7.2 弹力(核心考点+九大题型讲练+难度分层训练 共47题)-2025-2026学年人教版(新教材)物理八年级下册同步培优精讲精练
2026-03-16
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2份
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51页
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普通
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 | - |
| 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 | 11.95 MB |
| 发布时间 | 2026-03-16 |
| 更新时间 | 2026-03-16 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56847940.html |
| 价格 | 3.00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,系统梳理弹力的概念(弹性形变与塑性、产生条件)及弹簧测力计(构造、原理、使用方法),构建从概念理解到仪器应用的学习支架,衔接力的基础知识与后续力学学习。
资料通过9类题型讲练(含典型例题与变式)深化科学思维,分层训练(基础夯实与培优拓展)落实科学探究,结合2026课标要求提升物理观念,课中辅助教师高效授课,课后助力学生查漏补缺,强化知识应用能力。
内容正文:
2025-2026学年人教版(新教材)物理八年级下册同步培优讲义【题型讲练】
课时7.2 弹力
【第七章 力】
目标导航 1
核心考点 2
知识点一 弹力的概念 2
知识点二 弹簧测力计 2
题型讲练 3
题型一 弹性形变 3
题型二 弹力的概念和常见的弹力 3
题型三 辨析物体间是否存在弹力 4
题型四 弹力的方向和示意图 4
题型五 弹簧拉伸与压缩时弹力的方向 5
题型六 影响弹簧弹力大小的因素 6
题型七 弹簧测力计的构造 8
题型八 弹簧测力计的量程与读数 9
题型九 使用弹簧测力计的注意事项及错误分析 10
分层训练 12
【基础夯实 巩固提升】 12
【培优拓展 思维创新】 15
2026年课程标准
物理素养
1、知道什么是弹力及弹力的大小与形变程度的关系。
2、了解弹力产生的条件,能辨别力到底是不是弹力。
3、了解弹簧测力计测力的原理,掌握其使用方法。
物理观念:理解弹力的概念,同时理解弹力与形变程度的关系。
科学思维:掌握弹簧测力计的使用,知道其工作原理。
科学探究:通过实验观察和科学思维能力的培养,进一步提升物理素养。
科学态度与责任:学会运用所学知识解决实际问题,激发创新意识和实践能力。
知识点一 弹力的概念
1.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
(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。
2.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)。
知识点二 弹簧测力计
1.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、指针、刻度盘。
(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。
2.弹簧测力计使用和读数
(1)观察量程、分度值。
(2)观察指针是否指在零刻度。
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。
(4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上;
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
特别提醒
(1)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。
3.弹簧测力计在力的作用是相互的应用: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。
特别提醒
(1)弹簧测力计一端用力另一端固定和两端同时拉效果是相同的。
(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。
题型一 弹性形变
【典型例题】如下图所示,用手向左拉弹簧时,手也会受到一个向___________的力,这个力是弹簧发生了___________(选填“弹性”或“塑性”)形变而产生的。
【变式1】物理书放在书桌上,桌子对书施加支持力,这个支持力产生的原因是( )
A.书受到的重力 B.桌子受到的重力 C.桌子的形变 D.书的形变
【变式2】运动员用球拍击打乒乓球时,如果以球为研究对象,施力物体是____ ,受力物体是____;球撞击球桌后发生 ____(选填“弹性”或“塑性”)形变又被弹起,最后球落向地 面是因为受到重力的作用。
题型二 弹力的概念和常见的弹力
【典型例题】人坐在沙发上沙发会向下凹陷,然后在恢复形变的过程中,产生向_____的弹力,即沙发给人的支持力。
【变式1】关于弹力,以下说法错误的是( )
A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向受力物体
B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向受力物体
C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向
D.两个物体不接触也能产生弹力
【变式2】一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们产生的弹力的情况,以下说法正确的是 ( )
A.木板形变是由木板产生的弹力造成的
B.足球产生的弹力作用在木板上
C.足球受到的支持力是木板产生的弹力
D.足球产生的弹力就是木板对足球的支持力
题型三 辨析物体间是否存在弹力
【典型例题】如选项图中A、B两球间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
【变式1】下列关于弹力的说法中不正确的是( )
A.压力、支持力、拉力实际上都是弹力
B.两个物体间不发生接触也能产生弹力
C.在一定范围内,物体发生的形变越大,产生的弹力越大
D.弹簧测力计工作原理就是在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,它的伸长越长
【变式2】下列关于弹力产生的条件和方向,说法正确的是( )
A.只要两个物体接触,一定产生弹力
B.弹力的方向是竖直向下的
C.两个物体接触且发生相对运动时,才会产生弹力
D.两个物体接触且互相挤压发生弹性形变时才会产生弹力
题型四 弹力的方向和示意图
【典型例题】如图甲所示,在光滑的水平面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点为弹簧原长时滑块静止的位置。开始时用滑块压缩弹簧至A位置并由静止释放,滑块会在A、B位置间往复运动,请在图乙中画出滑块从A点滑到B点过程中弹簧弹力F的大小随位置变化的大致关系图像。(忽略空气阻力)
【变式1】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)。
【变式2】如图,重10N的小铁球静止压缩水平地面上的弹簧,请画出小球受弹力的图示。
题型五 弹簧拉伸与压缩时弹力的方向
【典型例题】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
【变式1】实验小组要完成“探究弹簧的伸长量与弹簧受到拉力的关系”,实验装置如图1,实验测量得到的是弹簧的长度与弹簧受到拉力的关系图像,如图2(图线记为a)。
