内容正文:
专题04 弹力、弹簧测力计与重力
目●标●导●航
专题名称
对应教材章节
核心考点内容
弹力、弹簧测力计与重力
苏科八下7.1 力 弹力、7.2 重力 力的示意图
力的概念与作用效果;弹力定义、产生条件、生活实例;弹簧测力计原理、使用、读数与误差分析;重力概念、相关计算、取值应用;重力方向应用、重心判断;力与重力示意图画法;期末选择、填空、作图、基础计算四大题型高频考点
核●心●考●点●清●单
考点一 力的基础认知
1.力的定义:力是物体对物体的作用,符号,单独一个物体无法产生力,有力必然同时存在施力物体、受力物体。
2.力的两大作用效果
①改变物体形状,使物体发生形变(手压气球、拉弹簧);
②改变物体运动状态:包含速度大小改变、运动方向改变(汽车加速、拐弯)。
选择题常考:只要运动快慢或方向变化,就说明受到力。
考点二 弹力核心知识
1.弹力定义:物体发生弹性形变时,对与之接触的物体产生的作用力。
2.弹力产生两个必要条件(缺一不可):两物体相互接触 + 发生弹性形变。
☑易错举例:靠墙静止的正方体,墙面与物体接触但无形变,二者无弹力。
3.常见弹力分类:压力、支持力、拉力、推力全都属于弹力;
塑性形变(橡皮泥受压永久变形、面团揉捏)无法产生弹力。
4.弹性势能拓展:发生弹性形变的物体具有弹性势能(拉弯的弓、压缩的弹簧),填空常结合生活实例考查。
考点三 弹簧测力计(实验必考,期末实验小题高频)
1.工作原理
在弹性限度内,弹簧的伸长量跟所受拉力成正比。
关键限定词 “弹性限度” 不可省略,超出量程弹簧塑性损坏,正比关系失效。
区分:伸长量 = 受力后长度−弹簧原长,不是弹簧总长。
2.规范使用四步骤
①看:使用前观察量程、分度值,所测力不能超过量程;
②调:指针未对准零刻度线,需要调零;
③拉:拉力方向与弹簧轴线方向一致,防止外壳摩擦带来读数误差;
④读:视线与刻度盘面垂直平视读数。
3.特殊误差拓展
弹簧测力计倒过来使用(挂钩朝上、吊环朝下),外壳自重计入示数,测量结果偏大;挂钩卡壳、摩擦过大,测量值偏小。
考点四 重力概念与计算题
1.重力定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,符号;施力物体永远是地球,地球附近所有固态、液态物体都受重力。
2.计算公式
:重力,单位;:质量,单位;
(精确计算),粗略计算题统一取。
物理意义:质量为的物体,在地球表面受到的重力是。
计算规范:题目给出质量单位是、时,必须先换算成再代入公式。
3.重力方向:竖直向下(全册易错重灾区)
竖直向下:始终垂直于水平面,不等于垂直接触面;实际应用:铅垂线检查墙壁竖直、窗台水平,生活物理填空题高频。
4.重心:重力的等效作用点;质地均匀、外形规则物体,重心在几何中心;圆环、篮球、空心圆环重心在物体外部。
考点五 重力示意图作图标准(期末作图必考)
1.作用点统一画在物体重心位置;
2.沿竖直向下方向画带箭头直线;
3.线段旁标注物理符号,有具体数值时标注。
考点六 高频易错概念辨析
✘易错 1:物体相互接触就一定产生弹力;✔正解:接触但无弹性形变,不存在弹力。
✘易错 2:;✔正解:kg 是质量单位,N是力的单位,物理量不同不能划等号。
✘易错 3:重力方向是垂直向下;✔正解:考试标准答案只能写竖直向下,写垂直向下直接扣分。
✘易错 4:弹簧越长,受到拉力越大;✔正解:弹性限度内,伸长量与拉力成正比,弹簧原长无关。
✘易错 5:升空的气球不受重力;✔正解:地球附近一切物体均受重力,浮力与重力共同作用。
真●题●演●练●
一、单选题
1.诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放风筝的画面。如图所示,放风筝时,风筝受到拉力的施力物体是( )
A.手 B.线绳 C.空气 D.地球
2.如图是甲、乙两根弹簧上的拉力大小和弹簧长度之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的伸长量始终和拉力成正比关系
B.乙弹簧受到8N拉力时伸长了4cm
C.甲弹簧适合做测量更为精确的测力计
D.甲弹簧适合做量程较大的测力计
3.下列物体的重力最接近1.5N的是( )
A.一枚鸡蛋 B.一支中性笔
C.一桶方便面 D.一枚邮票
4.如图所示为判断重力方向的实验装置,下列说法正确的是( )
