内容正文:
第一节 力 弹力
内容导航
A、知识讲练
知识点1. 力的概念
知识点2. 形变和弹力
知识点3. 弹簧测力计
B、综合练习
力的概念
1. 力的概念
(1)物理学中,物体对物体的 称为力,通常用字母F表示。
(2)施力物体和受力物体:力的作用总是涉及两个物体:一个是施加力的物体,叫作 物体;另一个是受到力的物体,叫作 物体。施力物体和受力物体必定同时出现,单独一个物体不能产生力的作用。
2. 理解力的概念
(1)力不能离开物体独自存在,力的产生至少需要两个物体发生相互作用。
(2)发生相互作用的两个物体可以相互接触,也可以不接触,比如磁铁吸引铁钉。
(3)彼此接触的物体之间,如果没有推、拉、举、压等作用,也不会产生力。
(4)力产生的条件:至少有两个物体;物体间有 作用。
3. 力的单位
(1)在物理学中,力的单位是 ,简称牛,用符号N表示。
(2)感知力的大小:蚂蚁拉动树叶的拉力约10-3N;托起两个鸡蛋所用的力约 N;扛50 kg化肥所用的力约500 N;一名中学生站在地面上对地面的压力约 N;大型拖拉机的牵引力3×104~4×104N;长征系列运载火箭的推力约6×106N。
【例题】下列有关力的说法中,正确的是( )
A.产生力的两个物体一定发生了作用
B.一个物体也能产生力的作用
C.力能脱离物体而存在
D.相互接触的两个物体一定产生力的作用
【练习1】如图所示,在提袋子的过程中,人手受到一个向下的拉力,这个力的施力物体是( )
A.人 B.绳子 C.袋子 D.地球
【练习2】他被誉为百科全书式的“全才”,在1687年发表的论文《自然定律》中,对万有引力和力学三大定律进行了描述。为了纪念他对物理学的贡献,人们以他的名字命名为力的单位。他是( )
A.伽利略 B.阿基米德 C.牛顿 D.爱因斯坦
形变和弹力
1. 形变和弹力
(1)形变:物体形状的改变叫作形变。
(2)弹性形变:形变的物体在撤去外力后能恢复 ,那么该物体所发生的形变叫作弹性形变。
2. 弹力
把形变物体力图恢复原状,而对另一个物体产生的力叫作弹力。
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。
(2)常见的弹力: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)弹力的大小: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。
(5)弹力的方向:物体间的弹力方向都与接触面 ,与物体 的方向相反,即与物体恢复原状的方向相同,或与使物体发生形变的力的方向相反。
实例分析:以足球放在木板上为例,分析足球和木板间发生的弹力情况。
①木板产生的弹力:因为足球使木板发生了弹性形变,木板要恢复原状,所以会对足球产生一个竖直向 的弹力,习惯叫支持力F支。
②足球产生的弹力:因为木板使足球也发生了弹性形变,足球要恢复原状,所以会对木板有一个竖直向 的弹力,习惯叫压力F压。
因为物体形变的方向与水平面垂直,所以足球放在水平木板上时,足球和木板间的弹力方向都与水平面垂直。
(6)几种常见的弹力
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。
物体A对斜面的压力 绳子的拉力 斜面对物体的支持力
【例题】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
【练习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.受空气的浮力
【练习2】如图所示,将足球放在一块长木板上,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法正确的是( )
A.足球形变产生的弹力作用在足球上
B.足球对木板产生弹力的效果是使足球发生形变
C.木板形变产生的弹力就是足球对木板的压力
D.木板受到向下的压力是因为足球发生了弹性形变产生的
弹簧测力计
1. 弹簧测力计
(1)用途:弹簧测力计是一种常用的测量 的大小的工具。
(2)构造:如图所示,弹簧测力计主要是由弹簧、挂钩、指针和刻度盘等组成的。
甲 弹簧测力计 乙 握力计和拉力计
(3)原理:在一定范围内拉伸弹簧时,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越 。在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成 。因此,弹簧的伸长量能反映弹力的大小。