(1)分析图中数据可知,当时,弹簧长度为______cm,图1中______N;
(2)小组总结出实验结论:,则单位为______,的值为______;
(3)根据实验结论进一步推理:在弹性限度内,当时,______cm。
【变式2】如图,图甲是一根轻质弹簧自由放置在水平面上的情形,左端固定在O点,它此时的长度为10cm,在弹性限度范围内,图乙中弹簧产生的弹力为F1,图丙中弹簧产生的弹力为F2,弹力F1和F2,较大的是______,F1和F2的方向______(选填“相同”、“相反”或“无法判断是否相同”);如图丙,手施加力给弹簧时,这个力改变了弹簧的______。
题型六 影响弹簧弹力大小的因素
【典型例题】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)
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和弹簧的长度,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。
【变式1】学习了弹力知识后,小普和小明利用同一根橡皮筋自制简易测力计,装置如图1所示。
在制作测力计刻度面板时,小普查阅资料,在弹性限度内,弹性物体形变量与所受的拉力成正比。所以,小普在回形针上挂6个50g的钩码,记下指针静止时的位置,然后等分刻度,画出刻度线,如图2甲所示。
(1)橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋形变___________(选填“越大”、“不变”或“越小”);
(2)小明制作时在回形针上每次加挂一个50g的钩码,分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度线,如图2乙所示。小明认为小普的标记方法不正确,请说明小明判断小普不正确的依据___________。
(3)若用图2甲测力计测力,读数为2.0N时,测量值___________真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【变式2】科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。项目任务是自制测力计并用于测量力的大小。提供材料如图甲。
(1)选择材料时,你觉得选择____(“弹簧”或“橡皮筋”)更合适。理由是一定范围内,它的伸长量与受到的拉力成_______关系;
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的分度值为________N;
(3)用该测力计测量水平拉力,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,调整指针到_____ 刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,小组同学选取图乙中a弹簧取代b弹簧制作测力计。请说明他们选择的理由:____________________;
(5)重新制作的测力计确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为20等份,小组同学用制好的弹簧测力计测两个鸡蛋的重力,指针指在“0”开始的第11条刻度线,则两个鸡蛋的重力为________ N。
题型七 弹簧测力计的构造
【典型例题】在实践课上,同学们用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码、刻度尺等器材,制作了一个如图所示的橡皮筋测力计,并利用已知质量的钩码进行标度,下列说法中正确的是( )
A.所制作的测力计只能测量重力
B.牙膏盒上标记的刻度值应该“上大下小”
C.用相同的钩码和不同的橡皮筋做成的测力计的量程和分度值都相同
D.制作时橡皮筋在竖直方向挂着小瓶盖,当橡皮筋静止时,其末端处标记“0”刻度线
【变式1】小明利用如图所示的器材,进行了下列实验。
(1)如图甲所示,将一把钢尺紧按在桌面上,使其伸出桌面,用手竖直向下压钢尺,若力的大小相同,作用在 _____ (选填“A”或“B”)点的力效果更明显,该现象可以说明力的作用效果与 __________ 有关。钢尺形变的同时,观察到接触钢尺的手指肌肉凹陷,表明物体间力的作用是 ________ ;
(2)如图乙所示,将弹簧的一端固定在墙面上,在弹簧的弹性限度内,拉力越大,弹簧的伸长量越 _____ (选填“大”或“小”),弹簧的形变越明显。据此可制成 __________ 来测量力的大小。本实验 _______ (选填“能”或“不能”)得出“物体弹性形变的程度与所受力成正比”的结论。
【变式2】如图所示,弹簧测力计是测量力的仪器,图中的示数为________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。
题型八 弹簧测力计的量程与读数
【典型例题】在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中,进行如图所示的实验前,应将弹簧测力计沿____方向调零,物体对弹簧测力计的拉力为 __ N。
【变式1】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
【变式2】如图所示仪器的量程是______牛,此时的示数为______牛。
题型九 使用弹簧测力计的注意事项及错误分析
【典型例题】在“自制弹簧测力计”的活动中,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。根据这一现象,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下表:
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
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________cm;
③分析表格中的数据,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( )
A. B. C. D.
【变式1】如图所示,用弹簧测力计测量一个物体的重力,这个弹簧测力计的测量范围是 ___________ ,测量之前应该在 ___________ 方向将弹簧测力计调零。
【变式2】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挂在弹簧测力计上,静止时如图乙所示,物体M受到的拉力是_______N;
(3)图乙所用弹簧测力计的分度值为_______N。
【基础夯实 巩固提升】
1.下列关于弹簧测力计的说法中错误的是( )
A.使用前应先调零
B.弹簧测力计只能测重力
C.记录数据时应同时写上力的单位
D.物体对弹簧测力计的拉力不能超过测量范围
2.如图所示,游乐园里小朋友们在蹦床上欢欣跳跃,关于蹦床所产生的弹力,下列说法正确的是( )
A.小朋友与蹦床刚接触时,受到蹦床的弹力最大 B.小朋友降到最低点时,受到蹦床的弹力最大
C.小朋友被弹到最高点时,受到蹦床的弹力 D.小朋友受到蹦床的弹力大小不变
3.为了较准确地测一袋重力约为7 N的水果,应选用的弹簧测力计的测量范围和分度值分别是( )
A. B.
C. D.
4.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,如图所示,竹竿发生了______________产生弹力;若竹竿受到的拉力越大,竹竿的形变量就越__________。
5.如图所示,两位同学借助弹簧测力计模拟拔河比赛,若两人均以4N的力沿水平方向拉动弹簧测力计两端,则此时弹簧测力计的示数为______N。
6.如图是使用弹簧测力计测量提起一袋水果的力的情景,存在的操作错误是没有使弹簧的拉力方向与_______一致。
7.水平桌面上的不倒翁处于图示状态,画出此时它所受支持力F的示意图。
8.如题图所示,弹簧测力计的分度值为______N,示数为______N。