A.增大底板与地面夹角α的过程中悬线与水平面之间的夹角会改变
B.悬线后面再悬挂一根铅垂线,剪断悬线,观察小球下落的方向
C.该实验说明重力的方向总是垂直向下的
D.小球所受重力的施力物体是小球
二、填空题
5.如图所示,取一把钢尺,一端用左手手指按压在桌面上,右手的手指将露出桌面的一端下压至a、b两位置,手指感觉用力较大的是把钢尺压弯至______(选填“a”或“b”)位置。这一实验现象可以说明物体的______越大,产生的弹力就越大。
6.小红用一根弹簧完成如下实验: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,数据记录在下列表格中:
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
11.0
14.2
18.0
伸长量ΔL/cm
0
1.0
2.0
3.0
7.7
11.5
从表格信息可知,弹簧的原长为 ________cm;当拉力为2.0N时,弹簧伸长了 ________cm;若用同一批次的弹簧制作弹簧测力计,它的最大测量值不超过 ________N。
7.“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km 高度经多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿与运动方向________(选填“相同”或“相反”)的方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力。月球对它表面的物体也有引力,这个引力是地球的六分之一,一个质量为60kg 的宇航员在月球的质量为_________kg,若他在地球最多能搬动600N 重的物体,在月球上最多能搬动质量为________kg 的物体。( g 取10N/kg)
8.小邹在探究重力的方向时,将如图甲所示的装置放在水平桌面上,逐渐改变木板和桌面的夹角β,会观察到悬线OA的方向 ___(选填“改变”或“不变”),说明重力的方向总是____。小邹自制的水平仪,它由装有水和气泡且两端封闭的透明塑料管固定在薄木板上组成的,将水平仪放在桌面上,如图乙所示,则该桌面____(选填“左”或“右”)端高。
三、作图题
9.如图,木块静止在斜面上,画出木块重力G和木块对斜面压力F的示意图。
10.如图所示,物体静止在水平地面上,请画出物体所受支持力F的示意图。
四、实验题
11.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系做了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据:
表一
甲弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
甲弹簧的长度/cm
6
9
12
15
18
21
24
表二
乙弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
乙弹簧的长度/cm
6
8
10
12
14
16
18
(1)如图所示,小明分别用甲、乙两弹簧制作了弹簧测力计A和B,A和B的外壳相同,刻度线分布情况相同,则精确程度较高(分度值较小)的是______(选填“A”或“B”)测力计;
(2)如图C所示,在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.4N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了一杆简单而实用的液体密度秤(如图所示)。只要在容器中加100mL的待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。此“密度秤”能测到液体密度的最大值为______g/cm3,利用该弹簧测力计上现有的刻度线作该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是______g/cm3;要提高精确度,采取的措施是______;要增大该密度秤的量程,可采取的措施是______(以上两空均选填序号);(g取10N/kg)
