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教科版八年级物理下册7.3 弹力 弹簧测力计 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·泰安期末)弹簧测力计分别受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2的作用,F1、F2均为2N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为 0N B.弹簧测力计的示数为 2N
C.弹簧测力计的示数为 4N D.F1与F2是一对相互作用力
【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】ABC.用两个方向相反的力拉弹簧测力计的两端,弹簧测力计受平衡力作用,受到的作用力为2N,即弹簧测力计的示数为2N,AC不符合题意,B符合题意;
D.因为F1、F2方向相反,都作用在弹簧测力计上且大小均为2N,弹簧测力计静止不动,所以F1、F2是一对平衡力,不是一对相互作用力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和同一的物体上,是一对平衡力;两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和不同的物体上是一对相互作用力。
2.(2022八下·新抚期末)王亚平等三位航天员在中国空间站“天宫”上工作6个月之久,三位航天员所在太空舱“失重”环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A.举杠铃 B.做引体向上
C.拉弹簧拉力器 D.跳绳运动
【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.举杠铃需要克服杠铃的重力,在失重状态下,可以用很小的力举起杠铃,无法实现锻炼的目的,A不符合题意;
B.做引体向上需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,B不符合题意;
C.拉弹簧拉力器需要克服弹簧的弹力,在失重状态下,仍然需要很大的力拉弹簧拉力器,能够实现锻炼的目的,C符合题意;
D.跳绳运动需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在失重状态下,物体发生形变产生弹力。
3.(2022八下·乐亭期末)如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则每个人的拉力F分别为( )
A.4N 0 B.2N 2N C.4N 4N D.8N 8N
【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】当弹簧受力平衡,保持静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小为4N;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,仍为4N,且弹簧两端所受人的拉力大小相等,即均为4N,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】保持静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小;弹簧两次伸长量相同,拉力不变。
4.(2022八下·朝阳期末)下列各种工具中,主要应用弹簧的弹性来工作的是( )
A.天平 B.密度计 C.铅垂线 D.弹簧测力计
【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A.天平是利用等臂杠杆的原理来工作的,A不符合题意;
B.密度计是利用了物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理来工作的,B不符合题意;
C.铅垂线是利用重力的方向始终是竖直向下的性质来工作的,C不符合题意;
D.弹簧测力计是测量力大小的仪器,利用弹簧的伸长跟受到拉力成正比来工作的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹簧测力计利用了弹簧的弹力。
5.(2022八下·福田期末)如图甲所示,弹簧测力计通过细绳系住物体A,静止时示数为2.0N,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计只能沿竖直方向使用
B.物体A所受拉力的施力物体是弹簧测力计
C.若用图乙的方法测量A的重力,其示数也为2.0N
D.弹簧测力计在使用前必须来回轻轻拉动挂钩,为了避免弹簧发生卡壳现象
【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A.使用弹簧测力计测力时,需使力的方向与弹簧轴线方向在同一条直线上,所以弹簧测力计可以沿竖直方向使用,也可以不沿竖直方向使用,A不符合题意;
B.由题意可知,与物体A直接接触的物体是细绳,所以物体A所受拉力的施力物体是细绳,而不是弹簧测力计,B不符合题意;
C.乙图将弹簧测力计倒过来使用时,测力计外壳、拉环等的重力都由弹簧来承担,会在测力计上显示一定的示数,从而使最终的测量结果偏大,略大于2.0N,C不符合题意;
D.因为弹簧测力计的弹簧被包裹在外壳里面,因此,使用时先轻轻来回拉动几次,可避免弹簧与外壳之间发生卡壳,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹簧测力计测量重力时,竖直方向使用测力计;使用弹簧测力计前,活动弹簧,可以避免弹簧卡壳。
6.(2022八下·深圳期末)下列现象中,发生了弹性形变的是( )
A.橡皮泥上留下漂亮的指印 B.饼干捏变成碎片
C.粉笔掉到地上断成两截 D.跳板被跳水运动员压弯
【答案】D
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.橡皮泥上留下漂亮的指印,发生的不是弹性形变,因为橡皮泥形变后不能恢复原状,A不符合题意;
B.饼干捏变成碎片,饼干形变后不能恢复原状,发生的不是弹性形变,B不符合题意;
C.粉笔掉到地上断成两截,粉笔形变后不能恢复原状,发生的不是弹性形变,C不符合题意;
D.跳板被跳水运动员压弯,运动员离开后能够恢复原状,发生的是弹性形变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹性形变是能恢复原状的形变。
7.(2022八下·萝北期末)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N B.0N,5N C.5N,5N D.5N,10N
【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N. 同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N.
故答案为:C.
【分析】绳子拉力等于重力,弹力与绳子拉力是一对平衡力,大小相等。
8.(2022八下·兴化期末)下列物品主要从“弹性”这一物理属性考虑选材的是( )
A.锯铁条的钢锯条 B.包装盒内的泡沫塑料
C.扎头发的橡皮筋 D.教室窗户上的玻璃
【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.锯铁条的钢锯条具有较大的硬度,A不符合题意;
B.包装盒内的泡沫塑料比较软,可以减震,B不符合题意;
C.扎头发的橡皮筋有良好的弹性,C符合题意;
D.教室窗户上的玻璃有好的透光性,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】力消失时,可以恢复原来形状的形变叫弹性。
9.(2022八下·越秀期末)用力压橡皮泥,如图甲所示;在弹簧的弹性限度内,用力压或拉弹簧,如图乙所示.以下说法正确的是( )
A.图甲中,手对橡皮泥的压力不是弹力
B.图乙中,用力压弹簧,弹簧对手没有产生弹力
C.图乙中,只有用力拉弹簧才能说明力可以使物体形变
D.图乙中用力拉弹簧,当两手拉开的距离越大感到越费力,是因为弹簧被拉得更长
【答案】D
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.图甲中,手对橡皮泥施加压力的同时,橡皮泥也在对手施加力,力的作用是相互的,手由于受力发生弹性形变,所以产生弹力,所以手对橡皮泥的压力是弹力,A不符合题意;
B.图乙中,用力压弹簧的同时,弹簧也在对手施加力,力的作用是相互的,弹簧由于发生弹性形变产生弹力,所以弹簧对手有产生弹力,B不符合题意;
C.图乙中,对弹簧施加拉力或者压力都可以使弹簧发生形变,C不符合题意;
D.图乙中用力拉弹簧,弹簧被拉得更长,弹性形变程度越大,弹簧产生的弹力就越大,所以拉开弹簧就感到越费力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】力的作用是相互的,发生弹性形变的物体是弹力的施力物体;弹性形变程度越大,弹簧产生的弹力就越大。
10.(2022八下·张家港期末)如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,小明用手水平向右拉伸弹簧的另一端使之发生弹性形变、长度伸长。此时,“弹簧力图恢复原来的形状而产生的力”是( )
①手对弹簧施加的力
②弹簧对手施加的力
③墙对弹簧施加的力
④弹簧对墙施加的力
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【知识点】弹力
【解析】【解答】弹簧形变产生的力,即弹簧的弹力,施力物体为弹簧,因为手和墙拉弹簧,所以弹簧发生弹性形变,产生的是对手和墙的拉力,故②④符合题意,①③不符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹簧的形变产生的弹力,使与之接触的物体受到力。
11.(2022八下·卫辉期中)某种弹簧拉力器是由三根相同的弹簧并联组成,如果将一根弹簧拉长5cm,要用10N的力,若将3根这样的弹簧同时拉长10cm,所需的拉力是( )
A.30N B.45N C.60N D.90N
【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】将一根弹簧拉长5cm,要用10N的力,若将1根这样的弹簧拉长10cm,所需的拉力
解得 ;
若将3根这样的弹簧同时拉长10cm,所需的拉力是
所需的拉力是60N。
故答案为:C。
【分析】根据弹簧受到的力和形变量,结合弹簧的形变,计算力的大小。
12.(2022八下·河源期中)下列使用弹簧测力计的方法中错误的是( )
A.使用前应先调零
B.弹簧测力计使用时只能竖直放置
C.物体对弹簧测力计的拉力不能超过量程
D.记录数据时应同时写上力的单位
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】弹簧测力计在使用中不能超过弹簧测力计的量程,否则会损坏弹簧测力计,弹簧测力计可以测量各个方向的力,在使用之前要让弹簧测力计在所测力的方向调零,记录数据时应同时写上力的单位,没有单位是没有意义的,ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合弹簧测力计的使用方法逐项分析即可。
13.(2022八下·玉林期中)如图所示,跳水运动员在起跳前压弯跳板,因跳板形变后要恢复原状所产生的力是( )
A.脚对跳板的压力 B.跳板对脚的支持力
C.跳板受到的重力 D.运动员受到的重力
【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】跳水运动员向下压跳板,跳板发生弹性形变,变弯的跳板要恢复原状就会弹起运动员,使运动员受到一个向上的力,即跳板对脚的支持力.
故答案为:B.
【分析】物体间力的作用是相互的;力可以使物体发生形变,可以改变物体的运动状态。
14.(2022八下·天元期中)如下图所示,游乐园里小朋友们在蹦床上欢欣跳跃,关于蹦床所产生的弹力,下列说法正确的是( )
A.小朋友与蹦床刚接触时,受到蹦床的弹力最大
B.小朋友降到最低点时,受到蹦床的弹力最大
C.小朋友被弹到最高点时,受到蹦床的弹力最大
D.小朋友受到蹦床的弹力大小不变
【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.小朋友与蹦床刚接触时,蹦床还没有发生弹性形变,或者只发生了微小形变,几乎不受弹力,A不符合题意;
B.小朋友降到最低点时,蹦床的弹性形变程度最大,受到蹦床的弹力最大,B符合题意;
C.小朋友被弹到最高点时,早已经不与蹦床接触,而且蹦床的弹性形变已经恢复,小朋友不会受到蹦床的弹力,C不符合题意;
D.小朋友受到蹦床的弹力大小,随蹦床弹性形变程度的变化而变化,不是不变的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】发生弹性形变的物体,形变程度越大, 产生的弹力越大。
15.(2022八下·孝南月考)有一根弹簧,在它的测量范围内,如果受到8N的拉力,弹簧的长度为29cm,如果受到5N的拉力,弹簧的长度是26cm,则若不受任何力时弹簧的长度是( )
A.19cm B.20cm C.21cm D.22cm
【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】设弹簧原长为L0,当弹簧受到的拉力F1=8N时,弹簧的伸长量ΔL1=L1-L0=29cm-L0
当弹簧受到的拉力F2=5N时,弹簧的伸长量ΔL2=L2-L0=26cm-L0
因在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比,所以
L0=21cm
故答案为:C。
【分析】根据弹簧受到的拉力和长度的变化量,可以计算弹簧原长。
二、填空题
16.(2022八下·五华期末)利用弹簧、钩码、直尺等器材自制了一只弹簧测力计,测出弹簧的伸长量与拉力的数据如表:
拉力F/N 1 2 3 4 5 6 7
长度L/cm 2.50 2.90 3.30 3.70 4.10 4.50 4.90
伸长量ΔL/cm 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80
在使用弹簧测力计时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与所测力的方向在 ,从表中数据可以得出,在弹簧的弹性限度内,弹簧的长度为6cm时,受到的拉力为 。
【答案】同一直线上;9.75N
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】在使用弹簧测力计时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与所测力的方向在同一直线上,这样才能防止因弹簧与外壳摩擦影响测量结果。
由表格数据可知,拉力每增加1N,弹簧伸长0.4cm,即弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。弹簧的原长为L0=2.50cm-0.4cm=2.1cm
当弹簧长度为6cm时,弹簧的出伸长量为ΔL=6cm-2.1cm=3.9cm
由于弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,所以弹簧长度为6cm时受到拉力为
【分析】弹簧测力计的拉力和弹簧的伸长方向一致;根据弹簧受力发生形变的系数,结合形变量,可以计算拉力大小。
17.(2022八下·新会期末)弹簧测力计是测量 (填物理量名称)的大小的工具;如图所示,弹簧测力计的量程是 N,此时它的读数是 N。
【答案】力;0~5;3.6
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】根据弹簧测力计的用途可知,弹簧测力计是测量力的大小的工具。
根据图中弹簧测力计的表盘可得,该弹簧测力计的量程是0~5N。
由图可知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,根据指针所在的位置可得,此时弹簧测力计的示数为3.6N。
【分析】弹簧测力计可以测量力的大小;根据测力计的最大示数分析量程;根据指针位置,测量力的大小。
18.(2022八下·惠州期末)弹簧测力计的原理是:在一定范围内,弹簧的 与所受拉力成正比。如图所示:读数为 N。
【答案】伸长量;3.6
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】由实验得,在弹簧弹性限度范围内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
由图得,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N。
【分析】弹簧测力计的制作原理是:在弹簧弹性限度范围内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比;根据指针位置, 测量力的大小。
19.(2022八下·涿州期末)科学正确佩戴口罩是预防呼吸道传染病的重要措施之一、如图所示,佩戴口罩时,用手按压口罩上的鼻夹(金属条)可使其贴合面部,使鼻夹贴合面部的施力物体是 ,说明力可以改变物体的 ,篮球掉在地上又弹起,使篮球弹起的力是 。
【答案】手;形状;地面对球的弹力
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果;弹力
【解析】【解答】用手按压口罩上的鼻夹(金属条)时,手对鼻夹条施加压力,使鼻夹贴合面部的施力物体是手。
鼻夹条受到力的作用形状发生改变,说明力可以改变物体的形状。
篮球掉在地上又弹起,是因为篮球与地面接触后,地面对篮球是加了一个弹力的作用。
【分析】施加力的物体是施力物体;力可以改变物体的形状;篮球与地面接触后,地面对篮球是加了一个弹力的作用。
20.(2022八下·宽城期末)如图所示,小洋用力拉橡皮筋,将纸团弹出去。其中橡皮筋发生了 (选填“弹性”或“塑性”)形变,产生的这个力使纸团的 发生变化。
【答案】弹性;运动状态
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】小洋用力拉长橡皮筋,橡皮筋的长度发生了变化,当撤去外力后,橡皮筋能恢复原长,故橡皮筋发生了弹性形变。
橡皮筋将纸团弹出去,纸团由静止变为运动,弹力使纸团的发生的运动状态发生改变。
【分析】能恢复原状的形变是弹性形变;力可以改变物体的运动状态。
21.(2022八下·番禺期末)如图所示,分别用同样大小的力向下压和向上拉弹簧,说明力能改变物体的 ;还说明力的 可以影响力的作用效果;撤去力之后,弹簧会恢复原状,说明弹簧具有 。
【答案】形状;方向;弹性
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】用力压弹簧和用力拉弹簧,施加的力的方向是不同的,压弹簧,弹簧就缩短,拉弹簧,弹簧会伸长,说明力能改变物体的形状,且力的作用效果是不同的,力的作用效果不同是由于力的方向不同造成的,还说明力的方向可以影响力的作用效果。
弹性是指物体在外力作用下发生形变,当外力撤去后能恢复原来大小和形状的性质。撤去力之后,弹簧会恢复原状,说明弹簧具有弹性。
【分析】力能改变物体的形状;力的方向可以影响力的作用效果;弹性是指物体在外力作用下发生形变,当外力撤去后能恢复原来大小和形状的性质。
22.(2022八下·番禺期末)小明对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图所示。用A橡皮筋制成的测力计最大量程是 N,用B橡皮筋制成的测力计,每伸长1cm需要的拉力为 N。若把A橡皮筋的一端与B橡皮筋一端相连,如图所示,则它的最大测量值为 N。
【答案】0~10;1;10
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】由第二个图可知,A橡皮筋的最大伸长量为20cm,对应的拉力为10N,所以A橡皮筋制成的测力计最大量程是0~10N。
由第二个图可知,B橡皮筋的最大伸长量为15cm,对应的拉力为15N,所以用B橡皮筋制成的测力计,每伸长1cm需要的拉力为1N。
把A橡皮筋的一端与B橡皮筋一端相连,根据力的作用是相互的可知,绳子每一处的拉力相等,而A橡皮筋承受的最大拉力为10N,B橡皮筋承受的最大拉力为15N,则连接起来后的橡皮筋能承受的最大拉力为10N。
【分析】结合图像,确定橡皮筋的最大伸长量,进而确定量程;结合图像,判断拉力与伸长量的关系;力的作用是相互的。
23.(2022八下·辽阳期末)如图所示,将钢尺一端固定在桌面上,用手下压另一端,松手后钢尺能恢复原状,说明钢尺发生的是 形变。手指压钢尺的力是由 发生形变产生的。
【答案】弹性;手
【知识点】力的概念及单位;弹力
【解析】【解答】弹性形变指的是物体受力时,发生形变,不受力时恢复形变,故松手后钢尺能恢复原状,说明是钢尺发生的是弹性形变。
手指压钢尺的力,手是施力物体,手发生了弹性形变,手要恢复形变,而产生的对尺子的力。
【分析】发生弹性形变的物体,产生弹力;物体产生形变,恢复原状时产生弹力。
24.(2022八下·阜阳期末)如图所示,弹簧质量忽略不计,甲是弹簧的原长,先在下端挂质量为m1的物体时弹簧伸长了2cm,再在下端加挂质量为m2的物体时,弹簧又伸长了1cm(在弹性限度内),则m1∶m2= 。
【答案】2∶1
【知识点】弹力
【解析】【解答】在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,甲是弹簧的原长,在弹性限度内,先在下端挂质量为m1的物体时弹簧伸长了2cm,此时弹簧受到的拉力为m1g,再在下端加挂质量为m2的物体时,弹簧又伸长了1cm,此时弹簧受到的拉力为,弹簧的伸长量为3cm,则
解得
【分析】在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
25.(2022八下·吴江期末)篮球是用橡胶做的,主要是因为橡胶的 比较好;钉大都是用铁和不锈钢做的,主要是考虑铁和不锈钢的 比较大。
【答案】弹性;硬度
【知识点】弹力
【解析】【解答】篮球使用过程中需要不断的与地面撞击然后反弹到运动员手中,因此要求制作篮球的材料要具有很好的弹性,故篮球用橡胶制作,主要是因为橡胶的弹性比较好。
钉子使用过程中需要钉入其他物体中,因此要求制作钉子的材料硬度要高于大多数材料的硬度,故钉大都是用铁和不锈钢做的,主要是考虑铁和不锈钢的硬度比较大。
【分析】橡胶的弹性较好;铁和钢的硬度较大。
三、作图题
26.(2022八下·武城期末)如图所示,物块正水平向左滑动并压缩弹簧。在O点画出物块所受弹力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力
【解析】【解答】物块正水平向左滑动并压缩弹簧,分析可知在O点时物块受到地面对它向上的弹力即支持力F1、弹簧对它水平向右的弹力F2,如图所示:
【分析】弹簧产生的弹力和弹簧的形变方向相反。
27.(2022八下·永定期中)如图所示,压缩的弹簧将小球弹起,请作出小球离开弹簧后所受力的示意图(O为小球的重心,空气对小球的作用力忽略不计)。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力
【解析】【解答】根据题意,小球离开弹簧后,只受到重力的作用,重力的作用点在小球的重心上,方向竖直向下,如图所示
【分析】由题意分析小球离开弹簧后的受力情况,根据力的示意图画法画出小球所受到的力的示意图。
四、实验探究题
28.(2022八下·涿州期末)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: 。
【答案】(1)弹簧伸长的长度跟它受到的拉力成正比
(2)拉力相同时
(3)弹簧受到拉力与弹簧的伸长的比值
(4)用钩码更好;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。
【知识点】弹力
【解析】【解答】(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)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)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)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。
【分析】(1)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)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)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)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。
29.(2022八下·增城期末)如图1,弹簧在弹性限度内发生弹性形变(拉伸或压缩)时,产生的弹力F的大小与弹簧的伸长量(或压缩量)x的比值是一个常数,这个比值叫做弹簧的劲度系数。公式表达为k=。
(1)为探究弹簧的劲度系数是否与弹簧的长度有关,可选择图2中 等弹簧进行实验(填编号);
(2)请写出主要的实验步骤(若需要,可添加其他实验器材),并设计记录数据的表格。
【答案】(1)BCE
(2)实验步骤为将弹簧竖直固定,用刻度尺量出弹簧的原长,将已知重力的钩码挂在弹簧下方,静止后测量弹簧伸长后的长度,通过计算得出该弹簧的劲度系数。更换不同长度的弹簧进行实验,将实验数据记录在表格中。
弹簧编号 弹簧原长(cm) 伸长后长度(cm) 钩码重力F (N) 弹簧伸长量x(cm) 劲度系数k
B
C
E
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)为探究弹簧的劲度系数是否与弹簧的长度有关,应选择长度不同,材料、粗细都相同的弹簧进行实验,图中BCE弹簧满足条件。
(2)实验步骤为将弹簧竖直固定,用刻度尺量出弹簧的原长,将已知重力的钩码挂在弹簧下方,静止后测量弹簧伸长后的长度,通过计算得出该弹簧的劲度系数。更换不同长度的弹簧进行实验,将实验数据记录在表格中。
弹簧编号 弹簧原长(cm) 伸长后长度(cm) 钩码重力F (N) 弹簧伸长量x(cm) 劲度系数k
B
C
E
【分析】(1)为探究弹簧的劲度系数是否与弹簧的长度有关,应选择长度不同,材料、粗细都相同的弹簧进行实验;
(2)根据实验要求设计实验步骤及表格,并进行多次实验。
30.(2022八下·惠山期中)某实验小组的同学对两根原长都为8cm、粗细不同的A、B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,如图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量 x,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)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 cm;
(2)分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示两测力计,它们外壳相同,刻度线分布情况相同,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度较高;
(3)若将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为 N;
(4)实验小组同学想利用丙图中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了2种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,如表是:2次测得的总重力及对应液体的密度(g取10N/kg),则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上 N的位置,并把表格中的数值填好。
液体种类 酒精 植物油 水
弹簧的示数(N) 2.6 2.7
液体密度ρ(×103kg/m3) 0.8 0.9 1.0
【答案】(1)12
(2)A
(3)22.5
(4)1.8;2.8
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图乙知,A橡皮筋在受到拉力不大于10N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一条直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比关系,即FA=kAΔx
由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm,代入数据得kA=0.5N/cm
因此FA=0.5 N/cm×Δx
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
(2)由图乙知,在测量范围为内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的弹簧测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的弹簧测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力计测量精确程度高。
(3)将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,两根橡皮筋伸长的长度相等,由图知,在拉力作用下B先达到最大伸长量15cm,A的伸长量也为15cm;当伸长量为15cm时,橡皮筋B上的拉力为15N,所以橡皮筋A上的力为FA=0.5 N/cm×Δx=0.5 N/cm×15cm=7.5N
根据力的合成可得受到的最大拉力为F合=15N+7.5N=22.5N
(4)液体的重力为G液=m液g=ρ液gV
测量液体密度时,弹簧测力计的示数F=G桶+G液
测量酒精时G桶+0.8×103kg/m3×10N/kg×V =2.6N……①
测量植物油时G桶+0.9×103kg/m3×10N/kg×V =2.7N……②
将①②两式联立,解得G桶=1.8N
V=10-4m3
该密度计的零刻度应标记在A橡皮筋测力计刻度板的1.8N位置。
测量水时F=G桶+G水=1.8N+1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3 =2.8N
【分析】(1)根据探究受到的拉力和伸长量计算弹性系数,结合力的大小,计算伸长量;
(2)弹簧受到拉力后形变程度越大,测量越精确;
(3)在弹性限度内,根据安全的形变程度,判断弹簧受到的拉力;
(4)根据弹簧不受力时指针位置,判断零刻度线;根据物体的密度和体积,计算质量,计算重力;结合等量关系,计算体积。
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教科版八年级物理下册7.3 弹力 弹簧测力计 同步练习
一、单选题
1.(2022八下·泰安期末)弹簧测力计分别受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2的作用,F1、F2均为2N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为 0N B.弹簧测力计的示数为 2N
C.弹簧测力计的示数为 4N D.F1与F2是一对相互作用力
2.(2022八下·新抚期末)王亚平等三位航天员在中国空间站“天宫”上工作6个月之久,三位航天员所在太空舱“失重”环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A.举杠铃 B.做引体向上
C.拉弹簧拉力器 D.跳绳运动
3.(2022八下·乐亭期末)如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则每个人的拉力F分别为( )
A.4N 0 B.2N 2N C.4N 4N D.8N 8N
4.(2022八下·朝阳期末)下列各种工具中,主要应用弹簧的弹性来工作的是( )
A.天平 B.密度计 C.铅垂线 D.弹簧测力计
5.(2022八下·福田期末)如图甲所示,弹簧测力计通过细绳系住物体A,静止时示数为2.0N,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计只能沿竖直方向使用
B.物体A所受拉力的施力物体是弹簧测力计
C.若用图乙的方法测量A的重力,其示数也为2.0N
D.弹簧测力计在使用前必须来回轻轻拉动挂钩,为了避免弹簧发生卡壳现象
6.(2022八下·深圳期末)下列现象中,发生了弹性形变的是( )
A.橡皮泥上留下漂亮的指印 B.饼干捏变成碎片
C.粉笔掉到地上断成两截 D.跳板被跳水运动员压弯
7.(2022八下·萝北期末)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N B.0N,5N C.5N,5N D.5N,10N
8.(2022八下·兴化期末)下列物品主要从“弹性”这一物理属性考虑选材的是( )
A.锯铁条的钢锯条 B.包装盒内的泡沫塑料
C.扎头发的橡皮筋 D.教室窗户上的玻璃
9.(2022八下·越秀期末)用力压橡皮泥,如图甲所示;在弹簧的弹性限度内,用力压或拉弹簧,如图乙所示.以下说法正确的是( )
A.图甲中,手对橡皮泥的压力不是弹力
B.图乙中,用力压弹簧,弹簧对手没有产生弹力
C.图乙中,只有用力拉弹簧才能说明力可以使物体形变
D.图乙中用力拉弹簧,当两手拉开的距离越大感到越费力,是因为弹簧被拉得更长
10.(2022八下·张家港期末)如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,小明用手水平向右拉伸弹簧的另一端使之发生弹性形变、长度伸长。此时,“弹簧力图恢复原来的形状而产生的力”是( )
①手对弹簧施加的力
②弹簧对手施加的力
③墙对弹簧施加的力
④弹簧对墙施加的力
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
11.(2022八下·卫辉期中)某种弹簧拉力器是由三根相同的弹簧并联组成,如果将一根弹簧拉长5cm,要用10N的力,若将3根这样的弹簧同时拉长10cm,所需的拉力是( )
A.30N B.45N C.60N D.90N
12.(2022八下·河源期中)下列使用弹簧测力计的方法中错误的是( )
A.使用前应先调零
B.弹簧测力计使用时只能竖直放置
C.物体对弹簧测力计的拉力不能超过量程
D.记录数据时应同时写上力的单位
13.(2022八下·玉林期中)如图所示,跳水运动员在起跳前压弯跳板,因跳板形变后要恢复原状所产生的力是( )
A.脚对跳板的压力 B.跳板对脚的支持力
C.跳板受到的重力 D.运动员受到的重力
14.(2022八下·天元期中)如下图所示,游乐园里小朋友们在蹦床上欢欣跳跃,关于蹦床所产生的弹力,下列说法正确的是( )
A.小朋友与蹦床刚接触时,受到蹦床的弹力最大
B.小朋友降到最低点时,受到蹦床的弹力最大
C.小朋友被弹到最高点时,受到蹦床的弹力最大
D.小朋友受到蹦床的弹力大小不变
15.(2022八下·孝南月考)有一根弹簧,在它的测量范围内,如果受到8N的拉力,弹簧的长度为29cm,如果受到5N的拉力,弹簧的长度是26cm,则若不受任何力时弹簧的长度是( )
A.19cm B.20cm C.21cm D.22cm
二、填空题
16.(2022八下·五华期末)利用弹簧、钩码、直尺等器材自制了一只弹簧测力计,测出弹簧的伸长量与拉力的数据如表:
拉力F/N 1 2 3 4 5 6 7
长度L/cm 2.50 2.90 3.30 3.70 4.10 4.50 4.90
伸长量ΔL/cm 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 2.80
在使用弹簧测力计时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与所测力的方向在 ,从表中数据可以得出,在弹簧的弹性限度内,弹簧的长度为6cm时,受到的拉力为 。
17.(2022八下·新会期末)弹簧测力计是测量 (填物理量名称)的大小的工具;如图所示,弹簧测力计的量程是 N,此时它的读数是 N。
18.(2022八下·惠州期末)弹簧测力计的原理是:在一定范围内,弹簧的 与所受拉力成正比。如图所示:读数为 N。
19.(2022八下·涿州期末)科学正确佩戴口罩是预防呼吸道传染病的重要措施之一、如图所示,佩戴口罩时,用手按压口罩上的鼻夹(金属条)可使其贴合面部,使鼻夹贴合面部的施力物体是 ,说明力可以改变物体的 ,篮球掉在地上又弹起,使篮球弹起的力是 。
20.(2022八下·宽城期末)如图所示,小洋用力拉橡皮筋,将纸团弹出去。其中橡皮筋发生了 (选填“弹性”或“塑性”)形变,产生的这个力使纸团的 发生变化。
21.(2022八下·番禺期末)如图所示,分别用同样大小的力向下压和向上拉弹簧,说明力能改变物体的 ;还说明力的 可以影响力的作用效果;撤去力之后,弹簧会恢复原状,说明弹簧具有 。
22.(2022八下·番禺期末)小明对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图所示。用A橡皮筋制成的测力计最大量程是 N,用B橡皮筋制成的测力计,每伸长1cm需要的拉力为 N。若把A橡皮筋的一端与B橡皮筋一端相连,如图所示,则它的最大测量值为 N。
23.(2022八下·辽阳期末)如图所示,将钢尺一端固定在桌面上,用手下压另一端,松手后钢尺能恢复原状,说明钢尺发生的是 形变。手指压钢尺的力是由 发生形变产生的。
24.(2022八下·阜阳期末)如图所示,弹簧质量忽略不计,甲是弹簧的原长,先在下端挂质量为m1的物体时弹簧伸长了2cm,再在下端加挂质量为m2的物体时,弹簧又伸长了1cm(在弹性限度内),则m1∶m2= 。
25.(2022八下·吴江期末)篮球是用橡胶做的,主要是因为橡胶的 比较好;钉大都是用铁和不锈钢做的,主要是考虑铁和不锈钢的 比较大。
三、作图题
26.(2022八下·武城期末)如图所示,物块正水平向左滑动并压缩弹簧。在O点画出物块所受弹力的示意图。
27.(2022八下·永定期中)如图所示,压缩的弹簧将小球弹起,请作出小球离开弹簧后所受力的示意图(O为小球的重心,空气对小球的作用力忽略不计)。
四、实验探究题
28.(2022八下·涿州期末)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: 。
29.(2022八下·增城期末)如图1,弹簧在弹性限度内发生弹性形变(拉伸或压缩)时,产生的弹力F的大小与弹簧的伸长量(或压缩量)x的比值是一个常数,这个比值叫做弹簧的劲度系数。公式表达为k=。
(1)为探究弹簧的劲度系数是否与弹簧的长度有关,可选择图2中 等弹簧进行实验(填编号);
(2)请写出主要的实验步骤(若需要,可添加其他实验器材),并设计记录数据的表格。
30.(2022八下·惠山期中)某实验小组的同学对两根原长都为8cm、粗细不同的A、B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,如图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量 x,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)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 cm;
(2)分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示两测力计,它们外壳相同,刻度线分布情况相同,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度较高;
(3)若将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为 N;
(4)实验小组同学想利用丙图中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了2种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,如表是:2次测得的总重力及对应液体的密度(g取10N/kg),则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上 N的位置,并把表格中的数值填好。
液体种类 酒精 植物油 水
弹簧的示数(N) 2.6 2.7
液体密度ρ(×103kg/m3) 0.8 0.9 1.0
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】ABC.用两个方向相反的力拉弹簧测力计的两端,弹簧测力计受平衡力作用,受到的作用力为2N,即弹簧测力计的示数为2N,AC不符合题意,B符合题意;
D.因为F1、F2方向相反,都作用在弹簧测力计上且大小均为2N,弹簧测力计静止不动,所以F1、F2是一对平衡力,不是一对相互作用力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和同一的物体上,是一对平衡力;两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和不同的物体上是一对相互作用力。
2.【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.举杠铃需要克服杠铃的重力,在失重状态下,可以用很小的力举起杠铃,无法实现锻炼的目的,A不符合题意;
B.做引体向上需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,B不符合题意;
C.拉弹簧拉力器需要克服弹簧的弹力,在失重状态下,仍然需要很大的力拉弹簧拉力器,能够实现锻炼的目的,C符合题意;
D.跳绳运动需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在失重状态下,物体发生形变产生弹力。
3.【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】当弹簧受力平衡,保持静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小为4N;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,仍为4N,且弹簧两端所受人的拉力大小相等,即均为4N,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】保持静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小;弹簧两次伸长量相同,拉力不变。
4.【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A.天平是利用等臂杠杆的原理来工作的,A不符合题意;
B.密度计是利用了物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理来工作的,B不符合题意;
C.铅垂线是利用重力的方向始终是竖直向下的性质来工作的,C不符合题意;
D.弹簧测力计是测量力大小的仪器,利用弹簧的伸长跟受到拉力成正比来工作的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹簧测力计利用了弹簧的弹力。
5.【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A.使用弹簧测力计测力时,需使力的方向与弹簧轴线方向在同一条直线上,所以弹簧测力计可以沿竖直方向使用,也可以不沿竖直方向使用,A不符合题意;
B.由题意可知,与物体A直接接触的物体是细绳,所以物体A所受拉力的施力物体是细绳,而不是弹簧测力计,B不符合题意;
C.乙图将弹簧测力计倒过来使用时,测力计外壳、拉环等的重力都由弹簧来承担,会在测力计上显示一定的示数,从而使最终的测量结果偏大,略大于2.0N,C不符合题意;
D.因为弹簧测力计的弹簧被包裹在外壳里面,因此,使用时先轻轻来回拉动几次,可避免弹簧与外壳之间发生卡壳,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹簧测力计测量重力时,竖直方向使用测力计;使用弹簧测力计前,活动弹簧,可以避免弹簧卡壳。
6.【答案】D
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.橡皮泥上留下漂亮的指印,发生的不是弹性形变,因为橡皮泥形变后不能恢复原状,A不符合题意;
B.饼干捏变成碎片,饼干形变后不能恢复原状,发生的不是弹性形变,B不符合题意;
C.粉笔掉到地上断成两截,粉笔形变后不能恢复原状,发生的不是弹性形变,C不符合题意;
D.跳板被跳水运动员压弯,运动员离开后能够恢复原状,发生的是弹性形变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹性形变是能恢复原状的形变。
7.【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N. 同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N.
故答案为:C.
【分析】绳子拉力等于重力,弹力与绳子拉力是一对平衡力,大小相等。
8.【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.锯铁条的钢锯条具有较大的硬度,A不符合题意;
B.包装盒内的泡沫塑料比较软,可以减震,B不符合题意;
C.扎头发的橡皮筋有良好的弹性,C符合题意;
D.教室窗户上的玻璃有好的透光性,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】力消失时,可以恢复原来形状的形变叫弹性。
9.【答案】D
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.图甲中,手对橡皮泥施加压力的同时,橡皮泥也在对手施加力,力的作用是相互的,手由于受力发生弹性形变,所以产生弹力,所以手对橡皮泥的压力是弹力,A不符合题意;
B.图乙中,用力压弹簧的同时,弹簧也在对手施加力,力的作用是相互的,弹簧由于发生弹性形变产生弹力,所以弹簧对手有产生弹力,B不符合题意;
C.图乙中,对弹簧施加拉力或者压力都可以使弹簧发生形变,C不符合题意;
D.图乙中用力拉弹簧,弹簧被拉得更长,弹性形变程度越大,弹簧产生的弹力就越大,所以拉开弹簧就感到越费力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】力的作用是相互的,发生弹性形变的物体是弹力的施力物体;弹性形变程度越大,弹簧产生的弹力就越大。
10.【答案】D
【知识点】弹力
【解析】【解答】弹簧形变产生的力,即弹簧的弹力,施力物体为弹簧,因为手和墙拉弹簧,所以弹簧发生弹性形变,产生的是对手和墙的拉力,故②④符合题意,①③不符合题意。
故答案为:D。
【分析】弹簧的形变产生的弹力,使与之接触的物体受到力。
11.【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】将一根弹簧拉长5cm,要用10N的力,若将1根这样的弹簧拉长10cm,所需的拉力
解得 ;
若将3根这样的弹簧同时拉长10cm,所需的拉力是
所需的拉力是60N。
故答案为:C。
【分析】根据弹簧受到的力和形变量,结合弹簧的形变,计算力的大小。
12.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】弹簧测力计在使用中不能超过弹簧测力计的量程,否则会损坏弹簧测力计,弹簧测力计可以测量各个方向的力,在使用之前要让弹簧测力计在所测力的方向调零,记录数据时应同时写上力的单位,没有单位是没有意义的,ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合弹簧测力计的使用方法逐项分析即可。
13.【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】跳水运动员向下压跳板,跳板发生弹性形变,变弯的跳板要恢复原状就会弹起运动员,使运动员受到一个向上的力,即跳板对脚的支持力.
故答案为:B.
【分析】物体间力的作用是相互的;力可以使物体发生形变,可以改变物体的运动状态。
14.【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】A.小朋友与蹦床刚接触时,蹦床还没有发生弹性形变,或者只发生了微小形变,几乎不受弹力,A不符合题意;
B.小朋友降到最低点时,蹦床的弹性形变程度最大,受到蹦床的弹力最大,B符合题意;
C.小朋友被弹到最高点时,早已经不与蹦床接触,而且蹦床的弹性形变已经恢复,小朋友不会受到蹦床的弹力,C不符合题意;
D.小朋友受到蹦床的弹力大小,随蹦床弹性形变程度的变化而变化,不是不变的,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】发生弹性形变的物体,形变程度越大, 产生的弹力越大。
15.【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】设弹簧原长为L0,当弹簧受到的拉力F1=8N时,弹簧的伸长量ΔL1=L1-L0=29cm-L0
当弹簧受到的拉力F2=5N时,弹簧的伸长量ΔL2=L2-L0=26cm-L0
因在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比,所以
L0=21cm
故答案为:C。
【分析】根据弹簧受到的拉力和长度的变化量,可以计算弹簧原长。
16.【答案】同一直线上;9.75N
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】在使用弹簧测力计时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与所测力的方向在同一直线上,这样才能防止因弹簧与外壳摩擦影响测量结果。
由表格数据可知,拉力每增加1N,弹簧伸长0.4cm,即弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。弹簧的原长为L0=2.50cm-0.4cm=2.1cm
当弹簧长度为6cm时,弹簧的出伸长量为ΔL=6cm-2.1cm=3.9cm
由于弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,所以弹簧长度为6cm时受到拉力为
【分析】弹簧测力计的拉力和弹簧的伸长方向一致;根据弹簧受力发生形变的系数,结合形变量,可以计算拉力大小。
17.【答案】力;0~5;3.6
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】根据弹簧测力计的用途可知,弹簧测力计是测量力的大小的工具。
根据图中弹簧测力计的表盘可得,该弹簧测力计的量程是0~5N。
由图可知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,根据指针所在的位置可得,此时弹簧测力计的示数为3.6N。
【分析】弹簧测力计可以测量力的大小;根据测力计的最大示数分析量程;根据指针位置,测量力的大小。
18.【答案】伸长量;3.6
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】由实验得,在弹簧弹性限度范围内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
由图得,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N。
【分析】弹簧测力计的制作原理是:在弹簧弹性限度范围内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比;根据指针位置, 测量力的大小。
19.【答案】手;形状;地面对球的弹力
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果;弹力
【解析】【解答】用手按压口罩上的鼻夹(金属条)时,手对鼻夹条施加压力,使鼻夹贴合面部的施力物体是手。
鼻夹条受到力的作用形状发生改变,说明力可以改变物体的形状。
篮球掉在地上又弹起,是因为篮球与地面接触后,地面对篮球是加了一个弹力的作用。
【分析】施加力的物体是施力物体;力可以改变物体的形状;篮球与地面接触后,地面对篮球是加了一个弹力的作用。
20.【答案】弹性;运动状态
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】小洋用力拉长橡皮筋,橡皮筋的长度发生了变化,当撤去外力后,橡皮筋能恢复原长,故橡皮筋发生了弹性形变。
橡皮筋将纸团弹出去,纸团由静止变为运动,弹力使纸团的发生的运动状态发生改变。
【分析】能恢复原状的形变是弹性形变;力可以改变物体的运动状态。
21.【答案】形状;方向;弹性
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】用力压弹簧和用力拉弹簧,施加的力的方向是不同的,压弹簧,弹簧就缩短,拉弹簧,弹簧会伸长,说明力能改变物体的形状,且力的作用效果是不同的,力的作用效果不同是由于力的方向不同造成的,还说明力的方向可以影响力的作用效果。
弹性是指物体在外力作用下发生形变,当外力撤去后能恢复原来大小和形状的性质。撤去力之后,弹簧会恢复原状,说明弹簧具有弹性。
【分析】力能改变物体的形状;力的方向可以影响力的作用效果;弹性是指物体在外力作用下发生形变,当外力撤去后能恢复原来大小和形状的性质。
22.【答案】0~10;1;10
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】由第二个图可知,A橡皮筋的最大伸长量为20cm,对应的拉力为10N,所以A橡皮筋制成的测力计最大量程是0~10N。
由第二个图可知,B橡皮筋的最大伸长量为15cm,对应的拉力为15N,所以用B橡皮筋制成的测力计,每伸长1cm需要的拉力为1N。
把A橡皮筋的一端与B橡皮筋一端相连,根据力的作用是相互的可知,绳子每一处的拉力相等,而A橡皮筋承受的最大拉力为10N,B橡皮筋承受的最大拉力为15N,则连接起来后的橡皮筋能承受的最大拉力为10N。
【分析】结合图像,确定橡皮筋的最大伸长量,进而确定量程;结合图像,判断拉力与伸长量的关系;力的作用是相互的。
23.【答案】弹性;手
【知识点】力的概念及单位;弹力
【解析】【解答】弹性形变指的是物体受力时,发生形变,不受力时恢复形变,故松手后钢尺能恢复原状,说明是钢尺发生的是弹性形变。
手指压钢尺的力,手是施力物体,手发生了弹性形变,手要恢复形变,而产生的对尺子的力。
【分析】发生弹性形变的物体,产生弹力;物体产生形变,恢复原状时产生弹力。
24.【答案】2∶1
【知识点】弹力
【解析】【解答】在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,甲是弹簧的原长,在弹性限度内,先在下端挂质量为m1的物体时弹簧伸长了2cm,此时弹簧受到的拉力为m1g,再在下端加挂质量为m2的物体时,弹簧又伸长了1cm,此时弹簧受到的拉力为,弹簧的伸长量为3cm,则
解得
【分析】在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
25.【答案】弹性;硬度
【知识点】弹力
【解析】【解答】篮球使用过程中需要不断的与地面撞击然后反弹到运动员手中,因此要求制作篮球的材料要具有很好的弹性,故篮球用橡胶制作,主要是因为橡胶的弹性比较好。
钉子使用过程中需要钉入其他物体中,因此要求制作钉子的材料硬度要高于大多数材料的硬度,故钉大都是用铁和不锈钢做的,主要是考虑铁和不锈钢的硬度比较大。
【分析】橡胶的弹性较好;铁和钢的硬度较大。
26.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力
【解析】【解答】物块正水平向左滑动并压缩弹簧,分析可知在O点时物块受到地面对它向上的弹力即支持力F1、弹簧对它水平向右的弹力F2,如图所示:
【分析】弹簧产生的弹力和弹簧的形变方向相反。
27.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力
【解析】【解答】根据题意,小球离开弹簧后,只受到重力的作用,重力的作用点在小球的重心上,方向竖直向下,如图所示
【分析】由题意分析小球离开弹簧后的受力情况,根据力的示意图画法画出小球所受到的力的示意图。
28.【答案】(1)弹簧伸长的长度跟它受到的拉力成正比
(2)拉力相同时
(3)弹簧受到拉力与弹簧的伸长的比值
(4)用钩码更好;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。
【知识点】弹力
【解析】【解答】(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)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)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)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。
【分析】(1)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)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)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)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。
29.【答案】(1)BCE
(2)实验步骤为将弹簧竖直固定,用刻度尺量出弹簧的原长,将已知重力的钩码挂在弹簧下方,静止后测量弹簧伸长后的长度,通过计算得出该弹簧的劲度系数。更换不同长度的弹簧进行实验,将实验数据记录在表格中。
弹簧编号 弹簧原长(cm) 伸长后长度(cm) 钩码重力F (N) 弹簧伸长量x(cm) 劲度系数k
B
C
E
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)为探究弹簧的劲度系数是否与弹簧的长度有关,应选择长度不同,材料、粗细都相同的弹簧进行实验,图中BCE弹簧满足条件。
(2)实验步骤为将弹簧竖直固定,用刻度尺量出弹簧的原长,将已知重力的钩码挂在弹簧下方,静止后测量弹簧伸长后的长度,通过计算得出该弹簧的劲度系数。更换不同长度的弹簧进行实验,将实验数据记录在表格中。
弹簧编号 弹簧原长(cm) 伸长后长度(cm) 钩码重力F (N) 弹簧伸长量x(cm) 劲度系数k
B
C
E
【分析】(1)为探究弹簧的劲度系数是否与弹簧的长度有关,应选择长度不同,材料、粗细都相同的弹簧进行实验;
(2)根据实验要求设计实验步骤及表格,并进行多次实验。
30.【答案】(1)12
(2)A
(3)22.5
(4)1.8;2.8
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图乙知,A橡皮筋在受到拉力不大于10N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一条直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比关系,即FA=kAΔx
由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm,代入数据得kA=0.5N/cm
因此FA=0.5 N/cm×Δx
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
(2)由图乙知,在测量范围为内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的弹簧测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的弹簧测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力计测量精确程度高。
(3)将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,两根橡皮筋伸长的长度相等,由图知,在拉力作用下B先达到最大伸长量15cm,A的伸长量也为15cm;当伸长量为15cm时,橡皮筋B上的拉力为15N,所以橡皮筋A上的力为FA=0.5 N/cm×Δx=0.5 N/cm×15cm=7.5N
根据力的合成可得受到的最大拉力为F合=15N+7.5N=22.5N
(4)液体的重力为G液=m液g=ρ液gV
测量液体密度时,弹簧测力计的示数F=G桶+G液
测量酒精时G桶+0.8×103kg/m3×10N/kg×V =2.6N……①
测量植物油时G桶+0.9×103kg/m3×10N/kg×V =2.7N……②
将①②两式联立,解得G桶=1.8N
V=10-4m3
该密度计的零刻度应标记在A橡皮筋测力计刻度板的1.8N位置。
测量水时F=G桶+G水=1.8N+1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3 =2.8N
【分析】(1)根据探究受到的拉力和伸长量计算弹性系数,结合力的大小,计算伸长量;
(2)弹簧受到拉力后形变程度越大,测量越精确;
(3)在弹性限度内,根据安全的形变程度,判断弹簧受到的拉力;
(4)根据弹簧不受力时指针位置,判断零刻度线;根据物体的密度和体积,计算质量,计算重力;结合等量关系,计算体积。
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