9.在探究“橡皮筋伸长量ΔL与橡皮筋所受拉力F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_________;分析图乙信息可知:当挂3个钩码时,A橡皮筋的伸长量为_________cm;
(2)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伸长量ΔL与橡皮筋所受拉力F成_________。
10.某同学在课外探究弹簧的长度与弹簧所受拉力的关系时,利用了如图所示的装置(弹簧固定端对准刻度尺上的零刻度线),记录相应的实验数据如下表:
拉力/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
弹簧长度/cm
2
3
4
5
6
8
8.7
(1)弹簧不受拉力时的长度是______cm,弹簧受到2.5N的拉力时,此时弹簧的伸长量是______cm;
(2)分析实验数据可知,在______内,弹簧的______与它所受的拉力成______比;
(3)分析表中数据可知,当拉力大于3N后,上述结论已不再成立,原因是__________(填字母);
A.钩码不够重
B.超出了弹簧的弹性限度
(4)这个实验的结论在实际生活中的应用是______。
【培优拓展 思维创新】
1.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
2.小凤在做“探究重力与质量的关系”的实验时,误将已经调零的测力计倒置,物体挂在了拉环上,如图所示。当物体静止时,弹簧测力计的指针正好对齐9N的刻度线,则该物体的重力( )
A.一定等于11N B.一定等于9N C.一定小于9N D.一定大于9N
3.如图所示,小红将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,探究弹簧的伸长量与它受到的拉力之间的关系,将数据记录在表格中。下列说法正确的是( )
拉力F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度L/cm
6.5
7.5
8.5
9.5
10.0
10.2
10.3
伸长量△L/cm
0
1.0
2.0
3.0
3.5
3.7
3.8
A.弹簧的原长是3.8cm
B.当拉力为2.0N时,弹簧伸长了3cm
C.由表格数据可知,拉力在0-1.5N时,弹簧的伸长量与拉力成正比
D.当弹簧伸长量为1.5cm时,拉力大小为1.5N
4.如图,用手指按压气球,观察到气球凹陷,说明力可以改变物体的_______ 。同时,手指感受到气球的弹力是因为 _______ 发生了形变(填“手指”或“气球”),说明了 _____________ 。
5.弹簧测力计的基本工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的______就越大。弹簧测力计______(选填“能”或“不能”)在月球上测出拉力的大小。某校科技活动小组的同学准备自己动手制作弹簧测力计。他们选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,绘制如图所示的图像。图像中只有OA段和OB段是弹性形变。若所测力的大小约为,则应选弹簧______(选填“甲”或“乙”,下同)制成的测力计来测量;若所测力的大小约为,则应选弹簧______制成的测力计来测量更精确。
6.如图所示,弹簧测力计的示数为___________N,使弹簧伸长的力是___________(选填“表的重力”“表拉弹簧的力”或“弹簧拉表的力”)。在完全失重的太空环境下,该弹簧测力计___________(选填“能”或“不能”)用它测量拉力的大小。
7.图中A物体在细绳拉力作用下,立在水平地面上,画出A受到的所有弹力示意图。
8.小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不同。对于哪些因素会影响弹簧的伸长量,小明有三种猜想:
猜想1:弹簧的材料可能影响弹簧的伸长量。
猜想2:弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量。
猜想3:弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量。
小明为了探究自己的猜想,设计出如下实验方案:
①将一根弹簧剪成长度不同的两根,测出两弹簧的初始长度。
②如图所示,固定弹簧的一端,用大小相同的力拉弹簧,测量出两根弹簧对应的伸长量。
③改变拉力的大小,重复实验步骤①②,记录实验数据。
(1)该实验方案探究的是猜想__________(填写序号)。
(2)实验方案中,将一根弹簧剪成长度不同的两根,这样做的目的是__________。
(3)此探究实验能得出的初步结论是__________。
(4)实验方案中,用大小相同的力拉弹簧,表明弹簧的伸长量还与__________有关,由此可制成弹簧测力计,请写出其工作原理__________。
9.小华发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,由此他猜想弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想,小华决定进行实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
拉力(钩码总重)F/N
0
1
2
3
4
5
6
7
8
弹簧伸长量
0
0.40
0.80
1.70
1.60
2.00
2.40
3.20
4.20
(1)要完成实验,除了需要图中的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码(钩码重力已知)、铁架台以外,还需要的测量仪器是_______。进行实验后小华记录数据如表;
(2)分析表格中的实验数据可验证小华的猜想是_______(选填“正确”或“错误”)的;进一步综合分析实验数据及图像发现,在弹簧___________内,弹簧的伸长量跟所受的拉力成_______;
(3)如果用与这根弹簧相同的弹簧做成一个弹簧测力计,弹簧测力计的量程是_______N。
10.课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与所受的拉力的关系”实验时,实验数据如下表。
钩码重力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
弹簧的长度L/cm
22
23
24
25
26
27
28
28.5
28.6
(1)在图中画出弹簧的长度L与所受拉力F的关系图像________。
(2)根据实验数据,你认为用这样的弹簧能制作一个测量范围是 ________ N的测力计,理由是 ____________________ 。
(3)若悬挂物体后,弹簧指针指在25.5cm处那么该物体向下拉弹簧的力是 _________ N。
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课时7.2 弹力
【第七章 力】
目标导航 1
核心考点 2
知识点一 弹力的概念 2
知识点二 弹簧测力计 2
题型讲练 3
题型一 弹性形变 3
题型二 弹力的概念和常见的弹力 4
题型三 辨析物体间是否存在弹力 5
题型四 弹力的方向和示意图 6
题型五 弹簧拉伸与压缩时弹力的方向 8
题型六 影响弹簧弹力大小的因素 10
题型七 弹簧测力计的构造 14
题型八 弹簧测力计的量程与读数 15
题型九 使用弹簧测力计的注意事项及错误分析 17
分层训练 19
【基础夯实 巩固提升】 19
【培优拓展 思维创新】 24
2026年课程标准
物理素养
1、知道什么是弹力及弹力的大小与形变程度的关系。
2、了解弹力产生的条件,能辨别力到底是不是弹力。
3、了解弹簧测力计测力的原理,掌握其使用方法。
物理观念:理解弹力的概念,同时理解弹力与形变程度的关系。
科学思维:掌握弹簧测力计的使用,知道其工作原理。
