第七章第2节弹力同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.为了较准确地测一个大小约为6N的力,应选用下列哪个弹簧测力计( )
A.量程为0~10N,分度值为0.2N B.量程为0~5N,分度值为0.1N
C.量程为0~15N,分度值为0.5N D.量程为0~20N,分度值为0.5N
2.一根长8cm的弹簧,当所受拉力8N时,长度变为12cm,当弹簧的长度为14cm时,受到的拉力为( )
A.10N B.12N C.14N D.20N
3.用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码和刻度尺等,做一个如图所示的橡皮筋测力计。下列说法中正确的是( )
A.利用相同钩码拉伸橡皮筋标注刻度
B.此测力计的刻度值应该是上大下小
C.所制作的测力计只能测量物体重力
D.不同橡皮筋做的测力计量程都相同
4.下列有关弹力与形变的说法,正确的是( )
A.物体发生形变时一定会产生弹力
B.发生形变的物体可以完全恢复原状
C.用力捏厚玻璃瓶,瓶子会发生形变
D.弹簧的弹力越大,弹簧的长度就越长
5.一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法中错误的是( )
A.木板被压弯是由于木板产生弹力造成的
B.足球产生的弹力作用在木板上
C.足球受到的支持力是因为木板发生了弹性形变
D.足球产生的弹力就是足球对木板的压力
6.如图所示的一次性医用口罩,由罩体、松紧和铝条组成。配戴时,罩体紧粘面部,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,然后向下拉伸口罩,覆盖鼻子、嘴巴。关于该口罩,以下说法中正确的是( )
A.罩体没有发生形变
B.压弯的铝条发生的是弹性形变
C.松紧形变后会对耳根处产生弹力的作用
D.松紧拉得越长,对耳根处的弹力越小
7.三名运动员用同一根弹簧拉力器测臂力,结果每个人都能把双臂伸直,且均未超过弹簧的弹性限度。运动员甲双臂最长、运动员乙臂力最大、运动员丙最强壮。关于他们双臂伸直时对拉力器的拉力,下列说法正确的是( )
A.运动员甲的拉力最大
B.运动员乙的拉力最大
C.运动员丙的拉力最大
D.三名运动员的拉力一样大
8.如图所示,两匹马各用800N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计,则此时弹簧测力计的读数为( )
A.1600N B.800N C.0 D.400N
9.几个同学用同一个弹簧拉力器比试臂力,拉力器上有三根弹簧,结果每个人都能把手臂拉直。则( )
A.臂力大的人所用的拉力大 B.体重大的人所用的拉力大
C.手臂长的人所用的拉力大 D.每个人所用的拉力一样大
10.如图所示,一轻质弹簧下端固定在水平地面上,现用手对弹簧上端施加5N竖直向上的拉力,则( )
A.手对弹簧拉力的施力物是弹簧
B.弹簧对手的拉力使弹簧发生了形变
C.弹簧对手的拉力和手对弹簧的拉力的作用点相同
D.在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大
11.如图所示是用手压弹簧的示意图,下列选项中是由于弹簧形变产生的力是( )
A.弹簧对手的作用力
B.手对弹簧的压力
C.地面对弹簧的支持力
D.弹簧的重力
二、多选题
12.如图所示,一个铁块放在一块薄木板上,关于铁块和木板受力情况的叙述正确的是( )
A.铁块受到向上的弹力是因为铁块发生了弹性形变
B.木板受到向下的弹力是因为木板发生了弹性形变
C.铁块受到向上的弹力是因为木板发生了弹性形变
D.木板受到向下的弹力是因为铁块发生了弹性形变
三、填空题
13.如图1,把轻质弹簧(忽略弹簧重力)挂在铁架台上,并在弹簧旁安装刻度尺,在弹簧下端挂上钩码,测得弹簧的长度l与钩码对弹簧的拉力F之间的关系如图2所示。
(1)当弹簧未挂钩码时,F=_______N,弹簧的长度为________cm;
(2)当弹簧的长度为6cm时,弹簧上所挂钩码重________N。
14.同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选择了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图所示的图像。图像中只有OA段和OB段发生的是弹性形变。若要制作精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 _____,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选弹簧 _____(选填“甲”或“乙”)。
