7.2 弹力（讲义）物理新教材北师大版（北京）八年级全一册

本讲义聚焦初中物理“弹力”核心知识点，从弹性和塑性概念切入，系统阐述弹力产生条件（两物体接触、发生弹性形变），延伸至弹簧测力计工作原理（弹性限度内伸长量与拉力成正比）及使用方法（观察量程分度值、调零、正确测量读数），构建完整知识支架。 资料特色在于结合巴黎奥运会跳水等生活案例设计随学随练与活学活用，通过弹簧特性图像分析等实验探究培养科学思维，迁移创新环节（如测力计倒置误差、汽车弹簧应用）联系实际，助力课中教学与课后查漏补缺，提升学生物理观念与科学探究能力。

第七章 物体间的相互作用 第2节 弹力 课标要点 1.明确弹力产生的条件：两物体相互接触、发生弹性形变。 2.了解弹簧测力计的工作原理：弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。 3.掌握弹簧测力计的使用方法：观察量程与分度值、使用前调零、正确测量读数。 学习重难点 重点：弹力产生条件、弹簧测力计使用与读数。 难点：理解弹性限度，分析测力计倒置使用时的测量误差。 知识点 弹力 1. 弹性和塑性： (1)在受力时会发生形变，不受力时，又恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做弹性； (2)在受力时会发生形变，不受力时，形变不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做塑性。 2. 弹力 (1)弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。压力、支持力、拉力等的实质都是弹力。 (2)弹力的大小、方向和产生的条件： ①弹力的大小：与物体的材料、形变程度等因素有关。 ②弹力的方向：跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致。 ③弹力产生的条件：物体相互接触，发生弹性形变。 随学随练关于弹力的形成，下面说法中正确的是（　　） A．将一摞书放在桌面上，没有观察到桌面发生形变，故桌面此时不产生弹力 B．风将树枝吹弯了，弯曲的树枝附近没有受力物体，所以不能产生弹力 C．一根弹簧撤去拉力后，发现比原来明显伸长了，此时弹簧也产生了弹力 D．橡皮泥正在被捏时，对手也产生压力，所以此时的橡皮泥也产生了弹力 知识点 测力计（重点） (1)测力计：测量力的大小的工具叫做测力计。 (2)弹簧测力计的原理：弹簧所受拉力越大弹簧的伸长就越长；在弹性限度内，弹簧的伸长与所受到的拉力成正比。 (3)弹簧测力计的使用： ①测量前，先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置，如果不是，则需校零；所测的力不能大于弹簧测力计的测量限度，以免损坏测力计。 ②观察弹簧测力计的分度值和测量范围，估计被测力的大小，被测力不能超过测力计的量程。 ③测量时，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。 ④读数时，视线应与指针对应的刻度线垂直。 随学随练使用弹簧测力计测力的过程中，有如下操作： ①轻轻来回拉动挂钩两次。②把待测的力加在挂钩上。③观察弹簧测力计的量程和分度值。④调整弹簧测力计指针的位置。⑤待指针稳定后读数。以上操作，正确的顺序是（   ） A．①②③④⑤ B．②③④①⑤ C．④①②③⑤ D．③④①②⑤ 题型 弹力 活学活用8月2日，在巴黎奥运会跳水男子双人三米板决赛中，中国选手王宗源/龙道一夺得金牌。如图所示，运动员站在三米跳板上，下列说法正确的是（　　） A．跳板是利用弹性较差的材料制成的 B．运动员所受的弹力方向向下 C．运动员在起跳腾空后仍然受到跳板的弹力 D．跳板对跳水运动员有弹力作用，跳水运动员对跳板也有弹力的作用 题型 测力计 活学活用（1）弹簧测力计的原理是根据在弹性限度内弹簧的______与受到拉力成正比这一规律制成。如图甲所示是测力计使用的几种情况同，其中正确的是______。 （2）如图乙所示，用一测力计来测一物体的重力，则物体的重力是______N。 （3）如图丙所示弹簧秤及细绳重力不计，钩码G重3N，静止时弹簧秤示数为______N。 基础通关 1．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 2．如图所示，一次性医用口罩佩戴时，罩体紧贴面部，松紧跨在两耳耳根后，用手指紧压铝条，使口罩上端紧贴鼻梁．关于该口罩，以下说法正确的是（       ） A．松紧对耳根有力的作用，耳根对松紧没有力的作用 B．松紧形变后会对耳根处产生弹力的作用 C．压弯的铝条发生的是弹性形变 D．