A.增大桶容积 B.减小桶容积 C.换更重的桶
(3)小明推测弹簧测力计示数与液体密度之间有一定的规律,在如图所示的图像中能正确反映这规律的图像是______。
A. B. C. D.
12.为探究重力的方向,兴趣小组设计了以下实验。
(1)将图甲装置放在水平地面上,逐渐改变木板M与地面的夹角到图乙位置,观察到悬线OA应在______方向(选填“OC”或“OB”)静止。若剪断图乙中的悬线,小球将垂直于______(选填“木板M”或“水平地面”)下落;
(2)再将小球放置在盛水的杯子中(如图丙所示),逐渐改变木板M与地面的夹角,发现悬线始终与水面相互______;
(3)由以上探究可知:重力的方向始终是______。
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专题04 弹力、弹簧测力计与重力
目●标●导●航
专题名称
对应教材章节
核心考点内容
弹力、弹簧测力计与重力
苏科八下7.1 力 弹力、7.2 重力 力的示意图
力的概念与作用效果;弹力定义、产生条件、生活实例;弹簧测力计原理、使用、读数与误差分析;重力概念、相关计算、取值应用;重力方向应用、重心判断;力与重力示意图画法;期末选择、填空、作图、基础计算四大题型高频考点
核●心●考●点●清●单
考点一 力的基础认知
1.力的定义:力是物体对物体的作用,符号,单独一个物体无法产生力,有力必然同时存在施力物体、受力物体。
2.力的两大作用效果
①改变物体形状,使物体发生形变(手压气球、拉弹簧);
②改变物体运动状态:包含速度大小改变、运动方向改变(汽车加速、拐弯)。
选择题常考:只要运动快慢或方向变化,就说明受到力。
考点二 弹力核心知识
1.弹力定义:物体发生弹性形变时,对与之接触的物体产生的作用力。
2.弹力产生两个必要条件(缺一不可):两物体相互接触 + 发生弹性形变。
☑易错举例:靠墙静止的正方体,墙面与物体接触但无形变,二者无弹力。
3.常见弹力分类:压力、支持力、拉力、推力全都属于弹力;
塑性形变(橡皮泥受压永久变形、面团揉捏)无法产生弹力。
4.弹性势能拓展:发生弹性形变的物体具有弹性势能(拉弯的弓、压缩的弹簧),填空常结合生活实例考查。
考点三 弹簧测力计(实验必考,期末实验小题高频)
1.工作原理
在弹性限度内,弹簧的伸长量跟所受拉力成正比。
关键限定词 “弹性限度” 不可省略,超出量程弹簧塑性损坏,正比关系失效。
区分:伸长量 = 受力后长度−弹簧原长,不是弹簧总长。
2.规范使用四步骤
①看:使用前观察量程、分度值,所测力不能超过量程;
②调:指针未对准零刻度线,需要调零;
③拉:拉力方向与弹簧轴线方向一致,防止外壳摩擦带来读数误差;
④读:视线与刻度盘面垂直平视读数。
3.特殊误差拓展
弹簧测力计倒过来使用(挂钩朝上、吊环朝下),外壳自重计入示数,测量结果偏大;挂钩卡壳、摩擦过大,测量值偏小。
考点四 重力概念与计算题
1.重力定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,符号;施力物体永远是地球,地球附近所有固态、液态物体都受重力。
2.计算公式
:重力,单位;:质量,单位;
(精确计算),粗略计算题统一取。
物理意义:质量为的物体,在地球表面受到的重力是。
计算规范:题目给出质量单位是、时,必须先换算成再代入公式。
3.重力方向:竖直向下(全册易错重灾区)
竖直向下:始终垂直于水平面,不等于垂直接触面;实际应用:铅垂线检查墙壁竖直、窗台水平,生活物理填空题高频。
4.重心:重力的等效作用点;质地均匀、外形规则物体,重心在几何中心;圆环、篮球、空心圆环重心在物体外部。
考点五 重力示意图作图标准(期末作图必考)
1.作用点统一画在物体重心位置;
2.沿竖直向下方向画带箭头直线;
3.线段旁标注物理符号,有具体数值时标注。
考点六 高频易错概念辨析
✘易错 1:物体相互接触就一定产生弹力;✔正解:接触但无弹性形变,不存在弹力。
✘易错 2:;✔正解:kg 是质量单位,N是力的单位,物理量不同不能划等号。
✘易错 3:重力方向是垂直向下;✔正解:考试标准答案只能写竖直向下,写垂直向下直接扣分。
✘易错 4:弹簧越长,受到拉力越大;✔正解:弹性限度内,伸长量与拉力成正比,弹簧原长无关。
✘易错 5:升空的气球不受重力;✔正解:地球附近一切物体均受重力,浮力与重力共同作用。
真●题●演●练●
一、单选题
1.诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放风筝的画面。如图所示,放风筝时,风筝受到拉力的施力物体是( )
A.手 B.线绳 C.空气 D.地球
【答案】B
【解析】由题可知,放风筝时,风筝与线绳接触,风筝受到拉力的施力物体是线绳,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图是甲、乙两根弹簧上的拉力大小和弹簧长度之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的伸长量始终和拉力成正比关系
B.乙弹簧受到8N拉力时伸长了4cm
C.甲弹簧适合做测量更为精确的测力计
D.甲弹簧适合做量程较大的测力计
【答案】C
【解析】A.在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大,超过弹性限度,则弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力不成正比,故A错误;