科学探究:通过实验观察和科学思维能力的培养,进一步提升物理素养。
科学态度与责任:学会运用所学知识解决实际问题,激发创新意识和实践能力。
知识点一 弹力的概念
1.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
(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。
2.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)。
知识点二 弹簧测力计
1.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、指针、刻度盘。
(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。
2.弹簧测力计使用和读数
(1)观察量程、分度值。
(2)观察指针是否指在零刻度。
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。
(4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上;
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
特别提醒
(1)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。
3.弹簧测力计在力的作用是相互的应用: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。
特别提醒
(1)弹簧测力计一端用力另一端固定和两端同时拉效果是相同的。
(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。
题型一 弹性形变
【典型例题】如下图所示,用手向左拉弹簧时,手也会受到一个向___________的力,这个力是弹簧发生了___________(选填“弹性”或“塑性”)形变而产生的。
【答案】 右 弹性
【详解】[1]用手向左拉弹簧时,根据物体间力的作用是相互的,手对弹簧有向左的拉力,同时弹簧会对手产生一个向右的反作用力;
[2]弹簧受力发生形变,撤去外力后能恢复原状,这种形变是弹性形变,这个力是弹簧发生弹性形变产生的。
【变式1】物理书放在书桌上,桌子对书施加支持力,这个支持力产生的原因是( )
A.书受到的重力 B.桌子受到的重力 C.桌子的形变 D.书的形变
【答案】C
【详解】弹力是发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,而对与它接触的物体产生的作用力,压力和支持力都是弹力,其施力物体是发生弹性形变的物体;桌子对书施加支持力,这个支持力的产生原因是桌子发生了弹性形变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式2】运动员用球拍击打乒乓球时,如果以球为研究对象,施力物体是____ ,受力物体是____;球撞击球桌后发生 ____(选填“弹性”或“塑性”)形变又被弹起,最后球落向地 面是因为受到重力的作用。
【答案】 球拍 乒乓球 弹性
【详解】[1][2]力是物体对物体的作用,乒乓球和球拍之间有力的作用,以球为研究对象,球受到的力是球拍施加的,故施力物体是球拍,受力物体是乒乓球。
[3]球撞击球桌后发生弹性形变,受到弹力的作用,球又被弹起。
题型二 弹力的概念和常见的弹力
【典型例题】人坐在沙发上沙发会向下凹陷,然后在恢复形变的过程中,产生向_____的弹力,即沙发给人的支持力。
【答案】上
【详解】物体恢复形变的方向与形变方向相反,产生弹力方向与恢复形变方向相同;沙发向下凹陷,所以向上恢复形变,弹力也向上。
【变式1】关于弹力,以下说法错误的是( )
A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向受力物体
B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指向受力物体
C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向
D.两个物体不接触也能产生弹力
【答案】D
【详解】A.压力是弹力,方向总是垂直于接触面,并指向受力物体,故A正确;
B.支持力是弹力,方向总是垂直于支持面,并指向受力物体,故B正确;
C.绳对物体的拉力是弹力,总是沿着绳,并指向绳收缩的方向,故C正确;
D.弹力的产生需要两个物体相互接触,并且相互挤压或拉伸,故D错误。
故选D。
【变式2】一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们产生的弹力的情况,以下说法正确的是 ( )
A.木板形变是由木板产生的弹力造成的
B.足球产生的弹力作用在木板上
C.足球受到的支持力是木板产生的弹力
D.足球产生的弹力就是木板对足球的支持力
【答案】BC
【详解】A.木板的形变是由足球对木板施加的弹力造成的,并不是木板自身的弹力,故A错误;
B.木板对足球有弹力的作用,物体间力的作用是相互的,足球对木板有弹力作用,作用在木板上,故B正确;
C.足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的,故C正确;
D.足球产生的弹力是它对木板的压力,而木板对足球的支持力是木板产生的弹力,二者是一对相互作用力,不是同一个力,故D错误。
故选BC。
题型三 辨析物体间是否存在弹力
【典型例题】如选项图中A、B两球间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AC.由图可知AC中两个小球虽然都相互接触,但它们之间并没有相互挤压的作用,也就不能发生弹性形变,从而不能产生弹力,故AC不符合题意;
B.两个小球由于绳子的作用,而相互挤压,从而产生了相互作用的弹力,故B符合题意;
D.AB两小球可能没有相互的挤压,故AB之间可能没有弹力,故D不符合题意;
故选B。
【变式1】下列关于弹力的说法中不正确的是( )
A.压力、支持力、拉力实际上都是弹力
B.两个物体间不发生接触也能产生弹力
C.在一定范围内,物体发生的形变越大,产生的弹力越大
D.弹簧测力计工作原理就是在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,它的伸长越长
【答案】B
【详解】A.压力、支持力、拉力都是在物体间接触时产生形变,需要恢复这种形变而产生的力,所以符合弹力的效果,它们实质上是一种弹力,故A正确,不符合题意;
B.弹力是“物体在受力形变时,要恢复原状,就会对跟它接触的物体施加力”。由此可见:弹力产生的条件之一就是“物体间相互接触”,所以两个物体之间不发生接触,不能产生弹力,故B不正确,符合题意;
C.弹力的大小跟物体发生弹性形变的程度有关,在弹性范围内,物体的形变越大,产生的弹力越大,故C正确,不符合题意;
D.弹簧测力计的工作原理就是弹簧在弹性范围内,受到的拉力与其伸长成正比,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式2】下列关于弹力产生的条件和方向,说法正确的是( )
A.只要两个物体接触,一定产生弹力
B.弹力的方向是竖直向下的
C.两个物体接触且发生相对运动时,才会产生弹力
D.两个物体接触且互相挤压发生弹性形变时才会产生弹力
【答案】D
【详解】A.两个物体接触,还有相互挤压才会产生弹力,故A错误;
B.弹力的方向是与物体形变的方向相反,故B错误;
C.两个物体接触且发生弹性形变时,才会产生弹力,故C错误;
D.两个物体接触且互相挤压发生弹性形变时,两个物体间才会产生弹力,故D正确。
故选D。
题型四 弹力的方向和示意图
【典型例题】如图甲所示,在光滑的水平面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点为弹簧原长时滑块静止的位置。开始时用滑块压缩弹簧至A位置并由静止释放,滑块会在A、B位置间往复运动,请在图乙中画出滑块从A点滑到B点过程中弹簧弹力F的大小随位置变化的大致关系图像。(忽略空气阻力)
