生形变，要恢复原状，对弓箭产生的力是弹力，故B不符合题意； C．竹子弯曲的同时，熊猫的手也发生形变，要恢复原状，对竹子的拉力是弹力，故C不符合题意； D．磁铁对铁钉的吸引力：磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质，因此磁铁对铁钉的吸引力是磁力，不需要接触，不是弹力 ，故D符合题意。 故选 D。 3．几个同学用同一个弹性拉力器进行锻炼，如图所示，当他们都两臂张开伸直时（　　） A．力气大的人所用拉力大 B．手臂长的人所用拉力大 C．手臂粗的人所用拉力大 D．体重大的人所用拉力大 【答案】B 【详解】几个同学都把同一弹簧拉力器上的弹簧拉开，都把手臂伸直，手臂越长的人，弹簧的伸长量越大，人所用的拉力越大。故B符合题意，故ACD不符合题意。故选B。 4．关于弹簧测力计下列说法正确的是（　　） A．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 B．图中的弹簧测力计分度值及测量范围分别是0.2N和0~5N，读数为3.2N C．在弹性限度内，弹簧测力计受到的拉力越大，弹簧伸长量就越长 D．测量范围大的弹簧测力计弹簧长度一定比测量范围小的弹簧测力计弹簧长度长 【答案】C 【详解】A．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A错误； B．由图示弹簧测力计可以看出，其量程为0~5N，分度值为0.2N，读数为3.4N，故B错误； C．弹簧所受的拉力与弹簧的伸长量成正比，在弹性限度内，弹簧测力计受到的拉力越大，弹簧伸长量就越长，故C正确； D．弹簧测力计的测量范围（量程）取决于弹簧的弹性限度等因素，和弹簧本身的长度没有必然联系。测量范围大的弹簧测力计，其弹簧不一定比测量范围小的弹簧长度长。故D错误。 故选C。 5．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”这句词出自宋代文学家苏轼的《江城子·密州出猎》。其意思是：我定当拉开弓箭，使之呈满月的形状，瞄准西北方向，把代表西夏的天狼星射下来。使箭射出的力的施力物体是（　　） A．弓弦 B．弓臂 C．地球 D．岳飞 【答案】A 【详解】力是物体对物体的作用，发生力的作用时，至少要有两个物体，其中受到力的作用的物体叫受力物体，对别的物体施加了力的物体叫施力物体。当拉开弓箭射箭时，弓弦发生弹性形变，恢复原状时对箭施加一个力，使箭射出，所以使箭射出的力的施力物体是弓弦。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 6．如图甲，用力压橡皮泥；如图乙，在弹簧的弹性限度内，用力拉或压弹簧。以下说法正确的是（　 ） A．图甲，用力按橡皮泥，橡皮泥发生弹性形变 B．图甲，用力按橡皮泥，橡皮泥对手没有产生力的作用 C．图乙，如果用力压弹簧，弹簧不会发生形变 D．图乙，用力拉弹簧，手对弹簧的拉力是因为手发生了形变 【答案】D 【详解】A．图甲，用力按橡皮泥，橡皮泥发生塑性形变，撤去力后无法恢复原状，故A错误； B．图甲，用力按橡皮泥，因为力的作用是相互的，所以橡皮泥对手也有力的作用，故B错误； C．力可以使物体发生形变，图乙，如果用力压弹簧，弹簧会发生弹性形变，故C错误； D．图乙，用力拉弹簧，手对弹簧的拉力是因为手发生了形变后要恢复原状产生的，故D正确。 故选D。 7．（多选题）关于弹力，下列说法正确的是（　　） A．相互接触的物体间一定产生弹力 B．压力、支持力、拉力都属于弹力 C．弹力仅仅是指弹簧形变时对其他物体的作用 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 【答案】BD 【详解】A．相互接触的物体如果不发生弹性形变，就不会产生弹力，故A错误； B．压力、支持力、拉力本质上都是接触力，由物体发生弹性形变产生，属于弹力，故B正确； C．各种发生弹性形变的物体都可以产生弹力作用，例如竹竿、弹簧片、塑料尺发生弹性形变时，可以产生弹力作用，故C错误； 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BD。 8．如图所示，在撑杆跳高时，撑杆被压弯后可以恢复，所以它发生的是 （选填“弹性”或“塑性”）形变，在恢复形变的过程中，对手产生了一个 力，该力的施力物体是 。 【答案】 弹性 弹 撑杆 【详解】撑杆发生的形变，可以恢复，所以发生的是弹性形变。 在撑杆恢复弹性形变的过程中，对手施加一个弹力。 该力的施力物体是发生弹性形变的物体，即撑杆。 9．