B.图中横轴表示拉力,纵轴表示弹簧的长度,且纵轴的起点都在2cm处,即两弹簧的原长均为2cm,由图可知,当乙弹簧受到8N的拉力时,弹簧伸长的长度为4cm-2cm=2cm
故B错误;
CD.由图可知,甲弹簧长度即将超过弹性限度时,其受到的拉力约为4N,伸长量为8cm-2cm=6cm
乙弹簧长度即将超过弹性限度时,其受到的拉力约为8N,伸长量为4cm-2cm=2cm
所以,甲弹簧适合做测量更为精确的测力计,乙弹簧适合做量程较大的测力计。故C正确,D错误。
故选C。
3.下列物体的重力最接近1.5N的是( )
A.一枚鸡蛋 B.一支中性笔
C.一桶方便面 D.一枚邮票
【答案】C
【解析】A.一枚鸡蛋的质量大约,其重力,故A不符合题意;
B.一支中性笔的质量约,其重力,故B不符合题意;
C.一桶方便面的质量约,其重力,故C符合题意;
D.一枚邮票的质量非常小,它的质量远小于一支中性笔的质量,它的重力也小于一支中性笔的重力,故D不符合题意。
故选C。
4.如图所示为判断重力方向的实验装置,下列说法正确的是( )
A.增大底板与地面夹角α的过程中悬线与水平面之间的夹角会改变
B.悬线后面再悬挂一根铅垂线,剪断悬线,观察小球下落的方向
C.该实验说明重力的方向总是垂直向下的
D.小球所受重力的施力物体是小球
【答案】B
【解析】AC.重力方向竖直向下,改变夹角α的过程中悬线与水平面之间的夹角也不会改变,故AC错误;
B.悬线后面再悬挂一根铅垂线,剪断悬线,观察小球下落的方向即为重力的方向,故B正确;
D.小球所受重力的施力物体是地球,故D错误。
故选B。
二、填空题
5.如图所示,取一把钢尺,一端用左手手指按压在桌面上,右手的手指将露出桌面的一端下压至a、b两位置,手指感觉用力较大的是把钢尺压弯至______(选填“a”或“b”)位置。这一实验现象可以说明物体的______越大,产生的弹力就越大。
【答案】 b 弹性形变
【解析】[1][2]取一把钢尺,一端用左手手指按压在桌面上,右手的手指将露出桌面的一端下压至a、b两位置,b处的形变大,故b处用力较大,说明弹性物体在一定范围内弹性形变越大,产生的弹力就越大。
6.小红用一根弹簧完成如下实验: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,数据记录在下列表格中:
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
11.0
14.2
18.0
伸长量ΔL/cm
0
1.0
2.0
3.0
7.7
11.5
从表格信息可知,弹簧的原长为 ________cm;当拉力为2.0N时,弹簧伸长了 ________cm;若用同一批次的弹簧制作弹簧测力计,它的最大测量值不超过 ________N。
【答案】 6.5 4.5 1.5
【解析】[1]由表中数据可知,当拉力为零时,弹簧的伸长量为6.5cm,即弹簧的原长为6.5cm。
[2]由表中数据可知,当拉力为2.0N时,弹簧长度为11.0cm,则弹簧伸长量为
[3]由表中数据可知,当拉力达到2.0N时,弹簧的伸长与受到的拉力不再成正比,说明此时已超过弹簧的弹性限度,而在拉力为1.5N时,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,因此,若用同一批次的弹簧制作弹簧测力计,它的最大测量值不超过1.5N。
7.“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km 高度经多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿与运动方向________(选填“相同”或“相反”)的方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力。月球对它表面的物体也有引力,这个引力是地球的六分之一,一个质量为60kg 的宇航员在月球的质量为_________kg,若他在地球最多能搬动600N 重的物体,在月球上最多能搬动质量为________kg 的物体。( g 取10N/kg)
【答案】 相同 60 360
【解析】[1]卫星“刹车制动”时,需获得与运动方向相反的制动力。根据力的作用是相互的,卫星沿运动方向相同的方向喷射高温气体,气体对卫星的反作用力与运动方向相反,从而实现制动。
[2]质量是物体的固有属性,不随位置改变,因此宇航员在月球上的质量仍为60kg。
[3]宇航员在地球能施加的最大力(等于地球能搬动物体的重力);
月球引力是地球的,即月球上的重力加速度;
月球上该力能搬动的物体重力,由得,物体质量(取10N/kg)。
8.小邹在探究重力的方向时,将如图甲所示的装置放在水平桌面上,逐渐改变木板和桌面的夹角β,会观察到悬线OA的方向 ___(选填“改变”或“不变”),说明重力的方向总是____。小邹自制的水平仪,它由装有水和气泡且两端封闭的透明塑料管固定在薄木板上组成的,将水平仪放在桌面上,如图乙所示,则该桌面____(选填“左”或“右”)端高。
【答案】 不变 竖直向下 左
【解析】[1][2]逐渐改变木板与桌面的夹角β,小球静止时,处于平衡状态,受力平衡,根据二力平衡条件知,此时悬线对小球的拉力和球的重力平衡,必然方向相反且在同一直线上,而拉力的方向是竖直向上,则重力的方向是竖直向下的,所以会观察到悬线OA保持竖直方向不变。