松紧拉得越长，产生的弹力越小 3．如图所示，弹簧测力计的示数为________N。 4．跳板、弹簧等物体在受力时会发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫作________。发生形变的物体要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力就叫作________。 5．李华同学在使用弹簧测力计前没有注意调零，指针指在处，他测量拉力时指针的示数为，则实际拉力的大小为（　　） A． B． C． D．无法确定 素养提升 6．学校科技活动小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计。他们选取了甲、乙两种规格的弹簧进行测试，绘出如图所示的图像，图中OA段和OB段是弹性形变。若他们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。 7．下列各力不属于弹力的是（　　） A．推土机对泥土的推力 B．小朋友对跷跷板的压力 C．地球对月亮的引力 D．绳子对水桶的拉力 8．下列对物体的作用中不属于弹力的是（　　） A．绳子对灯的作用力 B．弹簧对小球的作用力 C．两磁体间的作用力 D．砝码对海绵的作用力 9．（多选）如下图所示，在光滑的水平台面上，一根轻弹簧的左端固定，右端连接一个金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置，开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知），释放小球，探究小球在水平方向上所受弹力的大小和方向。则（    ） A．从A运动到O，弹力方向向右，弹力逐渐减小 B．从A运动到O，弹力方向向左，弹力逐渐减小 C．从O运动到B，弹力方向向左，弹力逐渐增大 D．从O运动到B，弹力方向向右，弹力逐渐增大 10．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Δx，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__________（选填“A”或“B”）制成的测力计量程大； (3)将本实验中两根相同的橡皮筋A串联起来（如图丙）代替弹簧秤，能够测量力的最大值为__________N。（不计橡皮筋自重和接头处长度的变化） 迁移创新 11．小明同学在用已校零的弹簧测力计测量一物体的重时，误将弹簧测力计倒置，物体挂在了拉环上，如图所示。当物体静止时，弹簧测力计所测得的该物体的重与真实值相比（　　） A．偏大 B．偏小 C．一样大小 D．无法判断 12．阅读短文，回答下列问题： 汽车中的弹簧 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。 安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成，软带做得很宽，汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。 当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带， 将乘员紧紧地绑在座椅上，起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 （1）紧急制动时，安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来，说明力可以改变物体的___________； （2）下列说法正确的是___________； A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 C．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动 D．汽车突然启动时，安全带能对人起保护作用 （3）拉伸安全带，卷收器弹簧的弹力将___________（变大/变小/不变）； （4）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图是___________； （5）用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙所示，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们 的下端都固定在水平面上。压缩该弹簧组合，测得压力F 与压缩距离∆L之间的关系图线如图丁所示。