在中国空间站内，航天员穿的“企鹅服”里有弹力拉带，可将航天员的身体束缚紧。如图所示，使用时拉带会发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变，从而产生弹力，可以有效预防失重导致的肌肉萎缩。同一条拉带，拉开相同长度，在空间站里与在地球上相比，拉力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 弹性 不变 【详解】由题意可知，拉带形变后可以恢复之前的形状，所以其发生的是弹性形变。弹力的大小只与材料和形变程度有关，与所处的环境无关，所以在空间站里与在地球上相比，同一条拉带，拉开相同长度，拉力大小不变。 10．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；然后用木锤频频击打弓弦，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”“木锤”或“弓弦”），弹久了之后会感觉到手有点麻是因为力的作用是 的。 【答案】 弹性形变 弓弦 相互 【详解】当木弓用细绳吊在竹竿上时，竹竿会发生弹性形变，弹性形变的物体要恢复原状会产生弹力，所以此处应填“弹性形变”。 木锤频频击打弓弦，弓弦再对棉花施加力使棉花变疏松，所以使棉花变疏松的力的施力物体是弓弦。 弹久了之后会感觉到手有点麻，这是因为力的作用是相互的，当手对物体施加力时，物体也会对手施加一个反作用力。 11．如图所示，订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部的处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向 （填“左”或“右”）的弹力，这个力的施力物体是 （选填“弹簧”或“订书针”），在使用过程中随着书钉的逐渐减少，这个力将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 左 弹簧 减小 【详解】弹力方向与物体的形变方向相反，固定在槽内后部处于压缩状态的弹簧，弹簧发生的形变方向是水平向右，则弹簧给订书钉的弹力方向是水平向左，所以处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向左的压力；在使用过程中，随着订书钉的逐渐减少，弹簧的形变程度减小，弹簧的压力将减小。 12．如图所示，用手拉弹簧或用手压弹簧时，弹簧发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变；这时弹簧对手产生弹力，它的方向与手对弹簧作用力的方向 （选填“相同”或“相反”）。 【答案】 弹性 相反 【详解】[1]用力拉弹簧或用力压弹簧，当外力撤销后，弹簧会恢复原状，所以弹簧发生的是弹性形变。 [2]弹簧对手产生的弹力是弹簧形变引起，因此该弹力的方向是指向阻碍它恢复原状的物体，与手对弹簧的作用力相反。 13．按要求作图（请保留作图痕迹）： （1）甲图中小明沿滑道下滑，画出小明对滑道压力的示意图； 甲 乙 （2）乙图中物块正水平向左滑动并压缩弹簧，在O点画出物块受弹力示意图； 【答案】见下图。 【详解】（1）小明对滑道的压力垂直于滑道表面向下，作用点在小明与滑道接触的位置，如图所示： （2）物块正水平向左滑动并压缩弹簧，根据力的相互作用，弹簧会对物块产生一个向右的弹力F，以阻止物块继续向左运动；水平面对物块有一个竖直向上的支持力F支，如图所示： 14．如图甲所示，小江用手提着弹簧测力计的拉环在竖直方向上静止，这时他把物体M悬挂在弹簧测力计的挂钩上，待物体M静止时，他开始读取弹簧测力计的数据。 （1）请指出小江操作过程中的错误之处： 。 （2）改正错误后，小江再次把物体M挂在弹簧测力计的挂钩上，静止时如图乙所示，这时弹簧测力计的读数为 N。现要改为测水平方向的拉力，应进行的操作是： 。 （3）如图丙所示是另外一位同学所用的弹簧测力计，这个弹簧测力计的分度值为 N，量程是 0~ N，图中存在的错误操作是： 。 【答案】（1）指针未调到零刻度处；（2）1.1；将弹簧测力计在水平方向调零；（3）0.1；2.5；被测力的方向与弹簧的轴线方向不一致。 【详解】（1）如图甲，指针指在零刻度线下方，弹簧测力计使用前需要先调零，让指针对准零刻度线，而小江直接拿着弹簧测力计挂物体进行测量，没有先调零，这是错误的。 （2）弹簧测力计的刻度上，每1N之间有10个小格，所以每个小格代表0.1N（分度值），而指针指向1N下面第1个小格，所以读数是1.1N。 测水平方向的拉力时，弹簧测力计要水平放置，并且重新调零，让指针对准零刻度线，再进行测量。 （3）这个弹簧测力计每1N之间有10个小格，所以分度值是0.1N。 因为这个弹簧测力计的刻度最大到2.5N，所以量程是0~2.5N。 图中拉力的方向和弹簧的轴线方向不一致，会导致测量结果不准确，这是错误操作。 15．小华在实验室探究弹簧伸长量与所受拉力之间的关系： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6 弹簧伸长量ΔL/cm 0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40 （1）实验中小华记录数据如乙表，分析表中数据，可以得到结论： ； （2）小华又选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，绘制出如图丙所示图像。小明准备选择其中一根弹簧自己动手制作弹簧测力计，若他要制作量程较大的弹簧测力计，则据此制作的测力计的量程为 N； （3）小华在测力计的刻度盘标注密度值，制成简单而实用的液体密度秤。小桶重1N，当小桶加满水时，指针指在“3”刻度处，该“密度秤”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体。 【答案】（1）在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比；（2）0~8；（3）0.1 【详解】（1）分析表格中的数据，当拉力为0N时，弹簧伸长量为0cm；拉力为 1N 时，伸长量为0.40cm；拉力为2N时，伸长量为0.80cm；拉力为5N时，伸长量为2.00cm；拉力为6N时，伸长量为2.40cm。可以发现，在拉力从0N到2N，5N到6N这些范围内，拉力增大为原来的几倍，弹簧的伸长量也近似增大为原来的几倍。虽然第3、4次数据可能因弹簧超出弹性限度或测量误差出现偏差，但总体来看，在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比。这是弹簧测力计能够测量力的大小的理论依据。 （2）弹簧测力计的量程取决于弹簧的弹性限度，即弹簧能够承受的最大拉力，超过这个拉力，弹簧可能会被永久拉长，无法恢复原状。甲弹簧在拉力为4N时，伸长量达到10cm；乙弹簧在拉力为8N 时，伸长量为6cm。对比可知，乙弹簧能够承受的最大拉力更大，用它制作的弹簧测力计量程更大，所以量程为0~8N。 （3）小桶重1N，当小桶加满水时，指针指在“3”刻度处，此时弹簧测力计的拉力为3N，那么水的重力为3N-1N=2N。根据重力公式G=mg和密度公式ρ=m/V，可得水的体积，其中水的密度，g取10N/kg，计算可知水的体积 测力计的分度值为0.2N，那么可鉴别的液体的重力差异最小为0.2N，质量差异最小为 那么密度差异最小为 故该密度秤能够鉴别出的密度差异不小于0.1g/cm³。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 弹力 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 弹力的概念 知识点2. 弹簧测力计 知识点3. 材料的力学性能 B、综合练习 弹力的概念 1. 弹性形变和弹性 （1）弹性：物体受力时会发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫作 。例如弹簧、气球等发生的形变。 物体的弹性有一定的限度，超过这个限度，撤去力后物体也不能恢复原状。例如使用弹簧时不能超过它弹性限度，否则会使弹簧损坏。 （2）塑性：有些物体，形变后不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种特性叫作塑性。例如橡皮泥、铝线等发生的形变。 2. 弹力 发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生 的作用，这种力叫作弹力。 3. 对弹力的理解 （1）弹力产生的条件：一是两物体直接 ；二是物体间要发生 ，二者缺一不可。弹力是接触力，物体间不接触不会产生弹力，但相互接触的物体间不一定产生弹力。 例如，水平地面上，两个篮球刚好接触，但是由于两个篮球间没有发生形变，所以没有弹力。 （2）弹力是一种常见的力，我们平时所说的推力、拉力、压力和支持力，都属于弹力的范围。 （3）对一个弹性物体来说，在弹性限度内，物体弹性形变程度越大，其产生的弹力越 。 （4）弹力的施力物体与受力物体：弹力是由于物体发生弹性形变而产生的，因此弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是与它接触使其形变的物体。 