(4)其他测力计:为满足测力的不同需要,人们还制造了其他形式的测力计,如握力计和拉力计。
2. 正确使用弹簧测力计
弹簧测力计的使用方法
使用前
了解量程
了解弹簧测力计的测量范围(量程),待测力的大小应在量程之内
明确分度值
了解弹簧测力计的刻度,知道每一大格表示多少牛,每小格表示多少牛(分度值)
调零
测量前,应检查指针是否指在“ ”刻度线处。若不在,应校正“0”点。
拉动
使用前要轻轻拉动几下,防止弹簧被卡住
使用时
不能倒挂
待测的力一定要挂在弹簧测力计的挂钩一端,不能倒挂
轴线与力
共线
测量时,应使弹簧测力计中弹簧的轴线方向与 方向一致
读数
等到指针稳定后读数,读数时,视线应与刻度板_____。
【例题】下列图片所示的是几名同学使用弹簧测力计的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
【练习1】 如图甲、乙所示的是不同的测力计,现要测量一个大小约为3N的拉力,选用图________所示的测力计测量更合适;小明同学又从实验室借来一个弹簧测力计(如图丙所示),直接用该弹簧测力计测量铁块的重力,示数如图丁所示;测完后小明发现操作过程中存在__________________的问题,调整好后重新用该弹簧测力计测量铁块的重力,测得的铁块的重力应为________N。
甲 乙 丙 丁
【练习2】如图所示,该弹簧测力计的分度值是________N,量程为________N,某次测量时,指针指在图中所示位置,读数为________N。
1.下列关于力的说法正确的是( )
①力不能离开物体而存在
②有受力物体时,一定有施力物体
③两个物体只要相互接触就一定产生力
④两个物体不接触就不能产生力的作用
⑤施力物体同时也一定是受力物体
A.①②③ B.①②⑤ C.③④⑤ D.①②④⑤
2.如图所示,手掌托住气球,手指向下压,气球发生形变。气球形变产生的力是( )
A.手对气球的压力 B.手对气球的支持力
C.气球受到的重力 D.气球对手的压力
3.如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,下列属于“弹簧形变产生的力”是( )
A.手对弹簧的拉力 B.弹簧对手的拉力
C.弹簧受到的重力 D.墙对弹簧的拉力
4.甲、乙、丙三个同学使用同一个弹簧拉力器锻炼身体,每位同学都可以将弹簧拉力器拉开至两臂张开伸直,其中甲同学体重最大,乙同学手臂最长,丙同学手臂最粗。当他们两臂张开伸直时对弹簧拉力器拉力最大的是( )
A.三个同学都一样大 B.手臂长的同学
C.体重大的同学 D.手臂粗的同学
5.使用弹簧测力计时,下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计必须保持静止状态
B.弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜
C.弹簧测力计在读数时,受力方向可以与轴线方向垂直
D.弹簧测力计也能在太空中使用
6. 用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、砝码和刻度尺等,做一个如图所示的橡皮筋测力计。对于刻度的标注,下列说法错误的是( )
A.可以用砝码拉伸橡皮筋来标注刻度
B.不加砝码时指针的位置标“0”刻度线
C.刻度线是均匀的
D.刻度值“上大下小”
7. 诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面。如图所示,放风筝时,手受到拉力作用,这个力的施力物体是( )
A.绳子 B.风筝 C.风 D.手
8. 用弹簧测力计测量物体的重力,如图所示,物体的重力是_______N;如果再将弹簧测力计竖直倒置使用,_____(选填“需要”或“不需要”)重新校零;如果直接将弹簧测力计水平放置使用,测量结果将______(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
9.如图所示,用手拉弹簧时,弹簧发生______形变,使弹簧形变的这个力是_______发生形变产生的。
10. 明代科学家宋应星所著的《天工开物》书中记载的“悬弓弹棉”,将木弓用细绳吊在一根竹竿上,竹竿发生了___________产生弹力;然后用木棰频频击打弓弦,使板上棉花疏松的力的施力物体为___________(选填“竹竿”“木棰”或“弓弦”)。