已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两根弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离 x=_________m，小弹簧中的弹力 F2与被压缩量∆L2之间的定量关系式可表示为 F2=_________。 13．学习了弹力知识后，小萱发现：给弹簧施加拉力，当拉力越大时，弹簧的伸长量就越大。于是小萱提出猜想：弹簧所受拉力（F）跟弹簧的伸长量（ΔL）成正比。实验桌上已经备有如下器材：两端有钩的弹簧一根、一个铁架台、一个刻度尺、六个质量均为m的钩码。 她利用上述器材进行了以下实验： ①将弹簧竖直挂在铁架台的横杆上使其静止，用刻度尺测出弹簧在不受拉力时的长度L0并记录在表格中； ②如图，在弹簧下端挂上1个钩码，待弹簧稳定后，弹簧受到的拉力F等于钩码的重力，用刻度尺测出此时弹簧的长度L，并将m、F、L记录在表格中； ③仿照步骤②再做五次实验，依次在弹簧下端挂上2、3、4、5、6个钩码（在弹簧的弹性限度内），并将每次实验对应的m、F、L记录在表格中。 ④利用公式F＝mgΔL＝L﹣L0算出弹簧拉力F和弹簧伸长量ΔL并记录在表格中。 (1)小萱计划探究的问题中的自变量是_______；因变量是_______； (2)请针对小萱计划探究的问题补充完整实验表格。 L0/m L/m ΔL/m m/g F/N L0/m L/m ΔL/m m/g F/N 14．请根据上面文章中内容，回答下面的问题： 胡克定律 我们知道，在弹性限度内，弹簧受到（施加）的弹力大小同其形变量（长度变化量）大小成正比。如果写成数学表达式就具有形式F=kx。其中x代表形变量的大小，F代表弹力大小，比例系数k被称为劲度系数，它是弹簧的属性，依赖于弹簧的形状和材质，这个公式被称为弹簧的胡克定律。 一般地，当一个杆状材料发生沿着轴向的拉伸（或者压缩）时，它的形变情况比弹簧更加复杂：除了沿着轴向的拉伸之外，还会存在着垂直于轴向的形变。如图所示的直杆被沿F方向拉伸时，直杆中央的一个小正方形区域a形状改变成为了菱形b。在弹性体形变量不大时，成立的推广的胡克定律。 其中S代表材料不受力时垂直于拉伸方向上的弹性体截面积，l代表弹性体不受力时的长度（即原长），而Δl代表其形变的大小。公式中出现了一个新的比例系数Y，它被称为杨氏模量，在满足上面的假设时它是一个反映物质弹性性质的常数，而和杆的具体形状（截面积和原长）无关。可以看到，对于直杆拉伸的情况，等效的劲度系数为，表现为原长越长的杆受到相等的力时，发生的拉伸就越长。 上面这种弹力正比于形变量的规律仅适用于形变量很小的情况，是处理金属这样的理想弹性物质的有力工具。然而，对于像橡皮筋（橡胶）这样的物质，其所受弹力和形变量的比值随着形变增加而降低。更好地理解这类非理想的弹性体有着重要的理论和实际价值，在材料物理学中也是相当前沿的开放课题。 (1)依据弹簧的胡克定律，人们设计了一种弹簧测力计，用弹簧的________（选填“长度变化量”或“长度”）来表示弹簧受力的大小； (2)一个截面为正方形的黄铜柱体，底面积为1×10-4 m2，高1 m，当垂直于黄铜柱体正方形截面的弹力为1000 N时，黄铜柱体被拉伸1×10-4 m，假设其处于弹性限度内，则黄铜的杨氏模量为________N/m2； (3)一条橡皮筋所受弹力大小F和它的长度l的可能关系更接近于如图中的________（选填“A”，“B”或“C”） A． B． C． 15．（多选）物理思想和方法是研究物理问题重要手段。以下说法正确的是（　　） A．把一个物体当作“质点”进行研究，使用了控制变量法 B．在研究重力的作用点重心过程中，利用了等效的思想 C．如图所示，伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：提出问题→大胆猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 D．如图所示，研究弹力时，书本放在桌面上对桌面有压力，这种形变非常微小，我们可以通过观察反射的激光的变化来判断，这种方法被称之为微小量放大法 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七章 物体间的相互作用 第2节 弹力 课标要点 1.明确弹力产生的条件：两物体相互接触、发生弹性形变。 2.了解弹簧测力计的工作原理：弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。 3.掌握弹簧测力计的使用方法：观察量程与分度值、使用前调零、正确测量读数。 学习重难点 重点：弹力产生条件、弹簧测力计使用与读数。 