例如，汽车对地面的压力，是 发生弹性形变， 是施力物体， 是受力物体。 （5）弹力的方向：物体间的弹力方向都与接触面垂直，与物体形变的方向 （选填“相反”或“相同”）。 以手拉弹簧为例分析。注意用“隔离法”。 以弹簧为研究对象：弹簧受到手的拉力F拉，是因为 发生了弹性形变而产生的弹力。 以手为研究对象：手受到弹簧的拉力F′拉，是因为 发生了弹性形变，要恢复原状，所以会对手有一个竖直向下的弹力。 （6）分析常见的几种弹力 ①压力：作用点在被压物体的表面，方向垂直于接触面指向被压物体。 ②绳的拉力：作用点在绳与被拉物体的接触点上，方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。 ③支持力：作用点在支持物体与被支持物体的接触面上，方向垂直于接触面，指向被支持物体。 【例题】如图所示，是某撑杆跳高运动员比赛时的照片。下列说法不正确的是（    ） A．运动员受到的弹力是撑杆施加的 B．撑杆的弹性形变越大，产生的弹力越大 C．运动员受到的弹力是由于运动员的手发生形变产生的 D．撑杆能恢复原状说明它发生的是弹性形变 【练习1】一个足球静止在一块光滑长木板上，如图，木板和足球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法不正确的是（　　） 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．足球对木板的弹力与木板对足球的弹力大小相同、方向相反，形变相同 【练习2】如图所示茶杯静止在水平桌面上。下面能正确表示由于茶杯发生形变而产生的弹力的示意图是（　　） A B C D 2 弹簧测力计 1. 测力计 （1）测力计：测量力的大小的工具叫作测力计。物理实验室中常用的测力计是弹簧测力计。 2. 弹簧测力计 （1）弹簧测力计的结构：常用的弹簧测力计的主要构造有弹簧、指针、刻度盘、挂钩等。如图所示是实验室常用的一些弹簧测力计。 （2）弹簧测力计的使用方法 ①认清量程和分度值：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。如下图所示，弹簧测力计的量程为 N，分度值为 N，示数为 N。 ②检查零刻度线：检查弹簧测力计的指针是否指在 刻度线上，若不在，调节弹簧测力计，使指针与零刻度线重合。 ③沿弹簧的 方向轻轻来回拉动挂钩几次，放手后观察指针能否回到零刻度线的位置，以防弹簧卡壳。 ④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。 ⑤读数时，视线要与指针对应的刻度线 。 ⑥记录数据要带单位。读数时不需要估读。 ⑦待测的力（物体）一定要在弹簧测力计的挂钩一端，严禁倒挂。 3. 探究弹簧测力计的测力原理 【实验过程】（1）将弹簧悬挂在支架上，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0，即原长，记入表格中； （2）在弹簧下挂2个钩码，通过刻度尺读出弹簧的伸长量△L，记入表格中。 （3）在弹簧下每次增加2个钩码，通过刻度尺读出每次弹簧的总伸长量，记入表格中。 （4）实验完成后，将所有钩码取下，观察弹簧的形状。 【数据处理】根据实验数据，以拉力F为横坐标，弹簧的伸长量ΔL为纵坐标，画出弹簧伸长量ΔL与弹簧受到的拉力F的关系图象。 实验结论：通过实验可以发现，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成正比，这就是弹簧测力计的测力原理。 【例题】 如图所示，图甲中弹簧测力计吊环在竖直方向悬挂，当把物体挂在挂钩上时，弹簧测力计的示数为3N。若这时把弹簧测力计倒置，让同一物体挂在吊环上，如图乙所示。关于弹簧测力计下列说法错误的是（　　） A．弹簧测力计的原理是在一定的范围内，弹簧所受拉力越大，伸长量越大 B．在任意方向都可以使用弹簧测力计 C．弹簧测力计的量程是0∼5N，分度值是0.2N D．如图乙所示，弹簧测力计的示数应是3N 【练习1】 小明练习使用弹簧测力计测量竖直方向上的拉力，有如下操作： ①用力沿竖直方向向下拉挂钩； ②观察弹簧测力计的测量范围，弄清刻度上每一小格表示多少牛顿； ③在竖直方向上调整弹簧测力计指针的位置（对准零刻度线）； ④待指针稳定后读数。 （1）你认为合理的顺序是（____） A．①②③④ B．②③①④ C．②①③④ D．