11.图a是某次使用弹簧测力计测力时的情景,请指出图中存在的操作错误:________;图b中物体静止时,弹簧测力计的示数为______N;若马上将图b中弹簧测力计按图c所示进行测量,静止时测力计的示数与b相比将________。
12.如图所示是一种常见的订书机。固定在槽内后部的弹簧由于发生了______,给钉子一个向____(填“左”或“右”)的弹力;在订书机某次正常使用过程中该弹力______(填“增大”“减小”或“不变”)。
13.弹簧测力计是测量______的仪器,使用前应沿______方向调零,某同学一次测量时如图所示,此时它示数为______。
14. 如图在跳水这一运动项目中,运动员向下压跳板时,跳板由于发生________(填“弹性”或“非弹性”)形变,从而产生________(填“向上”或“向下”)的弹力,将运动员弹起,此时运动员是________。(填“施力物体”或“受力物体”)
15.小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
拉力(N)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度(cm)
6.5
7.5
8.5
9.5
11.0
14.2
18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是_____N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为_____cm;
(3)当该弹簧测力计悬挂75g的重物时,弹簧将伸长______cm。
16. 某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量∆x,根据多组测量数据作出的图像如图乙所示。
(1)当在橡皮筋A上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为______cm;当橡皮筋B的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为________N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋________制成的测力计量程大,用橡皮筋_________制成的测力计测量的精确程度高。(均选填“A”或“B”)
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第一节 力 弹力
内容导航
A、知识讲练
知识点1. 力的概念
知识点2. 形变和弹力
知识点3. 弹簧测力计
B、综合练习
力的概念
1. 力的概念
(1)物理学中,物体对物体的作用称为力,通常用字母F表示。
(2)施力物体和受力物体:力的作用总是涉及两个物体:一个是施加力的物体,叫作施力物体;另一个是受到力的物体,叫作受力物体。施力物体和受力物体必定同时出现,单独一个物体不能产生力的作用。
2. 理解力的概念
(1)力不能离开物体独自存在,力的产生至少需要两个物体发生相互作用。
(2)发生相互作用的两个物体可以相互接触,也可以不接触,比如磁铁吸引铁钉。
(3)彼此接触的物体之间,如果没有推、拉、举、压等作用,也不会产生力。
(4)力产生的条件:至少有两个物体;物体间有相互作用。
3. 力的单位
(1)在物理学中,力的单位是牛顿,简称牛,用符号N表示。
(2)感知力的大小:蚂蚁拉动树叶的拉力约10-3N;托起两个鸡蛋所用的力约1N;扛50 kg化肥所用的力约500 N;一名中学生站在地面上对地面的压力约500 N;大型拖拉机的牵引力3×104~4×104N;长征系列运载火箭的推力约6×106N。
【例题】下列有关力的说法中,正确的是( )
A.产生力的两个物体一定发生了作用 B.一个物体也能产生力的作用
C.力能脱离物体而存在 D.相互接触的两个物体一定产生力的作用
【答案】A
【详解】A.力是物体对物体的作用,故产生力的两个物体之间一定发生了作用,故A正确.
B.力是物体对物体的作用,力的产生,至少要有两个物体,故B错误.
C.力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在,故C错误.
D.相互接触的物体不一定有力的作用,比如并排放置,不相互挤压的桌子之间没有力的作用,故D错误.