【答案】
【详解】在光滑的水平面上,滑块不受摩擦力的作用;开始时弹簧被压缩,在A点弹簧的压缩量最大,此时弹簧的弹力最大;随着滑块向O点运动,弹簧的压缩量逐渐减小,弹簧的弹力逐渐减小;当滑块运动到O点时,弹簧恢复到原长,形变量为0,此时弹簧的弹力为0。 滑块经过O点后继续向右运动,弹簧开始被拉伸,随着滑块向B点运动,弹簧的拉伸量逐渐增大,弹簧的弹力逐渐增大;在B点弹簧的拉伸量最大,此时弹簧的弹力最大,如图所示:
【变式1】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:
【变式2】如图,重10N的小铁球静止压缩水平地面上的弹簧,请画出小球受弹力的图示。
【答案】
【详解】小球受到竖直向下的重力以及弹簧对其竖直向上的弹力,由于球处于静止状态,所以弹力和重力是平衡力,弹力和重力大小相等,即F=G=10N
选一段线段做标度,大小为5N,弹力F的作用点画在小球的重心,弹力的方向竖直向上,如图所示:
题型五 弹簧拉伸与压缩时弹力的方向
【典型例题】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。
【变式1】实验小组要完成“探究弹簧的伸长量与弹簧受到拉力的关系”,实验装置如图1,实验测量得到的是弹簧的长度与弹簧受到拉力的关系图像,如图2(图线记为a)。
(1)分析图中数据可知,当时,弹簧长度为______cm,图1中______N;
(2)小组总结出实验结论:,则单位为______,的值为______;
(3)根据实验结论进一步推理:在弹性限度内,当时,______cm。
【答案】(1) 4 1
(2)
(3)12
【详解】(1)[1][2]由图像可知,当时,弹簧长度为4cm,即弹簧的原长为4cm;图1中刻度尺分度值为0.1cm,弹簧长度为5.00cm,由图像可知,对应的弹簧受到的拉力。
(2)[1][2],拉力单位为,单位是,则单位为;由图像可知,时,弹簧长度为5.00cm,则弹簧伸长量
则的值为
(3)将代入,则此时弹簧伸长量
则此时弹簧长度
【变式2】如图,图甲是一根轻质弹簧自由放置在水平面上的情形,左端固定在O点,它此时的长度为10cm,在弹性限度范围内,图乙中弹簧产生的弹力为F1,图丙中弹簧产生的弹力为F2,弹力F1和F2,较大的是______,F1和F2的方向______(选填“相同”、“相反”或“无法判断是否相同”);如图丙,手施加力给弹簧时,这个力改变了弹簧的______。
【答案】 F2 相反 形状
【详解】[1]由图甲可知,弹簧原长为10cm,图乙中弹簧被压缩后长度为6cm,则弹簧发生形变长度为4cm;图丙中弹簧被拉伸后长度为16cm,则弹簧发生形变长度为6cm;由于弹簧在弹性限度范围内,形变量越大,弹力越大,所以图丙中,弹簧的弹力F2较大。
[2]由于弹簧恢复原状产生的力为弹力,所以图乙中弹簧被压缩,弹簧产生的弹力为F1方向向右,图丙中弹簧被拉伸,弹簧产生的弹力为F2方向向左,故F1和F2的方向相反。
[3]由图丙可知,手施加力给弹簧时,弹簧伸长,形状发生变化,所以这个力改变了弹簧的形状。
题型六 影响弹簧弹力大小的因素
【典型例题】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)
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和弹簧的长度,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)
(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。
【变式1】学习了弹力知识后,小普和小明利用同一根橡皮筋自制简易测力计,装置如图1所示。
在制作测力计刻度面板时,小普查阅资料,在弹性限度内,弹性物体形变量与所受的拉力成正比。所以,小普在回形针上挂6个50g的钩码,记下指针静止时的位置,然后等分刻度,画出刻度线,如图2甲所示。
(1)橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋形变___________(选填“越大”、“不变”或“越小”);
(2)小明制作时在回形针上每次加挂一个50g的钩码,分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度线,如图2乙所示。小明认为小普的标记方法不正确,请说明小明判断小普不正确的依据___________。
(3)若用图2甲测力计测力,读数为2.0N时,测量值___________真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)越大
(2)橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比
(3)小于
【详解】(1)根据弹簧测力计的原理,弹簧发生弹性形变,外力越大,形变就越大。
(2)小普利用平均法等分刻度是不合理的,根据小明的实际测量可知,该测力计的刻度是不均匀的,橡皮筋被拉长后直径变小,橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比。
(3)由图甲和图乙对比可知,图甲中的2.0N在图乙中2.0N的下方,当测力计的指针指图甲2.0N的位置时,实际的力已经超过2.0N。所以测量值小于真实值。
【变式2】科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。项目任务是自制测力计并用于测量力的大小。提供材料如图甲。
(1)选择材料时,你觉得选择____(“弹簧”或“橡皮筋”)更合适。理由是一定范围内,它的伸长量与受到的拉力成_______关系;
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的分度值为________N;
(3)用该测力计测量水平拉力,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,调整指针到_____ 刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,小组同学选取图乙中a弹簧取代b弹簧制作测力计。请说明他们选择的理由:____________________;
(5)重新制作的测力计确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为20等份,小组同学用制好的弹簧测力计测两个鸡蛋的重力,指针指在“0”开始的第11条刻度线,则两个鸡蛋的重力为________ N。
【答案】(1) 弹簧 正比
(2)0.2
(3)零
(4)在同样拉力的情况下,a弹簧的形变量大于b弹簧的形变量
(5)1.1
【详解】(1)[1][2]由图乙知道,一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比关系,橡皮筋的伸长量与受到的拉力不成正比关系,所以弹簧便于标注均匀刻度,所以弹簧更合适。
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的分度值
(3)用该测力计测量水平拉力,应在水平方向上调零,则先将测力计水平放置,调整指针到零刻度位置,再进行测量。
(4)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,则在同样拉力的情况下,a弹簧的形变量大于b弹簧的形变量,所以小组同学选取图乙中a弹簧取代b弹簧制作测力计。
(5)重新制作的测力计确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为20等份,小组同学用制好的弹簧测力计测两个鸡蛋的重力,指针指在“0”开始的第11条刻度线,则两个鸡蛋的重力
题型七 弹簧测力计的构造