15.日前,中国刷新了世界新材料领域的一项纪录——浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出一种超轻气凝胶,创造了目前世界上“最轻材料”的新纪录。如图所示,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。这是因为“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,“轻”字说明“碳海绵”这种材料的___________极小,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的___________(选填“弹性”或“塑性”)好。
16.如图一个量程为_________的轻质弹簧测力计,如果一人用两手分别沿水平方向拉弹簧测力计的圆环和挂钩并使其处在静止状态,当弹簧测力计的示数为3牛时,圆环处受到手的拉力大小为_________。
四、实验题
17.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,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和橡皮筋的长度L,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重为5N的物体时,橡皮筋A的伸长量为___________cm,橡皮筋B的长度为___________cm;
(2)分析图乙中A图像可知:在拉力不超过___________N时,橡皮筋A伸长的长度与它所受的拉力成___________比(选填“正”或“反”);
(3)分别用这两根橡皮筋制成的弹簧测力计,用橡皮筋___________(选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度高;用橡皮筋___________(选填“A”或“B”)制成的测力计测量的量程更大;
(4)根据力的作用是相互的可知,钩码对橡皮筋的拉力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)橡皮筋对钩码的拉力(即橡皮筋形变而产生的弹力);
(5)其实英国物理学家胡克于1678年就提出(胡克定律):弹簧在弹性限度以内,弹簧的弹力F与弹簧的伸长量(或压缩量)ΔX成正比,其大小表示为:F=KΔX,其中K为劲度系数,其大小等于弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)的比值。则根据上述信息,在弹性限度以内,本实验中B橡皮筋的劲度系数K为___________N/m。
18.小华在练习使用弹簧测力计测物体重力时,她先将测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,测力计的指针位置如图甲所示。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
拉力(钩码总重)F/N 0 1 2 3 4 5 6
弹簧伸长量△L/cm 0 0.4 0.8 1.7 1.6 2.0 2.4
(1)小华想要探究弹簧测力计的原理,除了需要如图丙中所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台以外,还需要的测量仪器是_____。进行实验后记录数据如表,表中明显错误的数据是第_____次实验;
(2)由实验数据可知,弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,_____;
(3)若将两根同样的弹簧并排使用,更_____(选填“易”或“难”)拉伸,则两根同样的弹簧并排使用做成的弹簧测力计比一根同样的弹簧做成的弹簧测力的量程_____(选填“大”或“小”)。
五、作图题
19.如图,画出静止在斜面上的物体A对斜面的弹力F。
20.如图所示,天花板上用细线吊着一个小球,画出细线对天花板的拉力。
六、计算题
21.在弹性限度内弹簧受到的拉力F和弹簧的伸长量 L( L=L-L0,其中L0是指弹簧不受力时的长度,L是指弹簧受到拉力F时的长度)成正比,即F=k L(其中k叫做劲度系数,对同一个弹簧来说是一个固定不变的值),小明根据这个原理自制了一个弹簧测力计。首先,把一根轻质弹簧A端固定,让其自由端B在未悬挂重物时,用刻度尺测出原长为5cm,然后再挂上100N的重物,用刻度尺测出此时长度为25cm。(均在弹簧的弹性限度内)
(1)此弹簧测力计的劲度系数是多少?
(2)当弹簧所受拉力为F时,弹簧长度是16cm,求该弹簧所受的拉力F。
22.一辆汽车质量为5t,在水平公路上匀速行驶时,受到地面的摩擦力是800N,空气阻力是200N,试求:
(1)汽车发动机的牵引力多大?