难点：理解弹性限度，分析测力计倒置使用时的测量误差。 知识点 弹力 1. 弹性和塑性： (1)在受力时会发生形变，不受力时，又恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做弹性； (2)在受力时会发生形变，不受力时，形变不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做塑性。 2. 弹力 (1)弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。压力、支持力、拉力等的实质都是弹力。 (2)弹力的大小、方向和产生的条件： ①弹力的大小：与物体的材料、形变程度等因素有关。 ②弹力的方向：跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致。 ③弹力产生的条件：物体相互接触，发生弹性形变。 随学随练关于弹力的形成，下面说法中正确的是（　　） A．将一摞书放在桌面上，没有观察到桌面发生形变，故桌面此时不产生弹力 B．风将树枝吹弯了，弯曲的树枝附近没有受力物体，所以不能产生弹力 C．一根弹簧撤去拉力后，发现比原来明显伸长了，此时弹簧也产生了弹力 D．橡皮泥正在被捏时，对手也产生压力，所以此时的橡皮泥也产生了弹力 【答案】D 【详解】A．将一摞书放在桌面上，桌面会发生微小形变，肉眼很难观察到，会产生弹力，故A错误； B．风将树枝吹弯了，当风停后，树枝又恢复到原状，所以弯曲的树枝产生了弹力，故B错误； C．弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间。一根弹簧撤去拉力后，发现比原来明显伸长了，说明没有发生弹性形变，故C错误； D．压力和支持力等都是弹力。当橡皮泥正在被捏时，手对橡皮泥产生压力，橡皮泥对手也产生压力，所以此时的橡皮泥也产生了弹力，故D正确。 故选D。 知识点 测力计（重点） (1)测力计：测量力的大小的工具叫做测力计。 (2)弹簧测力计的原理：弹簧所受拉力越大弹簧的伸长就越长；在弹性限度内，弹簧的伸长与所受到的拉力成正比。 (3)弹簧测力计的使用： ①测量前，先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置，如果不是，则需校零；所测的力不能大于弹簧测力计的测量限度，以免损坏测力计。 ②观察弹簧测力计的分度值和测量范围，估计被测力的大小，被测力不能超过测力计的量程。 ③测量时，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。 ④读数时，视线应与指针对应的刻度线垂直。 随学随练使用弹簧测力计测力的过程中，有如下操作： ①轻轻来回拉动挂钩两次。②把待测的力加在挂钩上。③观察弹簧测力计的量程和分度值。④调整弹簧测力计指针的位置。⑤待指针稳定后读数。以上操作，正确的顺序是（   ） A．①②③④⑤ B．②③④①⑤ C．④①②③⑤ D．③④①②⑤ 【答案】D 【详解】使用弹簧测力计测量力的一般步骤： （1）估计待测力的大小并依此选择量程合适的弹簧测力计，观察弹簧测力计的量程和分度值； （2）使用前要检查弹簧测力计的指针是否指到零刻度线，如果没有指在零刻度线就需要调零，一般是通过移动指针来调零，再用手轻轻来回拉动挂钩，确保与外壳无摩擦； （3）把待测的力加在挂钩上，待测力的方向应与弹簧测力计的轴线方向一致； （4）待指针稳定后，让视线垂直于刻度盘表面读数。 由以上步骤可知选项D正确。 故选D。 题型 弹力 活学活用8月2日，在巴黎奥运会跳水男子双人三米板决赛中，中国选手王宗源/龙道一夺得金牌。如图所示，运动员站在三米跳板上，下列说法正确的是（　　） A．跳板是利用弹性较差的材料制成的 B．运动员所受的弹力方向向下 C．运动员在起跳腾空后仍然受到跳板的弹力 D．跳板对跳水运动员有弹力作用，跳水运动员对跳板也有弹力的作用 【答案】D 【详解】A．跳板发生弹性形变产生弹力，跳板是利用弹性较好的材料制成的，故A错误； B．运动员所受的弹力方向向上，故B错误； C．力是物体对物体的作用，运动员在起跳腾空后，没有受到跳板的弹力，故C错误； D．物体间力的作用是相互的，跳板对跳水运动员有弹力作用，跳水运动员对跳板也有弹力的作用，故D正确。 故选D。 题型 测力计 活学活用（1）弹簧测力计的原理是根据在弹性限度内弹簧的______与受到拉力成正比这一规律制成。如图甲所示是测力计使用的几种情况同，其中正确的是______。 （2）如图乙所示，用一测力计来测一物体的重力，则物体的重力是______N。 （3）如图丙所示弹簧秤及细绳重力不计，钩码G重3N，静止时弹簧秤示数为______N。 