【练习1】如图所示,在提袋子的过程中,人手受到一个向下的拉力,这个力的施力物体是( )
A.人 B.绳子 C.袋子 D.地球
【答案】B
【详解】在提袋子的过程中,手与绳子接触,人手受到一个向下的拉力,这个力的施力物体是绳子,即绳子给手施加一个向下的拉力。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
【练习2】他被誉为百科全书式的“全才”,在1687年发表的论文《自然定律》中,对万有引力和力学三大定律进行了描述。为了纪念他对物理学的贡献,人们以他的名字命名为力的单位。他是( )
A.伽利略 B.阿基米德 C.牛顿 D.爱因斯坦
【答案】C
【详解】在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。
形变和弹力
1. 形变和弹力
(1)形变:物体形状的改变叫作形变。
(2)弹性形变:形变的物体在撤去外力后能恢复原状,那么该物体所发生的形变叫作弹性形变。
2. 弹力
把形变物体力图恢复原状,而对另一个物体产生的力叫作弹力。
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。
(2)常见的弹力: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)弹力的大小: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。
(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,即与物体恢复原状的方向相同,或与使物体发生形变的力的方向相反。
实例分析:以足球放在木板上为例,分析足球和木板间发生的弹力情况。
①木板产生的弹力:因为足球使木板发生了弹性形变,木板要恢复原状,所以会对足球产生一个竖直向上的弹力,习惯叫支持力F支。
②足球产生的弹力:因为木板使足球也发生了弹性形变,足球要恢复原状,所以会对木板有一个竖直向下的弹力,习惯叫压力F压。
因为物体形变的方向与水平面垂直,所以足球放在水平木板上时,足球和木板间的弹力方向都与水平面垂直。
(6)几种常见的弹力
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。
物体A对斜面的压力 绳子的拉力 斜面对物体的支持力
【例题】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。
【练习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。
【练习2】如图所示,将足球放在一块长木板上,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法正确的是( )
A.足球形变产生的弹力作用在足球上
B.足球对木板产生弹力的效果是使足球发生形变
C.木板形变产生的弹力就是足球对木板的压力
D.木板受到向下的压力是因为足球发生了弹性形变产生的
【答案】D
【详解】A.足球产生弹力的施力物体是足球,作用在木板上,木板是受力物体,故A错误;
B.足球对木板产生弹力,木板是受力物体,效果是使木板发生形变,故B错误;
C.木板形变产生的弹力,木板是施力物体,足球是受力物体,就是木板对足球的支持力,故C错误;
D.压力属于弹力的范畴,木板受到向下的压力的施力物体是足球,是由于足球发生弹性形变产生的,故D正确。故选D。
弹簧测力计
1. 弹簧测力计
(1)用途:弹簧测力计是一种常用的测量力的大小的工具。
(2)构造:如图所示,弹簧测力计主要是由弹簧、挂钩、指针和刻度盘等组成的。
甲 弹簧测力计 乙 握力计和拉力计
(3)原理:在一定范围内拉伸弹簧时,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。因此,弹簧的伸长量能反映弹力的大小。
(4)其他测力计:为满足测力的不同需要,人们还制造了其他形式的测力计,如握力计和拉力计。
2. 正确使用弹簧测力计
弹簧测力计的使用方法
使用前
了解量程
了解弹簧测力计的测量范围(量程),待测力的大小应在量程之内
明确分度值
了解弹簧测力计的刻度,知道每一大格表示多少牛,每小格表示多少牛(分度值)
调零
测量前,应检查指针是否指在“0”刻度线处。若不在,应校正“0”点。
拉动
使用前要轻轻拉动几下,防止弹簧被卡住
使用时
不能倒挂
待测的力一定要挂在弹簧测力计的挂钩一端,不能倒挂
轴线与力
共线
测量时,应使弹簧测力计中弹簧的轴线方向与受力方向一致
读数
等到指针稳定后读数,读数时,视线应与刻度板
垂直。
【例题】下列图片所示的是几名同学使用弹簧测力计的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【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轴线方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,由图可知ABC正确,D错误。 故选D。