[3]观察图乙,水平仪中的气泡在左端,说明水在右端,因为水在重力作用下向低处流动,所以气泡所在的左端高,即该桌面左端高。
三、作图题
9.如图,木块静止在斜面上,画出木块重力G和木块对斜面压力F的示意图。
【答案】
【解析】从木块重心画竖直向下的带箭头的线段,表示木块重力G;在斜面上选取木块与接触面的中点为压力的作用点,从压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,表示木块对斜面压力F。据此作图。
10.如图所示,物体静止在水平地面上,请画出物体所受支持力F的示意图。
【答案】
【解析】水平地面上的物体所受地面的支持力F竖直向上,从力的作用点竖直向上作有向线段,得支持力的示意图。据此作图。
四、实验题
11.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系做了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据:
表一
甲弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
甲弹簧的长度/cm
6
9
12
15
18
21
24
表二
乙弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
乙弹簧的长度/cm
6
8
10
12
14
16
18
(1)如图所示,小明分别用甲、乙两弹簧制作了弹簧测力计A和B,A和B的外壳相同,刻度线分布情况相同,则精确程度较高(分度值较小)的是______(选填“A”或“B”)测力计;
(2)如图C所示,在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.4N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了一杆简单而实用的液体密度秤(如图所示)。只要在容器中加100mL的待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。此“密度秤”能测到液体密度的最大值为______g/cm3,利用该弹簧测力计上现有的刻度线作该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是______g/cm3;要提高精确度,采取的措施是______;要增大该密度秤的量程,可采取的措施是______(以上两空均选填序号);(g取10N/kg)
A.增大桶容积 B.减小桶容积 C.换更重的桶
(3)小明推测弹簧测力计示数与液体密度之间有一定的规律,在如图所示的图像中能正确反映这规律的图像是______。
A. B. C. D.
【答案】(1)A;(2)4.6 0.2 A B;(3)C
【解析】(1)由表一和表二可知,两弹簧受到的拉力为0N时,长度均为6cm,即两弹簧的原长相同,当两弹簧所受的拉力相同时,由于甲弹簧的长度大,说明其伸长的长度也大。所以分别用甲、乙两弹簧制作弹簧测力计A和B,精确程度较高(分度值较小)的是A测力计。
(2)[1][2]容器的重力为0.4N,空容器挂在秤钩上时示数为0.4N,所以示数0.4N处即密度秤的零刻度。容器中倒入100mL的待测液体,当测力计示数为最大值5N时,液体的重力为G=G总-G容=5N-0.4N=4.6N
则液体的质量为
则液体的最大密度为
测力计分度值为0.2N,则该“密度秤”的分度值是
[3]小桶内液体的重力可表示为
液体的体积是一定的,当液体密度变化时有
要提高精确度,即相同密度变化时,液体的重力有更明显变化,所以,应增大液体的体积,即增大桶容积,由上式可知,分度值与桶重无关,故选A。
[4]弹簧测力量程一定,能测的最大力是一定的,增大量程,就是要使弹簧测力计达到最大示数时,液体密度尽可能大,弹簧测力计的最大示数可表示为
可见,在F一定时,为了使液体密度增大,可以减小桶的重力或减小桶的容积,故选B。
(3)弹簧测力计示数为
由上式可知,弹簧测力计示数与液体密度成一次函数关系,图像是一条上升的且不过原点的直线,且液体密度为零时,弹簧测力计示数大于零。
故选C。
12.为探究重力的方向,兴趣小组设计了以下实验。
(1)将图甲装置放在水平地面上,逐渐改变木板M与地面的夹角到图乙位置,观察到悬线OA应在______方向(选填“OC”或“OB”)静止。若剪断图乙中的悬线,小球将垂直于______(选填“木板M”或“水平地面”)下落;
(2)再将小球放置在盛水的杯子中(如图丙所示),逐渐改变木板M与地面的夹角,发现悬线始终与水面相互______;
(3)由以上探究可知:重力的方向始终是______。
【答案】(1)OC 水平地面;(2)垂直;(3)竖直向下
【解析】(1)[1][2] 重力的方向竖直向下,将图甲装置放在水平地面上,逐渐改变木板M与地面的夹角到图乙位置,观察到悬线OA应在OC方向静止;若剪断图乙中的悬线,小球在重力作用下将垂直于水平地面下落。
(2)[3] 再将小球放置在盛水的杯子中(如图丙所示),逐渐改变木板M与地面的夹角,发现悬线始终竖直,即与水面相互垂直。
(3)[4] 由以上探究可知:重力的方向始终是竖直向下的。
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