(2)地面对汽车的支持力多大?(g=10N/kg)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案:
1.A
【详解】在选择弹簧测力计时,要考虑两个因素:量程与分度值,所测的力一定不能超过它的量程,同时为了测量较准确,分度值一般选择较小的;
A.该测力计的最大测量值大于6N,且分度值相对较小,测量较准确,故A符合题意;
B.该测力计的量程太小,不能使用,故B不符合题意;
CD.这两个测力计的量程足够,但分度值相对较大,会造成较大的误差,故CD不符合题意。
故选A。
2.B
【详解】由题可知,弹簧受力与伸长量之间的关系
当弹簧的长度为14cm时,弹簧伸长了6cm,受到的拉力为
故选B。
3.A
【详解】A.钩码上标有质量的数值,且每个钩码的质量相同,故可以用钩码拉伸皮筋标注刻度,故A正确;
B.在弹性限度内,橡皮筋的伸长跟受到的拉力成正比,因此测力计的刻度值应该是上小下大,故B错误;
C.所制作的测力计可以测量重力,也可以测量其它力,例如拉力,故C错误;
D.橡皮筋的长短、粗细都影响着测力计的量程,所以不同橡皮筋做的测力计量程不相同,故D错误。
故选A。
4.C
【详解】A.发生弹性形变的物体之间才会产生弹力,故A错误;
B.超出了弹性范围后,发生形变的物体将不能恢复原状,故B错误;
C.用力捏厚玻璃瓶,手给玻璃瓶一个压力,力可以使物体发生形变,故瓶子会发生形变,故C正确;
D.若弹簧受到拉力,弹簧的弹力越大,弹簧的长度就越长;若弹簧受到压力,弹簧的弹力越大,弹簧的长度就越短,故D错误。
故选C。
5.A
【详解】弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力。已知木板和足球均发生了弹性形变,故木板对足球有弹力的作用,即木板对足球的支持力,同时足球对木板也有弹力的作用,即足球对木板的压力。
A.木板被压弯是由于足球产生的弹力造成的,故A错误,符合题意;
B.足球产生的弹力,施力物体是足球,受力是木板,即足球产生的弹力作用在木板上,故B正确,不符合题意;
C.足球受到的支持力即木板产生的弹力,是由木板发生弹性形变而产生的,故C正确,不符合题意;
D.足球因发生弹性形变,故对木板也有弹力的作用,即足球对木板的压力,故D正确,不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】A.由题干描述用手指紧压铝条,使口罩上端紧贴鼻梁,然后向下拉伸口罩,覆盖鼻子、嘴巴可知,罩体的形状发生了改变,所以发生了形变,故A错误;
B.去掉外力后铝条不能恢复原状,所以压弯的铝条发生的是塑性形变,故B错误;
C.松紧发生的是弹性形变,它对与其接触的物体产生弹力作用,故C正确;
D.在弹性限度内,弹性形变越大,则弹力越大,所以松紧拉得越长,对耳根处的弹力越大,故D错误。
答案C。
7.A
【详解】在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比,弹簧伸长越长,弹簧产生的弹力越大,人对弹簧施加的拉力也越大;对于甲、乙、丙三名运动员而言,双臂越长的人,弹簧的伸长量越大,人所用的拉力越大,所以运动员甲双臂最长,拉力最大。
答案A。
8.B
【详解】弹簧测力计两端沿水平方向各施加800N的拉力,两个拉力在一条直线上且方向相反,所以是一对平衡力。弹簧测力计的示数应以弹簧测力计挂钩一端所受的拉力(800N)为准,所以,其示数是800N。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.C
【详解】弹簧拉力器上的弹簧在弹性限度内,伸长量越大,产生的弹力越大。在每个人都能拉直的前提下,手臂长的人臂展更长,此时弹簧的形变程度更大,产生的弹力更大,所以人用的拉力也更大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.D
【详解】A.弹力是物体发生弹性形变而产生的力,手对弹簧的拉力是手发生了弹性形变而产生的力,施力物体是手,故A不符合题意;
B.弹簧对手的拉力使手发生了形变,故B不符合题意;
C.弹簧对手的拉力的作用点在手上,手对弹簧的拉力的作用点在弹簧上,弹簧对手的拉力和手对弹簧的拉力的作用点不相同,故C不符合题意;
D.根据弹簧测力计的原理可知,在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大,故D符合题意。
故选D。
11.A
【详解】弹簧形变产生的力叫弹力,作用在手上,即由于弹簧形变产生的力是弹簧对手的作用力,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
12.CD
【详解】物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。
AC.铁块受到向上的弹力即木板对铁块的支持力,是因为木板发生了弹性形变产生的,故A错误,C正确;
BD.木板受到向下的弹力即铁块对木板的压力,是因为铁块发生了弹性形变产生的,故B错误,D正确。
故选CD。
13. 0 4 2
【详解】(1)[1][2]根据图中数据可知,当弹簧未挂钩码时F=0N,弹簧的长度为4cm,因此弹簧的原长为4cm;此时伸长的长度为0cm。
(2)[3]由图中数据知,当弹簧的伸长达到6cm时,弹簧上所挂钩码重2N。
14. 甲 乙
【详解】[1]由图像可知,在相同拉力作用下,甲的伸长量大,弹簧较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
[2]在相同拉力作用下,乙的伸长量小,劲度系数较大,适合制作量程较大的弹簧测力计。
15. 密度 弹性
【详解】[1]单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度,“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,由可知,“碳海绵”这种材料的密度较小。
[2]物体受力发生形变,当外力撤去时可以恢复原状的性质,称为弹性,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的弹性好。
16. 0~5N 3N
【详解】[1]由图可知,弹簧测力计的量程为0~5N。
[2]若用两手分别沿水平方向拉弹簧测力计的圆环和挂钩并使其处在静止状态,当弹簧测力计的示数为3牛时,根据二力平衡可知,其两端所受拉力相同,即圆环处受到手的拉力大小也是3N。
17. 10 5 10 正 A B 等于 100
【详解】(1)[1] [2]由图乙可知,橡皮筋A伸长量为
15cm-5cm=10cm
由图乙可知,B伸长量为
10cm-5cm=5cm
(2)[3] [4]由图可知,A橡皮筋在10N之前图像是正比例函数图像,所以当A的拉力不超过10N时,橡皮筋的伸长量与受到的拉力成正比。
(3)[5]测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高。
[6]测力计是根据在测量范围内,弹簧的伸长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,则用弹簧B制成的测力计量程更大。
(4)[7]根据一对相互作用力的特点可知,钩码对橡皮筋的拉力等于橡皮筋对钩码的拉力。
(5)[8]由F-L图像和胡克定律知,弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)的比值为弹簧的劲度系数,对B橡皮筋分析:当F=0时,弹簧的原长为5cm;当F=15N时,弹簧的长度为20cm,即弹簧的伸长量为
20cm-5cm=15cm=0.15m
B橡皮筋的劲度系数K为
18. 刻度尺 4 弹簧的伸长量与它受到拉力成正比 难 大
【详解】(1)[1]钩码的重力已知,因此不需要测量,实验中要测量的是弹簧的伸长量,所以需要刻度尺。
[2]分析数据发现,除第4次实验数据外,其余6次弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,因此第4次实验数据是错误的。
(2)[3]由图像可以得出的结论是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与它受到拉力成正比;
(3)[4][5]若将两根同样的弹簧并排使用,要使两个弹簧都伸长,需要的力是原来一根弹簧的2倍,故更难拉伸,则两根同样的弹簧并排使用做成的弹簧测力计比一根同样的弹簧做成的弹簧测力的量程大。
19.
【详解】物体A对斜面有压力的作用,即物体对斜面的弹力,弹力的方向垂直于斜面,作用点在斜面上,如图所示:
20.
【详解】过细线和天花板的接触点,沿细线竖直向下的方向画一条有向线段,并用F表示,即为细线对天花板的拉力的示意图,如图所示:
21.(1)500N/m;(2)55N
【详解】解:(1)伸长量为
故劲度系数为
(2)当伸长量为
所受拉力为
答:(1)此弹簧的劲度系数为500N/m;
(2)当弹簧长度是16cm,拉力F的大小为55N。
22.(1)1000N;(2)5×104N
【详解】解:(1)水平方向上汽车受牵引力、空气阻力、摩擦力,即阻力大小
F阻=800N+200N=1000N
因汽车匀速行驶,牵引力与阻力是平衡力,故牵引力F=F阻=1000N。
(2)汽车质量
m=5t=5000kg
竖直方向上汽车受到重力与支持力为平衡力,即
F支=G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N
答:(1)汽车发动机的牵引力为1000N;
(2)地面对汽车的支持力为5×104N