【练习1】 如图甲、乙所示的是不同的测力计,现要测量一个大小约为3N的拉力,选用图________所示的测力计测量更合适;小明同学又从实验室借来一个弹簧测力计(如图丙所示),直接用该弹簧测力计测量铁块的重力,示数如图丁所示;测完后小明发现操作过程中存在__________________的问题,调整好后重新用该弹簧测力计测量铁块的重力,测得的铁块的重力应为________N。
甲 乙 丙 丁
【答案】 甲 弹簧测力计使用前没有调零 1.8
【详解】[1]由图可知,甲测力计的量程为0~5N,乙测力计的量程为0~2.5N,甲的量程大于被测量的力,乙的量程小于被测量的力,故不能选择乙,应该选择甲测力计。
[2]如图丙图所示,量程为0~5N,分度值为0.2N,丙测力计的挂钩未挂任何物体,指针指在0.4N处,而指针应指在零刻度线处,因此问题是弹簧测力计使用前没有调零。
[3]如丁图所示,直接用丁弹簧测力计测量铁块的重力,测力计的示数为2.2N,则调整好后重新用该弹簧测力计测量铁块的重力,测得的铁块的重力应为
【练习2】如图所示,该弹簧测力计的分度值是________N,量程为________N,某次测量时,指针指在图中所示位置,读数为________N。
【答案】 0.2 0~5 3.6
【详解】由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,最大测量值为5N,故其量程为0~5N,图中指针的位置在3N以下3个小格,示数为3.6N。
1.下列关于力的说法正确的是( )
①力不能离开物体而存在
②有受力物体时,一定有施力物体
③两个物体只要相互接触就一定产生力
④两个物体不接触就不能产生力的作用
⑤施力物体同时也一定是受力物体
A.①②③ B.①②⑤ C.③④⑤ D.①②④⑤
【答案】B
【详解】①力是物体对物体的作用,一个力必然涉及两个物体:施力物体和受力物体,力不能脱离物体而单独存在,故①正确;
②因为力是物体对物体的作用,当存在受力物体时,必然存在另一个物体对它施加力,即一定有施力物体,故②正确;
③两个物体相互接触但没有相互作用时,不会产生力,例如并列放在水平桌面上的两个物体,接触但无作用力,故③错误;
④两个物体不接触也能产生力的作用,例如磁体吸引铁钉、地球吸引物体的重力等,故④错误;
⑤由于物体间力的作用是相互的,当一个物体对另一个物体施加力时,同时也会受到另一个物体对它的反作用力,所以施力物体同时也一定是受力物体,故⑤正确。
故B正确,ACD错误。
故选B。
2.如图所示,手掌托住气球,手指向下压,气球发生形变。气球形变产生的力是( )
A.手对气球的压力 B.手对气球的支持力
C.气球受到的重力 D.气球对手的压力
【答案】D
【详解】气球受力发生弹性形变后要恢复原状,因而会对上方的手产生支持力,对下方的手产生压力。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
3.如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,下列属于“弹簧形变产生的力”是( )
A.手对弹簧的拉力 B.弹簧对手的拉力
C.弹簧受到的重力 D.墙对弹簧的拉力
【答案】B
【详解】A.手对弹簧的拉力,施力物体是手,受力物体是弹簧,这是手发生形变产生的力,并非弹簧形变产生的力,故A不符合题意;
B.弹簧对手的拉力,施力物体是弹簧,受力物体是手,当弹簧被拉伸时,弹簧发生形变,会对使它形变的手产生一个拉力,这正是弹簧形变产生的力,故B符合题意;
C.弹簧受到的重力,施力物体是地球,受力物体是弹簧,这是由于地球的吸引而产生的力,与弹簧的形变无关,故C不符合题意;
D.墙对弹簧的拉力,施力物体是墙,受力物体是弹簧,这是墙发生形变产生的力,不是弹簧形变产生的力,故D不符合题意。
故选B。
4.甲、乙、丙三个同学使用同一个弹簧拉力器锻炼身体,每位同学都可以将弹簧拉力器拉开至两臂张开伸直,其中甲同学体重最大,乙同学手臂最长,丙同学手臂最粗。当他们两臂张开伸直时对弹簧拉力器拉力最大的是( )
A.三个同学都一样大 B.手臂长的同学
C.体重大的同学 D.手臂粗的同学
【答案】B
【详解】在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比,弹簧伸长越长,弹簧产生的弹力越大,人对弹簧施加的拉力也越大;三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,根据已知乙同学双臂最长,所以乙同学拉力最大,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
5.使用弹簧测力计时,下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计必须保持静止状态
B.弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜
C.弹簧测力计在读数时,受力方向可以与轴线方向垂直
D.弹簧测力计也能在太空中使用
【答案】D
【详解】A.弹簧测力计在静止或做匀速直线运动时,都处于平衡状态,都可以用来正确测量力的大小,因此不一定必须保持静止状态,故A错误;
B.弹簧测力计的放置方向取决于所测力的方向,只要拉力方向与弹簧轴线一致即可,不一定要竖直放置,故B错误;