①④②③ （2）待指针稳定后示数如图甲所示，测得该物体重力为 N； （3）小明接着测量金属块A在水平方向受到的拉力大小，他把金属块A放在水平桌面上，如图乙所示，直接用刚做完上述实验的弹簧测力计拉着金属块A沿着水平方向做匀速直线运动；请你评判上述操作是否规范，并说明理由： 。 【练习2】 小丽利用如图所示的器材探究弹簧的伸长量与它受到的拉力的关系： （1）要完成实验，除了如图甲所示一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重力已知）、铁架台以外，还需要的一个测量仪器是 ； （2）进行实验后小丽记录数据如下表，表格中未填写的一项栏目是 ； 拉力（钩码总重）F/N 0 1 2 3 4 5 6 7 弹簧长度 2.10 2.50 2.90 3.30 3.70 4.10 4.50 5.30 _____ 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 3.20 （3）请根据表格中的数据，在图乙中作出“弹簧的伸长量与拉力关系”的图像； （4）由表可知，最后一次实验中弹簧的长度变化与前几次规律不同，这是因为（     ）； A．弹簧太硬了 B．弹簧超出了弹性限度 C．所挂钩码太轻 （5）通过分析，可得出结论： ； （6）小丽又对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究，记录弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L，根据多组测量数据做出的图像如图丙所示，分别用这两根弹簧制成弹簧测力计，则用弹簧 （选填“A”或“B”）制成的测力计测量的精确程度更高。 3 材料的力学性能 1. 材料的力学性能 材料的力学性能通常包括 、 、脆性等。无论何种材料，受力时一般要发生形变，有的发生弹性形变，有的发生塑性形变（形变后不能自动地恢复原来的形状）。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。 2. 材料的脆性 有些材料当受力达到一定值时，会突然断裂， 且无明显的塑性形变，这种性质叫作 性。例如，轻轻一掰，饼干就会变成碎片。 3. 新材料 很多具有特殊力学性能的新材料。例如，有的材料虽然很轻，但是 很高，例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有形状记忆功能，用这种材料制作的产品，经过冷却，可以揉成一团，受热后形状又会自动恢复。 【例题】 我国研制出一种世界上最轻的材料叫“全碳气凝胶”，密度仅为，表示的物理含义是 ；如图为一块的“全碳气凝胶”放在一朵花上，花的形状丝毫不变，该“气凝胶”的质量为 g；若将其压缩至很小体积之后也能迅速复原，则可判断，“全碳气凝胶”材料至少具有 小和 好的特点。 【练习1】 我国科学团队研制出的一款柔性显示玻璃，厚度仅有0.03毫米，创造出新的世界纪录，这种玻璃常应用于折叠屏手机。如图所示，手指用力压这种玻璃会使其弯曲，松手后，玻璃恢复原状。玻璃弯曲后对手产生一个力，这个力属于 力，是由于 发生弹性形变产生的，施力物体是 。 【练习2】 近年来，一种新型的智能材料——形状记忆合金（如图所示）受到广泛关注。形状记忆合金在较低温度下可以发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变，被改变成某种形状。当加热到某一特定的转变温度时，它又能自动恢复到原来的形状。形状记忆合金加热恢复到原来的形状，其质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 1．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．受空气的阻力 2．如图所示的四个力中，不属于弹力的是（　　） A B C D A．绳子对物体的拉力 B．手拉弓箭的力 C．熊猫对竹子的拉力 D．磁铁对铁钉的吸引力 3．几个同学用同一个弹性拉力器进行锻炼，如图所示，当他们都两臂张开伸直时（　　） A．力气大的人所用拉力大 B．手臂长的人所用拉力大 C．手臂粗的人所用拉力大 D．体重大的人所用拉力大 4．关于弹簧测力计下列说法正确的是（　　） A．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 B．图中的弹簧测力计分度值及测量范围分别是0.2N和0~5N，读数为3.2N C．在弹性限度内，弹簧测力计受到的拉力越大，弹簧伸长量就越长 D．测量范围大的弹簧测力计弹簧长度一定比测量范围小的弹簧测力计弹簧长度长 5．