【典型例题】在实践课上,同学们用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码、刻度尺等器材,制作了一个如图所示的橡皮筋测力计,并利用已知质量的钩码进行标度,下列说法中正确的是( )
A.所制作的测力计只能测量重力
B.牙膏盒上标记的刻度值应该“上大下小”
C.用相同的钩码和不同的橡皮筋做成的测力计的量程和分度值都相同
D.制作时橡皮筋在竖直方向挂着小瓶盖,当橡皮筋静止时,其末端处标记“0”刻度线
【答案】D
【详解】A.所制作的测力计可以测量重力,也可以测量其它力,例如拉力,故A错误;
B.在弹性限度内,橡皮筋的伸长跟受到的拉力成正比,因此测力计的刻度值应该是上小下大,故B错误;
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;
D.橡皮筋在竖直方向上挂着小瓶盖,当橡皮筋静止时,橡皮筋末端处标注“0”刻度线,故D正确。
故选D。
【变式1】小明利用如图所示的器材,进行了下列实验。
(1)如图甲所示,将一把钢尺紧按在桌面上,使其伸出桌面,用手竖直向下压钢尺,若力的大小相同,作用在 _____ (选填“A”或“B”)点的力效果更明显,该现象可以说明力的作用效果与 __________ 有关。钢尺形变的同时,观察到接触钢尺的手指肌肉凹陷,表明物体间力的作用是 ________ ;
(2)如图乙所示,将弹簧的一端固定在墙面上,在弹簧的弹性限度内,拉力越大,弹簧的伸长量越 _____ (选填“大”或“小”),弹簧的形变越明显。据此可制成 __________ 来测量力的大小。本实验 _______ (选填“能”或“不能”)得出“物体弹性形变的程度与所受力成正比”的结论。
【答案】(1) B 力的作用点 相互的
(2) 大 弹簧测力计 不能
【详解】(1)[1]若力的大小相同,离桌面越远,钢尺形变程度越大,故作用在B点的力效果更明显。
[2]若力的大小相同,力的作用点不同,力的作用效果不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
[3]手对钢尺施加力的作用,钢尺发生形变,观察到接触钢尺的手指肌肉凹陷,说明钢尺对手指也有力的作用,从而说明物体间力的作用是相互的。
(2)[1]如图乙所示,将弹簧的一端固定在墙面上,在弹簧的弹性限度内,拉力越大,弹簧拉得越长,弹簧的伸长量越大,弹簧的形变越明显。
[2]拉力越大,弹簧伸长量越大,根据这一原理制成了弹簧测力计,测量力的大小。
[3]本实验只能定性得出弹簧伸长量与拉力的关系,若需要定量,得出“物体弹性形变的程度与所受力成正比”的结论,还需要测量拉力和弹簧伸长量等数据,多次实验,才能够得出结论,所以本实验不能得出“物体弹性形变的程度与所受力成正比”的结论。
【变式2】如图所示,弹簧测力计是测量力的仪器,图中的示数为________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】 2.6 伸长量
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,所以示数为2.6N。
[2]根据弹簧测力计的制作原理可知,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。
题型八 弹簧测力计的量程与读数
【典型例题】在“用弹簧测力计测量力的大小”实验中,进行如图所示的实验前,应将弹簧测力计沿____方向调零,物体对弹簧测力计的拉力为 __ N。
【答案】 竖直 3.6
【详解】[1]实验前,应将弹簧测力计沿测量力所在直线进行调零,即沿竖直方向进行调零。
[2]由图可知,分度值是0.2N,弹簧测力计示数为3.6N。
【变式1】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。
【变式2】如图所示仪器的量程是______牛,此时的示数为______牛。
【答案】 0~5 2.8
【详解】[1][2]如图所示,此测量仪器是弹簧测力计,测力计最大刻度为5N,则量程为0~5N;分度值为0.2N,则读数为2.8N。
题型九 使用弹簧测力计的注意事项及错误分析
【典型例题】在“自制弹簧测力计”的活动中,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。根据这一现象,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下表:
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
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________cm;
③分析表格中的数据,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( )
A. B. C. D.
【答案】(1)0
(2) 4.5 1.8 小明
(3)D
【详解】(1)弹簧测力计挂钩下没挂重物时指针静止时应指在零刻度线,故A点的位置应标记为0。
(2)[1]由表格可知,没有挂钩码时,弹簧伸长的长度为0,故此时弹簧的总长度为弹簧的原长,即4.5cm。
[2]弹簧伸长的长度=弹簧的总长−弹簧的原长,故表格中第3行的数据为
[3]分析表格中的数据,弹簧伸长的长度与拉力的比值为定值1.2,故可以得出结论:弹簧伸长的长度跟它受到的拉力成正比,所以能初步验证小明的猜想是对的。
(3)在使用弹簧测力计时,拉力的方向应沿着弹簧的轴线方向,且与被测力的方向在同一直线上,只有D中不在同一直线上,故测量方法错误的是D。
【变式1】如图所示,用弹簧测力计测量一个物体的重力,这个弹簧测力计的测量范围是 ___________ ,测量之前应该在 ___________ 方向将弹簧测力计调零。
【答案】 0~5N 竖直
【详解】[1][2]由图可知,这个弹簧测力计能测量的最大力为5N,故其测量范围是0~5N,由于重力的方向总是竖直向下的,所以用弹簧测力计测重力时,测量前应该在竖直方向进行调零。
【变式2】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挂在弹簧测力计上,静止时如图乙所示,物体M受到的拉力是_______N;
(3)图乙所用弹簧测力计的分度值为_______N。
【答案】(1)指针未调到零刻度
(2)1.1
(3)0.1
【详解】(1)每次使用弹簧测力计时都要观察指针是否指在零刻度线处,不在零点的就要调零,图中的测力计指针未调到零刻度。
(2)由图可知,弹簧测力计的量程是0~2.0N,分度值是0.1N,读数为1.1N。
(3)由图乙知,该弹簧测力计上一大格表示1.0N,一大格平均分成10等份,所以一份是0.1N,即该弹簧测力计的分度值是0.1N。
【基础夯实 巩固提升】
1.下列关于弹簧测力计的说法中错误的是( )
A.使用前应先调零
B.弹簧测力计只能测重力
C.记录数据时应同时写上力的单位
D.物体对弹簧测力计的拉力不能超过测量范围
【答案】B
【详解】弹簧测力计在使用中不能超过弹簧测力计的量程,否则会损坏弹簧测力计,弹簧测力计可以测量各个方向的力,在使用之前要让弹簧测力计在所测力的方向调零,记录数据时应同时写上力的单位,没有单位是没有意义的,故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选 B。
2.如图所示,游乐园里小朋友们在蹦床上欢欣跳跃,关于蹦床所产生的弹力,下列说法正确的是( )
A.小朋友与蹦床刚接触时,受到蹦床的弹力最大 B.小朋友降到最低点时,受到蹦床的弹力最大
C.小朋友被弹到最高点时,受到蹦床的弹力 D.小朋友受到蹦床的弹力大小不变
【答案】B
【详解】A.小朋友与蹦床刚接触时,蹦床还没有发生弹性形变,或者只发生了微小形变,几乎不受弹力,故A错误;
B.小朋友降到最低点时,蹦床的弹性形变程度最大,受到蹦床的弹力最大,故B正确;
C.小朋友被弹到最高点时,已经不与蹦床接触,而且蹦床的弹性形变已经恢复,小朋友不会受到蹦床的弹力,故C错误;
D.小朋友受到蹦床的弹力大小,随蹦床弹性形变程度的变化而变化,不是不变的,故D错误。
故选B。