C.若受力方向与弹簧轴线方向垂直,会导致弹簧发生扭曲,不仅测量结果不准确,还可能损坏测力计,因此,受力方向必须与轴线方向一致,故C错误;
D.弹簧测力计测量的是拉力,与重力无关。在太空中,物体处于失重状态,但只要有拉力作用在弹簧上,弹簧仍会发生形变,仍能测量拉力大小,故D正确。
故选D。
6. 用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、砝码和刻度尺等,做一个如图所示的橡皮筋测力计。对于刻度的标注,下列说法错误的是( )
A.可以用砝码拉伸橡皮筋来标注刻度
B.不加砝码时指针的位置标“0”刻度线
C.刻度线是均匀的
D.刻度值“上大下小”
【答案】D
【详解】A.钩码上标有质量的数值,且每个钩码的质量相等,故可以用钩码拉伸皮筋标注刻度,故A正确,A不符合题意;
B.橡皮筋下方挂着小瓶盖,当橡皮筋静止时,此时应标“0”刻度线,不加砝码时指针的位置标“0”刻度线,故B正确,B不符合题意;
C.橡皮筋类似于弹簧,原理是在弹性限度内,伸长量与所受拉力成正比,刻度线是均匀的,故C正确,不符合题意;
D.由题意可知,橡皮筋受到的力越大,指针越往下,下面的刻度对应数值大,上面的刻度对应数值小,故D错误,D符合题意。
故选D。
7. 诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面。如图所示,放风筝时,手受到拉力作用,这个力的施力物体是( )
A.绳子 B.风筝 C.风 D.手
【答案】A
【详解】由题可知,放风筝时,手对绳子施加了拉力,由于力的作用是相互的,所以绳子也对手施加了拉力,因此,手受到的拉力作用的施力物体是绳子,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 用弹簧测力计测量物体的重力,如图所示,物体的重力是_______N;如果再将弹簧测力计竖直倒置使用,_____(选填“需要”或“不需要”)重新校零;如果直接将弹簧测力计水平放置使用,测量结果将______(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
【答案】 1.8 需要 偏小
【详解】由图知,弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指向1.8N的位置,物体的重力是1.8N。
如果再将弹簧测力计竖直倒着使用,因为弹簧和挂钩自身有重力,原来的零刻度会不准,所以需要重新校零。
弹簧测力计水平放置使用时,弹簧自身的重力对弹簧的伸长没有影响(竖直放置时弹簧自身重力会使弹簧有一定伸长,水平放置时这部分影响消除),而之前校零是在竖直状态下,水平放置时,弹簧未受拉力时,由于没有了自身重力的影响,指针会在零刻度线以上,当测量力时,弹簧伸长量对应的刻度会比实际拉力小,所以测量结果将偏小。
9.如图所示,用手拉弹簧时,弹簧发生______形变,使弹簧形变的这个力是_______发生形变产生的。
【答案】 弹性 手
【详解】用手拉弹簧时,弹簧伸长,形状发生了改变,因为这个形变在手的拉力撤去后可以恢复原状,因此弹簧发生了弹性形变;使弹簧形变的这个力是手施加的,因此是手发生形变产生的。
10. 明代科学家宋应星所著的《天工开物》书中记载的“悬弓弹棉”,将木弓用细绳吊在一根竹竿上,竹竿发生了___________产生弹力;然后用木棰频频击打弓弦,使板上棉花疏松的力的施力物体为___________(选填“竹竿”“木棰”或“弓弦”)。
【答案】 弹性形变 弓弦
【详解】[1]弹力是由物体发生弹性形变产生的,因此竹竿发生了弹性形变产生弹力。
[2]用木棰频频击打弓弦,弓弦与棉花接触,拍打棉花,对棉花施加力的作用,使板上棉花疏松,因此使板上棉花疏松的力的施力物体为弓弦。
11.图a是某次使用弹簧测力计测力时的情景,请指出图中存在的操作错误:________;图b中物体静止时,弹簧测力计的示数为______N;若马上将图b中弹簧测力计按图c所示进行测量,静止时测力计的示数与b相比将________。
【答案】 弹簧的轴线方向未与受力方向一致 2.0 偏大
【详解】[1]弹簧测力计测力时,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,如图a所示,错误的操作是拉力方向没有与弹簧的轴线方向一致。
[2]如图b所示,此弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为2.0N。
[3]因为弹簧测力计自身有重力,将图b中弹簧测力计按图c所示的方式进行测量时,相当于测量弹簧测力计与物体共同施加的力,故静止时测力计的示数偏大。
12.如图所示是一种常见的订书机。固定在槽内后部的弹簧由于发生了______,给钉子一个向____(填“左”或“右”)的弹力;在订书机某次正常使用过程中该弹力______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 弹性形变 左 减小
【详解】[1]弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力,因为弹簧发生了弹性形变才会产生弹力,所以固定在槽内后部的弹簧由于发生了弹性形变。
