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第2节 弹力 弹簧测力计
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1.知道什么是弹力,弹力产生的条件。
2.了解弹簧测力计测力的原理。
3.会正确使用弹簧测力计测量力的大小。
1、弹力产生的条件和弹力的方向
2、弹簧测力计测力的工作原理
3、弹簧测力计的使用。
力可以改变物体的_________
力可以使物体发生_____
形状
变化
体积
变化
一、形变 :
1、定义:
由于外力作用下,物体形状、体积大小的变化,称为形变。
2、分类:明显形变和微小形变
F
F
F
有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小。
【课堂影院】放大法观察物体的微小形变
【做一做 想一想】
用力分别压弹簧、拉橡皮筋、挤压橡皮泥、捏面团;松手后,分别会发生什么现象?你能据此分类吗?
能恢复到原来的形状
不能恢复到原来的形状
弹性形变和塑性形变
1、弹性形变:
物体受力时发生形变,不受力时,又恢复原来形状,这种形变称为弹性形变。
被拉长或压缩的弹簧
被压弯的跳板
2、塑性形变:
物体受力时发生形变,不受力时,不能自动恢复原来形状,这种形变称为塑性形变
被拉弯的弓会产生的力,把箭弹射的很远。
被压弯的蹦床会产生的力,把人弹起来。
弹 力
1、定义:
物体由于发生弹性形变而产生的力,叫做弹力。
注:
(1)弹力不是指“弹簧产生的力”。
(2)弹力是施力物发生弹性形变产生的。
2、弹力产生的条件:
(1)物体要直接接触;
(2)相互挤压或拉伸;
(3)发生弹性形变
以3点同时满足缺一不可
二、弹力
【典例】判断两个球与接触面之间是否有弹力?
A
B
C
D
A点: ,B点:
C点: ,D点: 。
判断两个球与接触面之间是否有弹力?
A
B
C
D
A点:
B点:
C点:
D点:
判断方法:
撤掉接触面,球会不会动。如果动就有弹力,不动就没有。
F1
F2
F1地面对球的弹力—支持力
F2球对地面的弹力—压力
F3
F4
F3斜面对球的支持力
F4球对斜面的压力
3、常见的弹力:
推力、拉力、压力、支持力。
F
用手压缩弹簧时,感觉一下弹力的方向
用手拉伸弹簧时,感觉一下弹力的方向
4、弹力的方向:
总是指向施力物体恢复原状的方向;总是与施力物体形变方向相反(与接触面垂直)。
F
F
F
F
1.(多选)木块在水平面上运动时,下列力中是弹力的是( )
A.木块受到的重力 B .水平面对木块的支持力
C .木块受到的阻力 D.木块对水平面的压力
2.关于弹力,下列叙述正确的是( )
A、物体发生形变时产生的力叫弹力
B、不相互接触的物体间也可产生弹力
C、拉力不属于弹力
D、压缩的弹簧能产生弹力
3、下列关于弹力产生条件的说法中,正确的是( )
A、物体间不相互接触,也能产生弹力
B、只要两物体接触就一定会产生弹力
C、只有弹簧才能产生弹力
D、两个物体直接接触、挤压,且发生弹性形变时,才会产生弹力
4.关于形变,以下说法正确的是( )
A.物体发生形变,一定受到力的作用
B.用力压桌子,桌子是坚硬物体不会发生形变
C.物体发生的形变只有弹性形变
D.橡皮泥受到挤压后变形,它的弹性很好
5.在下图中,甲、乙两球相互间一定有弹力作用的图是( )
探究物体形变大小与外力大小的关系
1.用不同的力拉橡皮筋,观察橡皮筋的形变程度,分析橡皮筋的形变与拉力的关系。
【做 一 做】
2.用大小不同的力拉弹簧,分析拉力大小与弹簧伸长程度的关系。
结论:
在一定范围内,外力越大,物体形变的程度就越大。
橡皮筋或弹簧能不能无限的被拉长呢?
弹性限度
【实验操作】
取出圆珠笔里的小弹簧,先用较小的力拉,再用较大的力拉,发生较大形变。观察后一种情况下,撤去力后弹簧还能恢复原状吗?
弹性限度:
物体的形变量超过一定限度,物体就不能恢复到原来的形状,这个限度叫弹性限度。
【课堂活动】比比谁的力气大
请几位同学上台拉拉力器。
【思考】
你是依据什么判断谁的力气大的?
根据生活经验,弹簧被拉的 ,受到的拉力 。
【讨论】如何实验验证上述规律?小组讨论设计实验方案。
三、探究弹簧伸长量与拉力的关系
因变量 y
自变量 x
F拉 = 0.5N
注意:不能超过弹簧的弹性限度
测
【实验器材】弹簧、钩码、刻度尺、铁架台
(1)将一根弹簧用铁架台固定,标记弹簧原长位置;
(2)将一个钩码挂在弹簧下方,静止后记录此时弹簧位置,用刻度尺测量弹簧伸长的长度ΔL,记录此时拉力F 和ΔL到表格中;
(3)再将一个相同的钩码继续挂在原钩码下方,静止后标记弹簧位置,用刻度尺测量弹簧伸长的长度ΔL,记录此时拉力F 和ΔL到表格中;
(4)仿照步骤(3)重复4次实验,测量记录对应的F和ΔL到表格中。
【实验步骤】
【课堂影院】弹簧的伸长和拉力的关系
【实验记录表】
F / N
L0 / cm
L / cm
ΔL / cm
利用ΔL=L- L0,计算出伸长量
【分析数据】
F / N
ΔL / cm
0.5 1 1.5 2 2.5 3
5 10 15 20 25 30
结论:
在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力大小成正比。
弹簧测力计的工作原理
弹簧测力计
1
弹簧测力计的用途
四、弹簧测力计
测量力的大小的工具
圆筒测力计
平板测力计
条形盒测力计
2
弹簧测力计的工作原理
在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力大小成正比。
弹簧测力计的构造
指针
挂钩
弹簧
刻度盘
3
弹簧
挂钩
吊环
指针
面板
铁杆
① ②
① ②
量程
分度值
0~5 N
0~5 N
量程和分度值
4
5
弹簧测力计的使用
“三看清”:
看清测力计的量程、分度值,以及指针是否对准零刻线,
若不是,应调零。
注:若用弹簧测力计测物体的重力,则需要沿竖直方向调零。
测量前,用手轻轻地来回拉动几次,避免指针、弹簧和外壳之间的摩擦过大而影响测量的准确性。
测量时,力的方向必须与弹簧的轴线方向保持一致。(避免弹簧、挂钩和外壳接触,阻碍弹簧形变)。
注:弹簧测力计不一定要竖直使用,还可以水平或斜着使用
读数时,应保持测力计处于静止或匀速直线运动状态。视线必须与刻度面垂直(不估读,靠近哪个刻度读那个刻度)。
⑤记录数值和单位。
【课堂影院】弹簧测力计的使用
弹簧测力计倒过来,显示0.6N。
测的是金属外壳对弹簧的拉力
在拉环上挂2牛的钩码,显示2.6N。
弹簧测力计倒拉,测量值偏大
弹簧秤
托盘秤
6
其他形式的测力计
机械握力计
电子握力计
1、如右图中弹簧测力计的分度值是 N,量程是 N,图中弹簧测力计的示数为 N。
2. 下列是晓明同学对弹力知识的一些总结,其中,正确的是( )
①篮球可以从地上弹起来是因为篮球受到了弹力的作用
②处于原长的弹簧也受到弹力的作用
③所有的力都是弹力
④在气球不被压破的情况下,气球被手压的越扁,手所受的弹力越大.
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
3、关于弹簧测力计的使用,下列几种说法中错误的是( )
A、弹簧测力计必须竖直放置
B、使用前必须检查指针是否在“0”刻度处
C、使用时弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦
D、使用时必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围
4. 下列四幅图是描述某一轻质弹簧在弹性限度内,受水平拉力F 作用下发生形变后静止时的场景,其中与事实相符的是 ( )
5.某同学用弹簧测力计时,测一个物体重力时,手持挂钩,将物体挂在拉环上,测力计的读数为5N,则物体的重力为( )
大于5N B. 等于5N
C. 小于5N D. 以上都有可能.
6.如图一人的两只手同时沿水平方向各用4N的力,分别向两侧拉一个轻质弹簧测力计的两端,当弹簧测力计静止时,其示数为( )
A.0N B.4N C.8N D.2N
7.几个同学用同一个弹簧拉力计比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,则( )
A.臂力大的人所用的拉力大;
B.手臂长的人所用的拉力大;
C.体重大的人所用拉力的;
D.每个人所用的拉力一样大;
9、一根长8 cm的弹簧,当所受拉力8 N时,长度变为12 cm,当所受拉力12 N时,长度变为( )
A.10 cm
B.12 cm
C.14 cm
D.20 cm
10. 一茶杯放在桌面上,下列关于茶杯和桌面的受力论述中,正确的是( )
A. 茶杯和桌面之间有弹力作用,其原因是桌面发生了形变,茶杯并未发生形变
B. 桌面受到向下的弹力,是由于桌面发生了形变
C. 桌面受到向下的弹力,是由于茶杯发生了形变
D. 茶杯受到向上的弹力,是由于茶杯发生了形变
11.如图,在光滑的水平面上,一弹簧左端固定在墙壁上,右端与一金属小球连接,O点是弹簧为原长时小球的位置。现对小球施加一外力压缩弹簧使小球到达A点,然后释放小球,小球将在AB之间做往复运动。下列说法中正确的是( )
A.弹簧对小球的弹力的施力物体是小球
B.弹簧的形变为弹性形变
C.在金属球由O向A运动的过程中,
弹簧对小球的弹力由O指向A
D.在金属球由O向B运动的过程中,弹簧的弹力大小不变
13.某同学在探究弹簧的特点时,得出了弹簧的长度与弹簧受到的拉力的关系如图,请回答下列问题:
(1)这根弹簧的原长是________cm。
(2)弹簧在受到6N的拉力时,弹簧比原来伸长了________cm。
(3)分析图象及有关数据,你可得出的结论是在拉力不超过________N的范围内,弹簧的伸长量与拉力成________比。