3.为了较准确地测一袋重力约为7 N的水果,应选用的弹簧测力计的测量范围和分度值分别是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】所选用的弹簧测力计的量程应大于被测力的最大值,分度值越小,测量越精确,故应选用0~10N,0.2N的弹簧测力计。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.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,如图所示,竹竿发生了______________产生弹力;若竹竿受到的拉力越大,竹竿的形变量就越__________。
【答案】 弹性形变 大
【详解】[1][2]弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力,将木弓用细绳吊在一根竹竿上,竹竿发生了弹性形变,产生了弹力;在弹性限度内,竹竿受到的拉力越大,竹竿的形变量就越大。
5.如图所示,两位同学借助弹簧测力计模拟拔河比赛,若两人均以4N的力沿水平方向拉动弹簧测力计两端,则此时弹簧测力计的示数为______N。
【答案】4
【详解】弹簧测力计示数等于挂钩所受拉力。两人各用 4 N 水平拉力,测力计挂钩端受力为 4 N,故示数为 4 N。
6.如图是使用弹簧测力计测量提起一袋水果的力的情景,存在的操作错误是没有使弹簧的拉力方向与_______一致。
【答案】弹簧伸长方向
【详解】使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧伸长方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,图中存在的操作错误:拉力方向没有与弹簧伸长方向一致。
7.水平桌面上的不倒翁处于图示状态,画出此时它所受支持力F的示意图。
【答案】
【详解】支持力是桌面施加给不倒翁的,作用点在不倒翁与桌面的接触点上。在不倒翁与桌面的接触点处,标注为F,支持力属于弹力,方向垂直于接触面向上,因为桌面是水平的,画一条竖直向上的带箭头线段,如图所示:
8.如题图所示,弹簧测力计的分度值为______N,示数为______N。
【答案】 0.2 2.6
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计每1N之间有5个小格,所以该弹簧测力计的分度值是0.2N。
[2]对弹簧测力计读数时,需看指针所指的位置。从图中可以看出,指针在2N后第3格处,所以该弹簧测力计的示数为2.6N。
9.在探究“橡皮筋伸长量ΔL与橡皮筋所受拉力F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_________;分析图乙信息可知:当挂3个钩码时,A橡皮筋的伸长量为_________cm;
(2)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伸长量ΔL与橡皮筋所受拉力F成_________。
【答案】(1) 刻度尺 15
(2) 寻找普遍规律 正比
【详解】(1)[1]为了测量橡皮筋伸长量ΔL,需要刻度尺测量橡皮筋的长度L。所以,本实验还需要的测量器材是刻度尺。
[2]根据图像乙分析可知,当拉力F为0时,A、B橡皮筋原长L均为5cm。当挂上3个钩码时,3个钩码总重为1.5N,此时橡皮筋所受拉力为1.5N,由图乙可知,此时橡皮筋A的长度为20cm,橡皮筋A伸长量为ΔLA=20cm-5cm=15cm
(2)[1]实验是探究橡皮筋所受拉力F与橡皮筋伸长量ΔL的关系,实验中收集多组数据且用两根橡皮筋完成实验的目的是寻找普遍规律。
[2]分析数据可知,在一定范围内,拉力越大,橡皮筋伸长越长,橡皮筋的伸长量ΔL与受到的拉力F成正比。
10.某同学在课外探究弹簧的长度与弹簧所受拉力的关系时,利用了如图所示的装置(弹簧固定端对准刻度尺上的零刻度线),记录相应的实验数据如下表:
拉力/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
弹簧长度/cm
2
3
4
5
6
8
8.7
(1)弹簧不受拉力时的长度是______cm,弹簧受到2.5N的拉力时,此时弹簧的伸长量是______cm;
(2)分析实验数据可知,在______内,弹簧的______与它所受的拉力成______比;
(3)分析表中数据可知,当拉力大于3N后,上述结论已不再成立,原因是__________(填字母);
A.钩码不够重
B.超出了弹簧的弹性限度
(4)这个实验的结论在实际生活中的应用是______。
【答案】(1) 2 5
(2) 弹性限度 伸长量 正
(3)B
(4)弹簧测力计
【详解】(1)[1]当拉力为零时,弹簧不受力。据表格数据可知,当弹簧不受拉力时的长度是2cm。
[2]分析表格数据,在拉力为3.5N前,弹簧的长度成规律性变化,拉力每增加0.5N,弹簧的长度增加1cm,已知拉力为2N时的长度是6cm,则当拉力为2.5N时长度为7cm,此时弹簧的伸长量是7cm-2cm=5cm
(2)[1][2][3]分析实验数据可知,在拉力为3.5N前,拉力每增加0.5N,弹簧的长度增加1cm,即
故在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。
(3)当拉力大于3N后,拉力超过了弹簧的弹性限度,弹簧的伸长量与受到的拉力不成正比,所以当拉力大于3N后,上述结论已不再成立,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)根据上述弹簧的长度与弹簧所受拉力的关系,制成了测量力的工具:弹簧测力计。
【培优拓展 思维创新】
1.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。
2.小凤在做“探究重力与质量的关系”的实验时,误将已经调零的测力计倒置,物体挂在了拉环上,如图所示。当物体静止时,弹簧测力计的指针正好对齐9N的刻度线,则该物体的重力( )
A.一定等于11N B.一定等于9N C.一定小于9N D.一定大于9N
【答案】C
【详解】当将弹簧测力计倒置过来后,把物体挂在拉环上,因为弹簧测力计外壳有重力,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9N,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.如图所示,小红将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,探究弹簧的伸长量与它受到的拉力之间的关系,将数据记录在表格中。下列说法正确的是( )
拉力F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度L/cm
6.5
7.5
8.5
9.5
10.0
10.2
10.3
伸长量△L/cm
0
1.0
2.0
3.0
3.5
3.7
3.8
A.弹簧的原长是3.8cm
B.当拉力为2.0N时,弹簧伸长了3cm
C.由表格数据可知,拉力在0-1.5N时,弹簧的伸长量与拉力成正比
D.当弹簧伸长量为1.5cm时,拉力大小为1.5N
【答案】C
【详解】A.由表中数据可知,当拉力为零时,弹簧的长度为6.5cm,即弹簧的原长为6.5cm,故A错误;
B.由表中数据可知,当拉力为2.0N时,弹簧长度为10.0cm,弹簧伸长量为10.0cm-6.5cm=3.5cm,故B错误;
C.由表格数据可知,拉力在0-1.5N时,弹簧的伸长量与拉力的关系为,所以弹簧的伸长量与拉力成正比,故C正确;
D.由表中数据可知,当拉力为0.5N时,弹簧伸长1.0cm,则当弹簧的伸长量为1.5cm时,拉力为,故D错误。
故选C。
4.如图,用手指按压气球,观察到气球凹陷,说明力可以改变物体的_______ 。同时,手指感受到气球的弹力是因为 _______ 发生了形变(填“手指”或“气球”),说明了 _____________ 。
【答案】 形状 气球 力的作用是相互的
【详解】[1]按压气球时,气球的外形发生改变,所以观察到气球凹陷,说明力可以改变物体的形状。
[2]弹力是由发生弹性形变的物体产生的,气球发生形变后要恢复原状,从而对接触的手指产生弹力。
[3]手指对气球施加压力的同时也受到气球的弹力,这一现象说明力的作用是相互的。
5.弹簧测力计的基本工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的______就越大。弹簧测力计______(选填“能”或“不能”)在月球上测出拉力的大小。某校科技活动小组的同学准备自己动手制作弹簧测力计。他们选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,绘制如图所示的图像。图像中只有OA段和OB段是弹性形变。若所测力的大小约为,则应选弹簧______(选填“甲”或“乙”,下同)制成的测力计来测量;若所测力的大小约为,则应选弹簧______制成的测力计来测量更精确。
【答案】 伸长量 能 乙 甲
【详解】[1]弹簧测力计的基本工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
[2]在月球上,弹簧测力计受到拉力时,弹簧仍会发生弹性形变,所以弹簧测力计能在月球上测出拉力的大小。
[3]由图可知,甲弹簧的量程为,乙弹簧的量程为,所以若所测力的大小约为,则应选弹簧乙制成的测力计来测量。
[4]若所测力的大小约为2.5N,由图可知,甲弹簧的伸长量更大,所以更精确,则应选弹簧甲制成的测力计来测量。
6.如图所示,弹簧测力计的示数为___________N,使弹簧伸长的力是___________(选填“表的重力”“表拉弹簧的力”或“弹簧拉表的力”)。在完全失重的太空环境下,该弹簧测力计___________(选填“能”或“不能”)用它测量拉力的大小。
【答案】 2.8 表拉弹簧的力 能
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,指针在2N下面8小格处,其示数为2.8N;
[2]使弹簧伸长的力,应该作用在弹簧上,弹簧在表对其的拉力作用下发生弹性形变,故使弹簧伸长的力是表对弹簧的拉力;
[3]在完全失重的情况下,弹簧测力计不能测出物体的重力,但可以测出拉力的大小。
7.图中A物体在细绳拉力作用下,立在水平地面上,画出A受到的所有弹力示意图。
【答案】
【详解】A物体在细绳拉力作用下,立在水平地面上,A受到的弹力有细绳的拉力和地面对它的支持力,拉力的方向沿绳子向上,作用点在绳子与A的接触点,支持力的方向竖直向上,作用点在地面与A的接触点,如图所示:
8.小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不同。对于哪些因素会影响弹簧的伸长量,小明有三种猜想:
猜想1:弹簧的材料可能影响弹簧的伸长量。
猜想2:弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量。
猜想3:弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量。
小明为了探究自己的猜想,设计出如下实验方案:
①将一根弹簧剪成长度不同的两根,测出两弹簧的初始长度。
②如图所示,固定弹簧的一端,用大小相同的力拉弹簧,测量出两根弹簧对应的伸长量。
③改变拉力的大小,重复实验步骤①②,记录实验数据。
(1)该实验方案探究的是猜想__________(填写序号)。
(2)实验方案中,将一根弹簧剪成长度不同的两根,这样做的目的是__________。
(3)此探究实验能得出的初步结论是__________。
(4)实验方案中,用大小相同的力拉弹簧,表明弹簧的伸长量还与__________有关,由此可制成弹簧测力计,请写出其工作原理__________。
【答案】(1)2
(2)得到材料、粗细均相同的两根弹簧
(3)见解析
(4) 拉力大小 见解析
【详解】(1)保持弹簧材料、粗细相同,原长不同,对比伸长量的大小关系,这是探究弹簧伸长量与原长的关系,故是研究猜想2;
(2)实验方案中将“一根弹簧剪成长度不同的两根”,这样做的目的是为了得到材料、粗细均相同的两根弹簧;
(3)两弹簧的初始长度,固定弹簧的一端,用大小相同的力拉弹簧,测量出两根弹簧对应的伸长量,此探究实验能得出的初步结论是:在弹性限度内,弹簧的原长越长,用相同的力拉动时,弹簧的伸长量越长。
(4)[1]根据控制变量法,用大小相同的力拉弹簧,可知弹簧的伸长量还与拉力大小有关。
[2]弹簧测力计的原理是:在弹簧的弹性限度以内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。
9.小华发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,由此他猜想弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想,小华决定进行实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
拉力(钩码总重)F/N
0
1
2
3
4
5
6
7
8
弹簧伸长量
0
0.40
0.80
1.70
1.60
2.00
2.40
3.20
4.20
(1)要完成实验,除了需要图中的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码(钩码重力已知)、铁架台以外,还需要的测量仪器是_______。进行实验后小华记录数据如表;
(2)分析表格中的实验数据可验证小华的猜想是_______(选填“正确”或“错误”)的;进一步综合分析实验数据及图像发现,在弹簧___________内,弹簧的伸长量跟所受的拉力成_______;
(3)如果用与这根弹簧相同的弹簧做成一个弹簧测力计,弹簧测力计的量程是_______N。
【答案】(1)刻度尺
(2) 正确 弹性限度 正比
(3)0-6
【详解】(1)钩码对弹簧的拉力已知,因此不需要测量,实验中要测量的是弹簧的伸长量,所以需要刻度尺。
(2)[1][2][3]分析数据可知,当拉力增加时,弹簧伸长量增加,由图像可以得出的结论是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比;所以小华的猜想是正确的。
(3)由图象可知,在6N之后,拉力与长度不能成正比,故测量范围为:0~6N。
10.课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与所受的拉力的关系”实验时,实验数据如下表。
钩码重力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
弹簧的长度L/cm
22
23
24
25
26
27
28
28.5
28.6
(1)在图中画出弹簧的长度L与所受拉力F的关系图像________。
(2)根据实验数据,你认为用这样的弹簧能制作一个测量范围是 ________ N的测力计,理由是 ____________________ 。
(3)若悬挂物体后,弹簧指针指在25.5cm处那么该物体向下拉弹簧的力是 _________ N。
【答案】(1)
(2) 0~3 在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比
(3)1.75
【详解】(1)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:
(2)[1][2]拉力在3N之前,拉力每增加0.5N弹簧都伸长1cm,弹簧的伸长与拉力成正比。而拉力在3N以后,超过了弹簧的弹性限度,就不存在这种正比关系,则能做量程为0~3N的测力计。
(3)当悬挂物体后,指针指在25.5cm处,由于在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比,则
解得拉力F=1.75N。
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