[2]观察可知,弹簧被压缩在槽内后部,其恢复原状的趋势是向左,所以给钉子一个向左的弹力。
[3]在订书机某次正常使用过程中,弹簧逐渐恢复原状,形变程度减小。根据弹力大小与形变程度有关,形变程度越小,弹力越小,所以该弹力减小。
13.弹簧测力计是测量______的仪器,使用前应沿______方向调零,某同学一次测量时如图所示,此时它示数为______。
【答案】 力 水平 3.4
【详解】[1]弹簧测力计弹簧测力计是根据在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比,是用来测量力的仪器。
[2]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。
[3]弹簧测力计使用时要观察量程和分度值,由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N。弹簧测力计的示数3.4N。
14. 如图在跳水这一运动项目中,运动员向下压跳板时,跳板由于发生________(填“弹性”或“非弹性”)形变,从而产生________(填“向上”或“向下”)的弹力,将运动员弹起,此时运动员是________。(填“施力物体”或“受力物体”)
【答案】 弹性 向上 受力物体
【详解】跳水运动员在向下压跳板的过程中,对跳板向下的压力使跳板发生弹性形变,跳板恢复原状过程中,产生向上的弹力,将运动员弹起,运动员是受力物体。
15.小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
拉力(N)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度(cm)
6.5
7.5
8.5
9.5
11.0
14.2
18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是_____N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为_____cm;
(3)当该弹簧测力计悬挂75g的重物时,弹簧将伸长______cm。
【答案】 1.5 0.2 1.5
【详解】(1)由表格数据可知当拉力为0时,弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内,拉力与弹簧伸长量成正比,故弹簧测力计的最大称量是1.5N。
(2)由表格数据分析可知在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,即拉力与伸长量之比为0.5N/cm,若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为0.2cm。
(3)当悬挂75g的重物时,弹簧受到的拉力为
此时弹簧的伸长量为
16. 某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量∆x,根据多组测量数据作出的图像如图乙所示。
(1)当在橡皮筋A上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为______cm;当橡皮筋B的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力为________N;
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋________制成的测力计量程大,用橡皮筋_________制成的测力计测量的精确程度高。(均选填“A”或“B”)
【答案】(1)12;8;(2)B;A
【详解】(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比例函数的关系,设FA=kAΔxA,FB=kBΔxB;由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm;FB=10N,ΔxB=10cm,将上面的数据分别代入FA=kAΔxA,FB=kBΔxB,得
,
因此FA=0.5N/cm×ΔxA,FB=1N/cm×ΔxB,所以,当在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量
当橡皮筋B的伸长量为8cm时,橡皮筋B受到的拉力FB=1N/cm×8cm=8N
(2)测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长量与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0~10N,B的量程为0~15N,则用橡皮筋B制成的测力计量程大。
由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,在橡皮筋A和橡皮筋B受到相等的拉力时,橡皮筋A的伸长量更大,所以用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高。
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