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”这句词出自宋代文学家苏轼的《江城子·密州出猎》。其意思是：我定当拉开弓箭，使之呈满月的形状，瞄准西北方向，把代表西夏的天狼星射下来。使箭射出的力的施力物体是（　　） A．弓弦 B．弓臂 C．地球 D．岳飞 6．如图甲，用力压橡皮泥；如图乙，在弹簧的弹性限度内，用力拉或压弹簧。以下说法正确的是（　 ） A．图甲，用力按橡皮泥，橡皮泥发生弹性形变 B．图甲，用力按橡皮泥，橡皮泥对手没有产生力的作用 C．图乙，如果用力压弹簧，弹簧不会发生形变 D．图乙，用力拉弹簧，手对弹簧的拉力是因为手发生了形变 7．（多选题）关于弹力，下列说法正确的是（　　） A．相互接触的物体间一定产生弹力 B．压力、支持力、拉力都属于弹力 C．弹力仅仅是指弹簧形变时对其他物体的作用 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 8．如图所示，在撑杆跳高时，撑杆被压弯后可以恢复，所以它发生的是 （选填“弹性”或“塑性”）形变，在恢复形变的过程中，对手产生了一个 力，该力的施力物体是 。 9．在中国空间站内，航天员穿的“企鹅服”里有弹力拉带，可将航天员的身体束缚紧。如图所示，使用时拉带会发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变，从而产生弹力，可以有效预防失重导致的肌肉萎缩。同一条拉带，拉开相同长度，在空间站里与在地球上相比，拉力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 10．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；然后用木锤频频击打弓弦，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”“木锤”或“弓弦”），弹久了之后会感觉到手有点麻是因为力的作用是 的。 11．如图所示，订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部的处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向 （填“左”或“右”）的弹力，这个力的施力物体是 （选填“弹簧”或“订书针”），在使用过程中随着书钉的逐渐减少，这个力将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 12．如图所示，用手拉弹簧或用手压弹簧时，弹簧发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变；这时弹簧对手产生弹力，它的方向与手对弹簧作用力的方向 （选填“相同”或“相反”）。 13．按要求作图（请保留作图痕迹）： （1）甲图中小明沿滑道下滑，画出小明对滑道压力的示意图； 甲 乙 （2）乙图中物块正水平向左滑动并压缩弹簧，在O点画出物块受弹力示意图； 14．如图甲所示，小江用手提着弹簧测力计的拉环在竖直方向上静止，这时他把物体M悬挂在弹簧测力计的挂钩上，待物体M静止时，他开始读取弹簧测力计的数据。 （1）请指出小江操作过程中的错误之处： 。 （2）改正错误后，小江再次把物体M挂在弹簧测力计的挂钩上，静止时如图乙所示，这时弹簧测力计的读数为 N。现要改为测水平方向的拉力，应进行的操作是： 。 （3）如图丙所示是另外一位同学所用的弹簧测力计，这个弹簧测力计的分度值为 N，量程是 0~ N，图中存在的错误操作是： 。 15．小华在实验室探究弹簧伸长量与所受拉力之间的关系： （1）实验中小华记录数据如乙表，分析表中数据，可以得到结论： ； （2）小华又选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，绘制出如图丙所示图像。小明准备选择其中一根弹簧自己动手制作弹簧测力计，若他要制作量程较大的弹簧测力计，则据此制作的测力计的量程为 N； 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6 弹簧伸长量ΔL/cm 0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40 （3）小华在测力计的刻度盘标注密度值，制成简单而实用的液体密度秤。小桶重1N，当小桶加满水时，指针指在“3”刻度处，该“密度秤”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $