3.3 力
一、多选题
1.下列有关力的说法正确的是( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
B.用力越大,弹簧被拉的越长说明力的大小会影响力的作用效果
C.火箭可以自己升空,说明力不需要施力物体
D.小明推动小车向前做匀速直线运动,说明力可以改变物体的运动状态
二、单选题
2.关于力,下列说法中正确的是( )
A.投出去的铅球,落地前受到重力和推力
B.马拉车前进,马对车施力时车对马并没有施力
C.力在使物体发生形变的同时,也一定改变了物体的运动状态
D.静止在地面或桌面上的物体所受支持力的方向总与接触面垂直
3.甲、乙两位同学分别用4N的力拉一个弹簧测力计的两端,关于测力计示数正确的是( )
A.8N B.4N C.0N D.2N
4.下列物体不能产生弹力的是( )
A.压弯的锯条 B.踩着的足球 C.拉开的皮筋 D.砸扁的铁丝
5.赛龙舟是汉族在端午节最重要的民俗活动之一,如图所示,水手用船桨向后划水,龙舟向前行驶,推动龙舟向前行驶的力的施力物体是( )
A.水手 B.水 C.船桨 D.龙舟
三、简答题
6.2020年新年刚开始,京广线发生塌方导致T179次列车车厢部分倾覆脱轨侧翻,如图所示。据村民回忆,“中午突然听到巨响,还以为临近清明有人扫墓放炮,后来听到警报声出去一看,才知道是火车脱轨了”。事故发生后,政府调集多部门出动抢险人员1000余人,多台挖机、轨道车、大型捣固机、救援列车进行多轮搜救,将伤亡降低到最小程度,并在最短时间内恢复了交通。请结合文字与图片,找出一个与以上情景有关的物理信息,并指出对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:物理信息:列车车厢部分倾覆脱轨侧翻;
物理知识:物体的位置、形状改变,其质量不变。
四、作图题
7.木块在拉力F作用下正向右运动,画出木块所受弹力示意图。
8.绳子对小球的拉力为15牛,请根据图中给出的标度值,用力的图示法画出绳对小球的拉力。
五、计算题
9.一根轻质弹簧,当它在100N的拉力作用下,总长度为0.55m。当它在300N的拉力下,总长度为0.65m,求:
(1)弹簧不受拉力时自然长度为多大?
(2)此弹簧弹性系数多大?(提示:F=kx中,k为弹性系数, x为弹簧伸长的长度)
10.弹簧受力时一般遵循“胡克定律”:在弹性限度内,弹簧所受的拉力F的大小与弹簧的伸长量Δx成正比,即F=Δkx(k为弹簧的“劲度系数”,单位是N/m”)。已知某弹簧在不受任何力时长度为8cm,当该弹簧受到拉力F1=2N时长度为12cm;受到拉力F2时长度为16cm(F1、F2均在该弹簧的弹性限度内),求该弹簧的劲度系数k和拉力F2的大小。
六、实验题
11.为了探究“在弹性限度内,弹簧的伸长与受到拉力的关系”,所用的装置如图,实验器材是:一个铁架台、一端有环一端有钩的弹簧2根(能承受的最大拉力均为10牛)、1N的钩码若干、刻度尺一把。记录的实验数据如下表:
表一 弹簧A 表二 弹簧B
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码的个数 1 2 3 1 2 3
拉力F(牛) 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0
弹簧的伸长Δx(厘米) 2.0 4.0 6.0 1.0 2.0 3.0
(1)分析比较实验序号1、2与3(或4、5与6)的数据及相关条件,初步归纳的结论是:同一根弹簧,在弹性限度内,___________;
(2)分析比较实验序号 1与4或2与5或3与6的数据及相关条件,初步归纳的结论是:不同弹簧,在弹性限度内,___________,弹簧伸长的长度不同;
(3)进一步综合分析表一、表二得到的数据关系,可归纳得出:同一根弹簧,在弹性限度内,__________________是一个定值,不同弹簧这个比值不同;
(4)小华认为实验中可以用弹簧测力计代替钩码。他的做法是:用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端向下拉来改变力的大小,力的数值由弹簧测力计读出。你认为用弹簧测力计好,还是用钩码更好一些?答:___________;理由是:___________。
12.如图甲所示,请选择图中测量精确度更高的刻度尺进行读数,则结果应该记为______ cm;用如图所示的弹簧测力计称量时,该测力计的分度值为______ N,桶和水的总重为______ N。
13.在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中,小钟设计了如图所示的实验:
(1)实验时弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块,使其在水平方向做_______运动,根据_______的知识,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)为比较滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,应选用图中_______两个实验进行探究;
(3)比较甲,丁两个实验,小钟发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,得出了滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为她的结论是_______(选填“正确”或“错误”)的,理由是:_______。
(4)在做图甲的实验时,小钟想知道滑动摩擦力的大小是否与速度的大小有关,她先后用_______匀速拉动木块,如弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与速度的大小_______(选填“有关”或“无关”)。
14.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中。
(1)如图所示,为测出滑动摩擦力大小,三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向_________拉动木块A,弹簧测力计的示数F1<F2<F3,图中F3为_________N;
(2)丙图中,若增大弹簧测力计的拉力,此时木块A所受滑动摩擦力_________;
(3)比较_________两幅图,可得出:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
15.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所示,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)分析图像及有关数据,可以得出的结论是:在一定范围内,弹簧的伸长量与所受到的拉力成________比,根据这个原理制成了________。
七、填空题
16.图中弹簧测力计的示数是___________N。
17.嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,于2020年12月2日完成月面自动采样封装任务,采集月球土壤样本1731g。当月球土壤样本带回地球后,其质量将___________(填“变大”、“变小”或“不变”);嫦娥五号上升器从月球表面点火升空是因为力改变了物体的___________。
18.用力推课桌的下部,课桌会沿底面滑动,而推课桌的上部,则课桌可能会翻到,这说明力的作用效果与力的_____有关。
19.小刚放学骑自行车回家,在水平路面上正用力蹬脚踏板加速前进时发现前方有情况,他刹住后车轮减速停车。他加速前进时,地面对车前轮摩擦力方向向 ___________,地面对车后轮摩擦力方向向 ___________,刹车时,地面对车后轮摩擦力方向向 ___________(均选填“前”或“后”)。
20.如图所示的弹簧测力计的分度值是___________N,量程___________N,此时示数为___________N。
参考答案:
1.AB
【解析】
【详解】
A.用力捏橡皮泥,手对橡皮泥的力使橡皮泥的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状,故A正确;
B.用力拉弹簧,力度越大,弹簧就被拉得越长,说明了力的作用效果与力的大小有关,故B正确;
C.火箭向下喷出燃气,则火箭对燃气有一个向下的作用力,而力的作用是相互的,所以燃气也会给火箭一个向上的反作用力,因此动力的施力物体是燃气,故C错误;
D.小车做匀速直线运动,运动状态没有改变,故D错误。
故选AB。
2.D
【解析】
【详解】
A.投出去的铅球,除受到空气阻力外,落地前只受到重力,能够在空中飞行是因为铅球具有惯性,故A错误;
B.马拉车前进,由于物体间力的作用是相互的,因此马对车施力时车也对马施力,故B错误;
C.力在使物体发生形变的同时,不一定改变了物体的运动状态,例如把弹簧拉长,只是改变了弹簧的形状,并没有改变弹簧的运动状态,故C错误;
D.静止在地面或桌面上的物体所受支持力的方向总与接触面垂直,故D正确。
故选D。
3.B
【解析】
【详解】
因为物体间力的作用是相互的,当甲、乙两人在水平方向各用4N的力沿相反方向拉同一个弹簧测力计,假设甲拉的一端被固定,乙的拉力作用在弹簧测力计的挂钩上,因此弹簧测力计的示数等于乙的作用力,即4N,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.D
【解析】
【详解】
物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
A.压弯的锯条发生弹性形变,产生弹力,故A不符合题意;
B.踩着的皮球发生弹性形变,产生弹力,故B不符合题意;
C.拉开的橡皮筋发生了弹性形变,产生弹力,故C不符合题意;
D.砸扁的铁丝不具有弹性,故不会产生弹力,故D符合题意。
故选D。
5.B
【解析】
【详解】
水手用船桨向后划水,对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水对船桨有向前的力,这个力就是推动龙舟向前行驶的力,因此施力物体是水,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.见解析
【解析】
【详解】
物理知识:中午突然听到巨响。
物理知识:声是通过空气传播到人耳的。
7.
【解析】
【详解】
对物体受力分析可知,物体受到竖直向上的支持力(弹力)F1和弹簧对物块向右的拉力(弹力)F2,如图所示:
8.
【解析】
【详解】
找出物体的重心,从重心沿绳子竖直向上画一条直线,标上箭头,使线段等于三个标度的长,并标出力的数值,如图所示:
9.(1)0.50m;(2)2000N/m
【解析】
【详解】
解:(1)设弹簧原长为L0,根据弹簧的伸长跟受到的拉力成正比得
解得L0=0.50m。
(2)k为弹性系数,由F=k x可知
100N=k(0.55m-0.50m)
解得k=2000N/m。
答:(1)弹簧不受拉力时自然长度为0.50m。
(2)此弹簧弹性系数为2000N/m。
10.50N/m;4N
【解析】
【详解】
解:当拉力F1=2N时,弹簧的伸长量
Δx1=12cm-8cm=4cm=0.04m
该弹簧的劲度系数
受到拉力F2时长度为16cm,弹簧的伸长量
Δx2=16cm-8cm=8cm=0.08m
拉力F2的大小
F2=kΔx2=50N/m×0.08m=4N
答:该弹簧的劲度系数k是50N/m;拉力F2为4N。
11. 弹簧伸长的长度跟它受到的拉力成正比 拉力相同时 弹簧受到拉力与弹簧的伸长的比值 用钩码更好 见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]由表格1、2、3次实验知,钩码个数分别为1、2、3个时,拉力对应为1.0N、2.0N的3.0N,弹簧的伸长量分别是2.0cm、4.0cm和6.0cm,弹簧所受的拉力与弹簧的伸长量的比值是一个定值为0.5,所以:同一根弹簧,在弹性限度内,弹簧伸长的长度跟它受到的拉力成正比。
(2)[2]由1和4次实验知,两根弹簧受到的拉力相同都为1.0N时,弹簧的伸长量分别为2.0cm和1.0cm,所以:不同弹簧,在弹性限度内,拉力相同时,弹簧伸长的长度不同。
(3)[3]由表格4、5、6次实验知,弹簧B受到的拉力为1.0N、2.0N和3.0N时,对应的弹簧伸长量分别为1.0cm、2.0cm和3.0cm,弹簧所受的拉力与弹簧的伸长量的比值是一个定值为1,由分析(1)知,弹簧A的定值为0.5,由此可得:同一根弹簧,在弹性限度内弹簧所受的拉力与弹簧的伸长长度的比值是一个定值,不同弹簧这个比值不同。
(4)[4][5]用弹簧测力计进行实验时,测力计很难控制力的大小,弹簧的伸长量不易准确测量,所以用钩码更好。
12. 2.80 0.2 4.2
【解析】
【详解】
[1]物体上面刻度尺,1cm之间有2个小格,其分度值为0.5cm;物体下面的刻度尺,1cm之间有10个小格,其分度值为0.1cm=1mm,使用下面刻度尺测量更准确,此时物体左侧与1.00cm对齐,右侧与3.80cm对齐,所以物体的长度为
L=3.80cm-1.00cm=2.80cm
[2][3]图中弹簧测力计一个大格表示1N,里面有5个小格,因此它的分度值为0.2N,示数为4.2N,则桶和水的总重为4.2N。
13. 匀速直线 二力平衡 乙、丙 错误 没有控制压力大小不变 不同的速度(改变速度) 无关
【解析】
【详解】
(1)[1][2]实验时,弹簧测力计需要拉动木块做匀速直线运动,这样可以使木块处于平衡状态,而在水平方向木块只受弹簧测力计的拉力和摩擦力作用,根据二力平衡可知,此时拉力的大小等于摩擦力的大小。
(2)[3]探究摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,根据控制变量法,除了接触面粗糙程度不同外,其它条件都应该保持相同,故可以选择乙、丙两个实验。
(3)[4][5]对比甲、丁两个实验,两者除了接触面积不同外,两者对木板的压力也不同,这不符合控制变量法,无法确定结果是由接触面积还是压力导致的,故小钟的结论是错误的。
(4)[6][7]用不同的速度匀速拉动木块,测力计示数不变说明滑动摩擦力与速度大小无关。
14. 匀速 2.4 不变 甲乙
【解析】
【详解】
(1)[1]利用二力平衡原理测摩擦力,物体匀速直线运动时,拉力与摩擦力大小相等,故要匀速拉动。
[2]由丙图可以看出弹簧测力计分度值0.2N,根据指针位置读出弹簧测力计示数2.4N。
(2)[3]滑动摩擦力大小只受压力大小和接触面粗糙程度影响,与拉力大小无关,所以增大拉力,木块A所受滑动摩擦力大小不变。
(3)[4]由图可得压力相同,接触面粗糙程度不同的是甲乙两图,故甲乙两图可得出:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
15. 2 6 正 弹簧测力计
【解析】
【详解】
(1)[1]读图可知,当拉力为0时,弹簧的长度为2cm,即它的原长是2cm。
(2)[2]弹簧在受6N拉力时,其长度为8cm,则其伸长量为
8cm-2cm=6cm
(3)[3][4]从图中可以看出,在拉力在的范围内,弹簧的长度与拉力的变化图线呈线性变化,说明此时弹簧的伸长量与拉力成正比,并根据此原理制成了弹簧测力计。
16.3.6
【解析】
【详解】
测力计一大格是1N,一大格中有5小格,每一小格是0.2N。则测力计的示数为3.6N。
17. 不变 运动状态
【解析】
【详解】
[1]质量是物体的一种属性,质量大小与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关,所以月球土壤样品被带回地球后,质量不变。
[2]嫦娥五号上升器从月球表面点火升空,上升器由静止变为运动,因为力改变了物体的运动状态。
18.作用点
【解析】
【详解】
力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关,用力推课桌的下部,课桌会沿底面滑动,而推课桌的上部,则课桌可能会翻到,说明力的作用效果与力的作用点有关。
19. 后 前 后
【解析】
【详解】
[1]自行车用力蹬而加速前进时,后轮相对于地面有向后的运动趋势,因此后轮所受地面的摩擦力向前。
[2]前轮是在后轮的推动下,相对与地面又向前的运动,所以前轮受到的摩擦力与相对运动的方向相反,即向后。
[3]刹车时,自行车的前后轮相对地面都有向前运动的趋势,所以地面对车前、后轮摩擦力方向向后。
20. 0.2 0~5 2.4
【解析】
【详解】
[1][2][3]读图可知,弹簧测力计最大称量值为5N,所以其量程应记作0~5N;从0~1N之间一共分出了5个小格,所以每个小格就是它的分度值0.2N;测力计的指针在2N以下第两个小格处,示数为