【答案】 伸长量 ①③ 2.2 3 【详解】（1）[1]在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，伸长量越长；弹簧测力计是根据“在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力的大小成正比”这一规律制成。 [2]弹簧测力计使用时，被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，②手握住测力计，测力计弹簧的轴线不一定和重力在一条直线上，故②错误；④测力计倒置时测力计自身重力会影响测量结果，测力计不能倒置，故④错误，⑤被测力的方向与弹簧测力计轴线方向不一致，故⑤错误，故①③正确。 （2）[3]弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N。 （3）[4]左端弹簧测力计受到的拉力大小等于钩码的重力，钩码重力为3N，静止时弹簧测力计的示数为3N。 基础通关 1．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。 2．如图所示，一次性医用口罩佩戴时，罩体紧贴面部，松紧跨在两耳耳根后，用手指紧压铝条，使口罩上端紧贴鼻梁．关于该口罩，以下说法正确的是（       ） A．松紧对耳根有力的作用，耳根对松紧没有力的作用 B．松紧形变后会对耳根处产生弹力的作用 C．压弯的铝条发生的是弹性形变 D．松紧拉得越长，产生的弹力越小 【答案】B 【详解】A．物体间力的作用是相互的，松紧对耳根有力的作用，耳根对松紧也有力的作用，故A错误； B．松紧发生的形变后，撤去外力可以自动恢复形状，所以松紧发生的是弹性形变，故形变后会对耳根处产生弹力的作用，故B正确； C．铝条被压弯后，撤去外力，铝条不能恢复原状，故发生的不是弹性形变，故C错误； D．在弹性限度内，松紧拉得越长，形变量越大，产生的弹力越大，故D错误。 故选B。 3．如图所示，弹簧测力计的示数为________N。 【答案】3.2 【详解】由图可知，弹簧测力计的量程是5N，分度值为0.2N，示数为3.2N。 4．跳板、弹簧等物体在受力时会发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫作________。发生形变的物体要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力就叫作________。 【答案】 弹性 弹力 【详解】[1]物理学中弹性是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。跳板、弹簧等物体在受力时会发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫作弹性。 [2]弹力是发生形变的物体要恢复原状，会对跟它接触的物体产生的力。 5．李华同学在使用弹簧测力计前没有注意调零，指针指在处，他测量拉力时指针的示数为，则实际拉力的大小为（　　） A． B． C． D．无法确定 【答案】B 【详解】使用弹簧测力计前弹簧测力计的指针指在0.1N处，没有调零就去测力，相当于从0.1N处开始测起，测量拉力时指针的示数为3.8N，所测力的大小为3.8N-0.1N=3.7N 故选B。 素养提升 6．学校科技活动小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计。他们选取了甲、乙两种规格的弹簧进行测试，绘出如图所示的图像，图中OA段和OB段是弹性形变。若他们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。 【答案】 乙 甲 【详解】[1]由题图可知，在弹性限度内，甲弹簧能承受的最大拉力是4N，乙弹簧能承受的最大拉力是8 N，若要制作量程较大的弹簧测力计，应选用乙弹簧。 [2]由题图可知，在相同拉力作用下，甲弹簧的伸长量大，即甲弹簧较灵敏，可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。 7．下列各力不属于弹力的是（　　） A．推土机对泥土的推力 B．小朋友对跷跷板的压力 C．地球对月亮的引力 D．绳子对水桶的拉力 【答案】C 【详解】A．推土机对土的推力是由于推土机推板发生弹性形变产生的，属于弹力，故A不符合题意； B．小朋友对跷跷板的力是压力，属于弹力，故B不符合题意； C．地球对月球的吸引力是万有引力的一种，两物体也没有接触，不属于弹力，故C符合题意； D．绳子由于发生了弹性形变而对水桶产生拉力，属于弹力，故D不符合题意。 故选C。 8．下列对物体的作用中不属于弹力的是（　　） A．绳子对灯的作用力 B．弹簧对小球的作用力 C．两磁体间的作用力 D．砝码对海绵的作用力 【答案】C 【详解】相互接触的物体由于发生形变，物体想要恢复原状对与它接触的物体产生的力称为弹力。 A．绳子对灯的作用力其实质是绳子发生弹性形变造成的，属于弹力，故A不符合题意； B．弹簧对小球的作用力是弹簧发生弹性形变造成的，属于弹力，故B不符合题意； C．两块磁体间的排斥力属于磁力，不是物体发生弹性形变产生的，不属于弹力，故C符合题意； D．砝码对海绵的作用力是砝码发生弹性形变时，由于要恢复原来的形状，所以对海绵产生向下的作用力，这个力属于弹力，故D不符合题意。 故选C。 9．（多选）如下图所示，在光滑的水平台面上，一根轻弹簧的左端固定，右端连接一个金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置，开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知），释放小球，探究小球在水平方向上所受弹力的大小和方向。则（    ） A．从A运动到O，弹力方向向右，弹力逐渐减小 B．从A运动到O，弹力方向向左，弹力逐渐减小 C．从O运动到B，弹力方向向左，弹力逐渐增大 D．从O运动到B，弹力方向向右，弹力逐渐增大 【答案】AC 【详解】AB．小球从A运动到O的过程中，弹簧处于压缩状态，根据弹簧对小球力的方向指向其形变恢复的方向，则此时小球所受弹力方向向右，由于弹簧在逐渐恢复原状，压缩量在减小，根据在弹性限度内，物体的形变量越大，产生的弹力越大（反之越小），则弹簧对小球的弹力在逐渐减小，故从A运动到O的过程中，小球所受弹力方向向右、弹力逐渐减小，故A符合题意，B不符合题意； CD．小球从O运动到B的过程中，弹簧处于伸长状态，根据弹簧对小球力的方向指向其形变恢复的方向，则此时小球所受弹力方向向左，由于弹簧在逐渐被拉长，伸长量在逐渐增大，根据在弹性限度内，物体的形变量越大，产生的弹力越大，则弹簧对小球的弹力在逐渐增大，故小球从O运动到B的过程中，小球所受弹力方向向左、弹力逐渐增大，故C符合题意，D不符合题意。 故选AC。 10．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Δx，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__________（选填“A”或“B”）制成的测力计量程大； (3)将本实验中两根相同的橡皮筋A串联起来（如图丙）代替弹簧秤，能够测量力的最大值为__________N。（不计橡皮筋自重和接头处长度的变化） 【答案】(1) 12 8 (2)B (3)10 【详解】（1）[1][2]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变化关系为一过原点的直线，说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比例函数的关系，故有 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上面两式得 kA=0.5N/cm，kB=1N/cm 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的伸长量为 当B橡皮筋的伸长量为8cm时，受到的拉力为 FB=1N/cm×ΔxB=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。 （3）若将相同的两根A橡皮筋串联起来，则两个橡皮筋受到的拉力是相同的，最大为10N。 迁移创新 11．小明同学在用已校零的弹簧测力计测量一物体的重时，误将弹簧测力计倒置，物体挂在了拉环上，如图所示。当物体静止时，弹簧测力计所测得的该物体的重与真实值相比（　　） A．偏大 B．偏小 C．一样大小 D．无法判断 【答案】A 【详解】校零好的弹簧测力计测量时倒置，此时弹簧测力计的示数包括物体的重力及弹簧测力计的自身的重力，所以所测得的物体的重与真实值相比会偏大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 12．阅读短文，回答下列问题： 汽车中的弹簧 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。 安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成，软带做得很宽，汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。 当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带， 将乘员紧紧地绑在座椅上，起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 （1）紧急制动时，安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来，说明力可以改变物体的___________； （2）下列说法正确的是___________； A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 C．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动 D．汽车突然启动时，安全带能对人起保护作用 （3）拉伸安全带，卷收器弹簧的弹力将___________（变大/变小/不变）； （4）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图是___________； （5）用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙所示，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们 的下端都固定在水平面上。压缩该弹簧组合，测得压力F 与压缩距离∆L之间的关系图线如图丁所示。已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两根弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离 x=_________m，小弹簧中的弹力 F2与被压缩量∆L2之间的定量关系式可表示为 F2=_________。 【答案】 运动状态 C 变大 B 0.4 10N/m×∆L2 【详解】（1）[1]紧急制动时，向前运动的驾乘人员，在安全带作用力的作用下，被拉回，即运动方向发生改变，所以力可以改变物体的运动状态。 （2）[2]AC．由题意知，卷带装置中的卷收器借助弹簧，在汽车紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，所以汽车突然拐弯、用手快速拉安全带时，安全带都会拉紧，不能自由伸缩，起到保持人的作用，故A错误，C正确； B．安全带可随身体移动自由伸缩，且不会松弛，才能对驾乘人员有很好的保护作用，故B错误； D．汽车突然启动时，人由于惯性，向后运动，人与安全带不接触，安全带对人不起作用，故D错误。 故选C。 （3）[3]拉伸安全带时，卷收器的弹簧形变程度变大，弹力变大。 （4）[4]正常行车时，安全带对人有一定的作用力，发生碰撞时，安全带拉紧软带，对人的作用力变大，冲击力峰值过去时，安全带适当放松，对人的作用力稍微变小，此时锁止机构锁住卷轴，软带固定，对人的作用力固定不变。所以安全带对人的拉力先变大，后稍变小，最后保持不变。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （5）[5]由图丁知，压缩距离小于等于0.4m时，图线的倾斜度较小，说明此时只有大弹簧被压缩，压缩距离在0.4m至0.6m间，图线的倾斜度较大，说明此时大、小弹簧一起被压缩，所以自由状态时，两弹簧上端点之间的距离为x=0.4m。 [6]已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，由图丁知，大弹簧的弹力与被压缩距离间的比值 所以有 F1=k∆L1=5N/m×∆L1 两弹簧一起被压缩时，小弹簧被压缩的距离为 ∆L2=0.6m-0.4m=0.2m 两弹簧一起被压缩时满足 F=F1+F2 即 5N=5N/m×0.6m+k2×0.2m 解得k2=15N/m。所以小弹簧中的弹力 F2 与被压缩量∆L2 之间的定量关系式可表示为 F2=10N/m×∆L2 13．学习了弹力知识后，小萱发现：给弹簧施加拉力，当拉力越大时，弹簧的伸长量就越大。于是小萱提出猜想：弹簧所受拉力（F）跟弹簧的伸长量（ΔL）成正比。实验桌上已经备有如下器材：两端有钩的弹簧一根、一个铁架台、一个刻度尺、六个质量均为m的钩码。 她利用上述器材进行了以下实验： ①将弹簧竖直挂在铁架台的横杆上使其静止，用刻度尺测出弹簧在不受拉力时的长度L0并记录在表格中； ②如图，在弹簧下端挂上1个钩码，待弹簧稳定后，弹簧受到的拉力F等于钩码的重力，用刻度尺测出此时弹簧的长度L，并将m、F、L记录在表格中； ③仿照步骤②再做五次实验，依次在弹簧下端挂上2、3、4、5、6个钩码（在弹簧的弹性限度内），并将每次实验对应的m、F、L记录在表格中。 ④利用公式F＝mgΔL＝L﹣L0算出弹簧拉力F和弹簧伸长量ΔL并记录在表格中。 (1)小萱计划探究的问题中的自变量是_______；因变量是_______； (2)请针对小萱计划探究的问题补充完整实验表格。 【答案】(1) 弹簧的伸长量ΔL 弹簧所受拉力F (2) L0/m L/m ΔL/m m/g F/N 【详解】（1）小萱提出的猜想为：弹簧所受拉力F跟弹簧的伸长量ΔL成正比，则她计划探究的问题中的自变量是弹簧的伸长量ΔL，因变量是弹簧所受的拉力F。 （2）分析实验步骤可知，实验中需要记录弹簧的原长L0、所挂钩码的质量m、弹簧受到的拉力F、弹簧的长度L以及弹簧的伸长量ΔL，且实验需要进行6次，所以，实验数据记录表格如下： L0/m L/m ΔL/m m/g F/N 14．请根据上面文章中内容，回答下面的问题： 胡克定律 我们知道，在弹性限度内，弹簧受到（施加）的弹力大小同其形变量（长度变化量）大小成正比。如果写成数学表达式就具有形式F=kx。其中x代表形变量的大小，F代表弹力大小，比例系数k被称为劲度系数，它是弹簧的属性，依赖于弹簧的形状和材质，这个公式被称为弹簧的胡克定律。 一般地，当一个杆状材料发生沿着轴向的拉伸（或者压缩）时，它的形变情况比弹簧更加复杂：除了沿着轴向的拉伸之外，还会存在着垂直于轴向的形变。如图所示的直杆被沿F方向拉伸时，直杆中央的一个小正方形区域a形状改变成为了菱形b。在弹性体形变量不大时，成立的推广的胡克定律。 其中S代表材料不受力时垂直于拉伸方向上的弹性体截面积，l代表弹性体不受力时的长度（即原长），而Δl代表其形变的大小。公式中出现了一个新的比例系数Y，它被称为杨氏模量，在满足上面的假设时它是一个反映物质弹性性质的常数，而和杆的具体形状（截面积和原长）无关。可以看到，对于直杆拉伸的情况，等效的劲度系数为，表现为原长越长的杆受到相等的力时，发生的拉伸就越长。 上面这种弹力正比于形变量的规律仅适用于形变量很小的情况，是处理金属这样的理想弹性物质的有力工具。然而，对于像橡皮筋（橡胶）这样的物质，其所受弹力和形变量的比值随着形变增加而降低。更好地理解这类非理想的弹性体有着重要的理论和实际价值，在材料物理学中也是相当前沿的开放课题。 (1)依据弹簧的胡克定律，人们设计了一种弹簧测力计，用弹簧的________（选填“长度变化量”或“长度”）来表示弹簧受力的大小； (2)一个截面为正方形的黄铜柱体，底面积为1×10-4 m2，高1 m，当垂直于黄铜柱体正方形截面的弹力为1000 N时，黄铜柱体被拉伸1×10-4 m，假设其处于弹性限度内，则黄铜的杨氏模量为________N/m2； (3)一条橡皮筋所受弹力大小F和它的长度l的可能关系更接近于如图中的________（选填“A”，“B”或“C”） A． B． C． 【答案】(1) 长度变化量 (2) (3)B 【详解】（1）根据弹簧胡克定律，弹性限度内弹簧弹力大小和弹簧的长度变化量（形变量）成正比，因此弹簧测力计是利用弹簧的长度变化量来表示受力的大小。 （2）根据题干给出的公式，变形得杨氏模量，代入已知数值，，，，计算得 （3）根据题干描述，橡皮筋的弹力和形变量的比值随形变增加而降低，在图像中，图像的斜率等于，正好对应这个比值，因此图像的斜率应该逐渐减小，A是直线，斜率不变，对应理想弹性体，不符合；C图像斜率逐渐增大，不符合要求；B图像斜率逐渐减小，符合橡皮筋的特点，因此选B。 15．（多选）物理思想和方法是研究物理问题重要手段。以下说法正确的是（　　） A．把一个物体当作“质点”进行研究，使用了控制变量法 B．在研究重力的作用点重心过程中，利用了等效的思想 C．如图所示，伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：提出问题→大胆猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 D．如图所示，研究弹力时，书本放在桌面上对桌面有压力，这种形变非常微小，我们可以通过观察反射的激光的变化来判断，这种方法被称之为微小量放大法 【答案】BCD 【详解】A．把物体当作“质点”研究，使用的是理想模型法，而非控制变量法，故A错误； B．重心是重力的等效作用点，研究重心利用了等效思想，故B正确； C．伽利略探究落体规律的方法是：提出问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论，故C正确； D．通过激光反射观察微小形变，使用了微小量放大法，故D正确。 故选BCD。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $