课时7.2 弹力(解析版)
一、选择题
1.(2022·山东·单元测试)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,分度值为0.2N
B. 量程为,分度值为0.1N
C. 量程为,分度值为0.5N
D. 量程为,分度值为0.5N
【答案】A
【解析】
A.量程大于6N,分度值相对较小,故A是最佳选择;
B.量程太小,不能使用,故B不能选择;
C.量程大于6N,但分度值相对较大,故C不是最佳选择;
D.量程大于6N,但分度值相对较大,故D不是最佳选择。
故选A。
2.关于弹簧测力计的制作原理设在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 弹簧受到的拉力跟弹簧的长度成正比
B. 弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比
C. 弹簧的长度跟所受拉力成正比
D. 弹簧的伸长量跟所受拉力成正比
【答案】D
【解析】解:弹簧测力计是测量力的大小的工具,是根据弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的越长这个道理做成的。弹簧测力计的弹簧伸长越长,它所受的拉力就越大。在弹性限度内,弹簧的形变量伸长量跟所受拉力成正比。
故选:。
弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受的拉力成正比。
此题主要考查的是学生对弹簧测力计的原理掌握,基础性题目,难度不大。
3.(2023·山东·单元测试)如图展示了几位同学使用弹簧测力计的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解:
使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,由图可知ABC正确,D错误。
故选:。
弹簧测力计在使用时,为了减小摩擦和防止损坏弹簧测力计,被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致。
此题主要考查了弹簧测力计的正确使用方法,属于基础题目。
4.(2022·吉林月考) 如图所示的各力中,不属于弹力的是( )
A. 大象对跷跷板的压力
B. 推土机对泥土的推力
C. 地球对月球的引力
D. 绳子对小车的拉力
【答案】C
【解析】解:A、大象对跷跷板的压力,属于弹力,故A正确;
B、推土机对泥土的推力,属于弹力,故B正确;
C、地球对月球的引力,属于万有引力,故C错误;
D、绳子对小车的拉力,属于弹力,故D正确。
故选:C。
物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力,生活中的拉力、压力、支持力均属于弹力。
深入理解弹力的概念,可解答此题。
5.(2023·山东·单元测试) 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体是弹簧
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
【答案】D
【解析】解:、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错误;
B、弹簧对手的拉力使手发生了形变,故B错误;
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,故C错误;
D、根据弹簧测力计的原理可知,在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大,故D正确。
故选:D。
(1)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,弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而要恢复形变的过程中产生的给手的力;
(2)弹性形变的物体产生弹力,弹力作用在与其接触的物体上,力可以改变物体的形状和运动状态;
(3)物体间力的作用是相互的,且力的大小相等、方向相反;
(4)由弹簧的性质知道,在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。或者说在一定范围内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
本题主要考查了弹力的相关知识,施力物体和受力物体的判断、力的作用效果、作用点的认识和弹簧测力计的原理,都是中招考试常考的相关知识,必须掌握
6.(2022·四川月考)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,以下说法错误的是( )
A. 木板形变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木板产生的弹力 D. 足球产生的弹力就是足球对木板的压力
【答案】A
【解析】
A.木板的形变是由于足球产生的弹力造成的,故A错误,符合题意;
B.木板对足球有弹力支持力的作用,物体间力作用是相互的,足球产生的弹力作用在木板上,故B正确,不符合题意;
C.足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的弹力,故C正确,不符合题意;
D.足球产生的弹力就是足球对木板压力的结果,故D正确,不符合题意。
故选A。
7. (2022·河南期末) 对、两根弹簧进行研究,记录它们受到拉力的大小和它们的伸长,得到图甲“拉力伸长”的图象。用、弹簧做成外形相同的测力计,如图乙所示。与弹簧相比,用弹簧做的测力计( )
A. 量程相同,精确度相同 B. 量程较大,精确度会较低
C. 量程较小,精确度会较高 D. 量程较大,精确度会较高
【答案】C
【解析】
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,由图甲知,A的量程为,B的量程为,则用弹簧制成的测力计量程大;在测量范围内,如F=5N时,用弹簧制成的测力计伸长10cm,而用弹簧制成的测力计伸长5cm,所以,用弹簧A制成的测力计测量的精确程度高。
故选:C。
8. (2022·江苏期中) 如图所示,手压气球,气球发生形变。气球由于形变而产生的力是( )
A. 手对气球的压力
B. 气球对手的支持力
C. 气球受到的重力
D. 桌面对气球的支持力
【答案】B
【解析】解:
弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间,通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力,弹力的方向总是与物体形变的方向相反;
气球受到手的压力,向下凹陷,在恢复原状的过程中对手产生的弹力,通常叫做支持力。
故选:B。
发生形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
弹力一定是发生在两个直接接触的物体之间的相互作用力。
9. 一茶杯放在桌面上,如下图,下列关于茶杯和桌面的受力的描述中,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
【答案】C
【解析】解:
A、茶杯和桌面之间有相互作用的弹力,是由于桌面和茶杯都发生了形变。故A错误。
BC、桌面受到向下的弹力,是茶杯施加的,是由于茶杯发生了形变而产生的。故B错误、C正确。
D、茶杯受到桌面向上的弹力,是由于桌面发生了形变。故D错误。
故选:C。
茶杯和桌面之间有弹力作用,其原因是桌面和茶杯都发生了形变。桌面受到向下的弹力,是由于茶杯发生了形变,茶杯受到向上的弹力,是由于桌面发生了形变。
本题考查对弹力的理解,弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是与之接触的物体。
二、填空题
10.(2022·河北模拟) 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。
【答案】密度 弹性
【解析】解:(1)“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,由可知,说明“碳海绵”这种材料的密度较小;
(2)将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的弹性好。
故答案为:密度;弹性。
(1)单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度,“碳海绵”是世界上最轻的固体,即相同体积的“碳海绵”和其它物质相比,质量最小,据此分析;
(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。
本题以“碳海绵”为内容,考查了密度的特性及应用,以及对弹性概念的理解,难度不大。
11.张弓射箭利用的是弓的______ 选填“弹性”或“塑性”,弓被拉得越弯,需要的力越大,这说明弓的______ 越大,产生的弹力越大.
【答案】弹性;弹性形变
【解析】解:
弓属于弹性物体,张弓射箭利用的是弓的弹性,弓被拉得越弯,弹性形变越大,产生的弹力越大,需要的拉力越大.
故答案为:弹性;弹性形变.
物体在外力的作用下形状发生改变,外力撤消后能恢复原状的性质叫弹性;
在弹性限度内,物体发生弹性形变越大弹力越大.
此题考查了弹性的概念和弹力的影响因素,是一道基础题,容易解答.
12.(2022·广东期中) 如图所示,弹簧测力计的量程是__________,此时的示数为________。在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越________,弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
【答案】;2;长
【解析】
(1)在弹簧测力计上,最大示数是5N,所以弹簧测力计的量程为;
之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N;指针在“2”上,所以弹簧测力计的示数为2N;
(2)弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长的原理制成的。
13. 请读出图中两个弹簧测力计的示数,圆筒测力计每个小格表示0.1N。
(1)______;(2)______.
【答案】1.5N 1.15N
【解析】解:
左侧弹簧测力计为圆筒测力计,每0.5N分成5等份,测力计的每个小格表示0.1N,伸出的筒所对的示数是1.5N;
右侧弹簧测力计每0.5N分成10等份,测力计的每个小格表示0.05N,弹簧测力计的示数是1.15N。
故答案为:1.5N;1.15N。
弹簧测力计的量程即弹簧测力计所能测量的最大范围;分度值指的是所能测量的最小值或者是相邻两刻线之间的距离所表示的值;读取弹簧测力计的示数首先要认清分度值。
主要考查了弹簧测力计的读数,是最基本的测量工具的使用。是一道力学的基础题。
14. 如图所示的弹簧测力计的分度值是______,它的示数是______弹簧测力计显示的示数是______选填“鱼的重力”或“鱼对秤钩的拉力”。
【答案】 鱼对秤钩的拉力
【解析】解:由图知道,弹簧测力计一个大格表示,里面有个小格,一个小格表示,其分度值为;弹簧测力计的示数;
物体由于自身的重力会对弹簧测力计的挂钩施加一个竖直向下的拉力,且此拉力和物体重力是一对平衡力,故弹簧测力计显示的示数是鱼对秤钩的拉力。
故答案为:;;鱼对秤钩的拉力。
使用弹簧测力计测量力的大小时,首先要明确弹簧测力计的量程和分度值,读数时视线与指针所指刻线相垂直;
弹簧测力计使用时,总是处于静止状态或匀速直线运动状态,此时弹簧测力计处于平衡状态,受到的就是一对平衡力,平衡力的大小相等、方向相反。弹簧测力计的示数等于某一个力的大小。
本题考查弹簧测力计的读数,以及平衡力的应用,难度不大。
15.如图弹簧测力计的量程为______,示数为______,弹簧测力计在使用前应检查指针______。请指出图中使用弹簧测力计测力时存在的操作错误:______。
【答案】 3.4 是否指在零刻度线上 拉力的方向与弹簧测力计的轴线方向不一致
【解析】解:
(1)由图知:弹簧测力计上最大刻度是5N,所以量程为,弹簧测力计上1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N,此时指针指在“3.4”处,所以弹簧测力计的示数为3.4N;
使用弹簧测力计测量力的大小之前,首先要观察指针是否在0刻线处,必要时进行调零;
(2)使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致,避免弹簧与外壳发生摩擦;图中存在的操作错误:使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向没有与弹簧轴线方向一致。
故答案为:;3.4;是否指在零刻度线上;拉力的方向与弹簧测力计的轴线方向不一致。
(1)使用弹簧测力计时,要先明确其量程和分度值,再根据指针位置读数;
(2)使用前要检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线,如果没有指在零刻度线就需要调零;读数时,视线要与指针位置相垂直;被测力的方向应与弹簧的轴线方向一致,
此题主要考查了弹簧测力计的正确使用方法和读数,是一道基础题目。
三、作图题
16.(2022·山东模拟)如图所示,放在水平面上的是2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”。请画出“冰墩墩”与桌面之间弹力的示意图(O为桌面受力作用点)。
【答案】
解:“冰墩墩”与桌面之间的弹力包括水平桌面的支持力和“冰墩墩”对水平桌面的压力。这两个力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,分别从“冰墩墩”的重心和O点开始,沿竖直向上的方向、垂直于桌面向下的方向画一条带箭头的线段,并在线段末尾分别标上字母和,如图所示:
【解析】“冰墩墩”与桌面之间的弹力包括水平桌面的支持力和“冰墩墩”对水平桌面的压力,支持力的作用点在“冰墩墩”的重心上,方向竖直向上;压力的作用点在点,垂直于桌面向下,据此画出压力的示意图。
此题考查力的示意图的画法,难度不大,关键是知道“冰墩墩”与桌面之间的弹力包括水平桌面的支持力和“冰墩墩”对水平桌面的压力。
四、实验探究题
17.(2022·新疆)物理小组探究“弹簧的伸长量与其受到拉力的关系”的实验装置如图甲所示:
弹簧受到的拉力/N 0.5 1 1.5 2 2.5
弹簧伸长量/cm 1 2 3 4 5
探究过程中,实验数据如表,请在图乙中作出弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系图像。
在弹性限度内,弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是______N。
由图像得出:在弹性限度内,弹簧的伸长量和其受到的拉力成______ 。
【答案】1.75 正比
【解析】解:(1)利用数学中描点连线的方法,结合表格中的数据,做出图像如下:
(2)从数据中可以看出,拉力每增加0.5N,弹簧伸长1cm,所以当弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是1.75;
(3)从图像可以看出:在弹性限度内,各点的位置在一条过原点的倾斜直线上。因此由此实验可得:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
故答案为:(1)见上图;(2)1.75;(3)正比。
(1)利用数学中描点连线的方法做出图像即可;
(2)该实验探究的是弹簧的伸长与拉力之间的关系,从数据中可以看出,拉力每增加,弹簧伸长,然后可求得弹簧的伸长量为时,弹簧受到的拉力;
(3)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
在研究弹簧的伸长与拉力的关系问题时,一定要特别区分“弹簧的长度”与“弹簧的伸长”的不同,同时,得出的结论应该具有普遍性。
18.某学生用一根长的橡皮筋自制测力计,并用钩码和刻度尺测得以下数据:
钩码重量
橡皮筋长度
橡皮筋伸长 ______
在表中空格内填入橡皮筋的伸长量;
由此得出的结论是:在一定范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成______;
该测力计的测量范围是______。
【答案】3 成正比
【解析】解:
当橡皮筋受力为时,橡皮筋的长度为,当受到的拉力时,橡皮筋的长度变为、当受到的拉力依次为、、时,橡皮筋的长度依次变为、、,所以伸长的长度依次是:、、、。
从实验数据中可以得出当橡皮筋所受的拉力从依次增加时,橡皮筋伸长的长度依次增大,当所挂的钩码对橡皮筋的拉力为时,橡皮筋伸长了说明当橡皮筋受到的拉力时,已经超过了橡皮筋的测量范围,在橡皮筋一定的测量范围之内,橡皮筋伸长长度与所受的拉力越大成正比关系;
从实验数据可以获取信息,橡皮筋在所受的拉力在时,橡皮筋的伸长与所受的拉力成正比关系,故橡皮筋的测量范围为:。
故答案为:;成正比;
从实验数据表格中获取信息,橡皮筋的原来的长度的是,当橡皮筋所挂的钩码为、、、时,橡皮筋的长度变为、、、,故由此得出每一次橡皮筋伸长的长度。
从实验数据中可以得出当橡皮筋所受的拉力从依次增加时,橡皮筋伸长的长度依次增大,当所挂的钩码对橡皮筋的拉力为时,橡皮筋伸长了,说明此的拉力已经超过了橡皮筋的弹性范围,由此得出结论在橡皮筋在弹性范围内,橡皮筋伸长的长度与所受的拉力成正比关系;
从的分析中可以看出橡皮筋的测量范围。
此题通过实验数据让学生分析得出橡皮筋的工作原理和测量范围,从中培养了学生利用实验数据来获取信息的能力,较好的锻炼了学生。
一、选择题
1.(2022·江苏模拟)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。下列说法中错误的是( )
A. 刻度可以标在牙膏盒上 B. 可以把回形针上端当作指针
C. 可以利用钩码拉伸橡皮筋标注刻度 D. 不同橡皮筋做的测力计量程都相同
【答案】D
【解析】解:
如图所示的橡皮筋测力计,根据所用器材可知,牙膏盒平整可以在上面标注刻度;回形针在橡皮筋的下部,可以把回形针上端当作测力计的指针;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;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ABC正确,D错误。
故选:。
橡皮筋测力计的制作原理在弹性限度内橡皮筋的伸长跟受到的拉力成正比。
本题主要考查了简易测力计的制作、原理等,是一道应用题。
2.一只弹簧测力计上挂了几个钩码,弹簧测力计的示数为G,若将测力计倒过来,将钩码挂在吊环上,手提测力计的钩,此时测力计的示数为( )
A. 小于G B. 大于G C. 等于G D. 无法确定
【答案】B
【解析】解: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,故B正确,ACD错误。
故选:B。
弹簧测力计的结构除弹簧外,还包括外壳、拉环等,这些都有一定的重力,如要倒过来使用,这些重力都会由弹簧来承担,会影响测量的结果。
搞清弹簧测力计外壳、拉环等的重力由谁来承担?会不会在刻度盘上显示示数?是正确判断此题的关键。
3.(2022·全国·单元测试)甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,则下列说法中正确的是( )
A. 甲的体重大,所用拉力大 B. 乙的手臂粗,所用拉力大
C. 丙的手臂长,所用拉力大 D. 甲乙丙所用拉力一样大
【答案】C
【解析】
甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,但手臂长度不同时,拉力器的变形程度不同,手臂越长,拉力器形变越大,受到的拉力越大.
故选C.
【分析】
力的作用效果有二:改变物体的形状,改变物体的运动状态.
在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比.
此题属于易错题,注意不要把“每个人都能把手臂撑直”理解成“每一次拉力器的形变都相同”.
4.如图所示,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
【答案】B
【解析】解:A、弹簧对小球的弹力是弹簧形变引起的,故此弹力的施力物体是弹簧,故A错误;
B、弹簧的形变能够恢复原状,故此形变为弹性形变,故B正确;
C、在金属球由O向A运动的过程中,弹簧被压缩产生弹力,故弹簧对小球的弹力由A指向O,故C错误;
D、在金属球由O向B运动的过程中,弹簧被拉长,形变变大,故弹簧的弹力逐渐变大,故D错误。
故选:B 。
物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力,弹力作用在与形变物体接触的物体上。力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,其中受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体;
能够恢复原状的形变叫弹性形变;
弹力的大小与弹性形变的程度有关,在弹性限度内,形变越大,弹力越大。
深入理解弹力概念、弹性形变概念以及弹力大小与什么因素有关,可解答此题。
5.(2022·贵州期末) 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
【答案】B
【解析】解:弹簧测力计两端沿水平方向各施加1000N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。
故选:B。
弹簧测力计处于静止状态,那么弹簧测力计所受到的一定是一对平衡力。再根据力的作用是相互的就可以得出答案。
此题主要考查对弹簧测力计读数的理解和掌握。要注意分析物体所处的状态,区分弹簧测力计的示数和弹簧所受到的合力的不同。
6.小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服.现有两种方法:一种是按图甲所示的方法做,另一种是按图乙的方法做.关于这两种做法,下列说法正确的是( )
A. 图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用的力要小
B. 图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用的力要小
C. 图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用的力相同
D. 条件不足,无法比较甲、乙两图中每个人所用的力的大小
【答案】B
【解析】两种方法中,弹性绳的劲度系数相同,形变量相同时,需要相同的拉力,图甲中,两人在绳两端反向拉,两人的拉力大小相同,为;图乙中,两人在绳一端同向拉,若两人所用拉力相同,则每人所用的拉力为,故图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用的力要小.
7.如图所示,将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,然后用两只手捏住外壳上的环水平地拉,当弹簧测力计静止时( )
A. 两只手对拉环的拉、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为
B. 两只手对拉环的拉力、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为零
C. 两只手对拉环的拉力、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为
D. 两只手对拉环的拉力、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为
【答案】C
【解析】解:两个弹簧测力计看作一个整体,它处于静止状态说明弹簧测力计受到了一对平衡力的作用,平衡力的大小相等,所以.
把两个弹簧分开来看,两个弹簧测力计拉在一起,且都处于静止状态,说明这两个弹簧测力计都受到了一对大小均为的力,故示数均为.
故选C.
在弹性限度内,弹簧所受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长.弹簧测力计在测量力的时候总是在静止或匀速直线运动状态下的.题中所述这种情况,可将两个弹簧测力计看作一个整体,它受到一对平衡力的作用,这两个力的大小就是相等的.
弹簧测力计受力就会发生形变,两个弹簧测力计拉在一起,且都处于静止状态,说明这两个弹簧测力计都受到了一对大小均为的力,故示数均为.
该题主要考查二力平衡的知识,是一道基础题,学生易于解答.
二、填空题
8.(2022·甘肃月考) 一根弹簧受4N的拉力时,长度为14cm,受8N的拉力时,长度为16cm,则不受外力时,弹簧的长度是____cm。如果在弹性限度内受12N拉力时,弹簧的长度是_____cm。
【答案】12;18
【解析】
设弹簧的原长为
由题意知,;,
根据胡克定律有
两式相比可得 即,
解得;
若挂12N物体时弹簧长度。
故答案为:12;18。
9.小欢同学在探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,根据实验数据绘出了如图所示图象,图中L是弹簧的长度,F是弹簧受拉力的大小。请回答下列问题:
(1)当弹簧受到的拉力为5N时,弹簧发生的______选填“是”或“不是”弹性形变;
(2)当这根弹簧的长度为4cm时,此时弹簧受到的拉力为______N。
【答案】是 4
【解析】解:在弹性限度以内,弹簧的伸长跟它受到的外力成正比,由图象可知当弹簧受到的拉力为5N时,弹簧发生了弹性形变,它产生了弹力;
弹簧不受外力时,由图象可知,弹簧长2cm,此时的长度就是弹簧的原长,;因为F=6N,,弹簧每伸长1cm,受到的压力为2N,弹簧的长度为4cm时,弹簧伸长2cm,受到的拉力F=4N。
故答案为:(1)是;(2)4。
在弹性限度以内,弹簧的伸长跟它受到的外力成正比,结合图象解答得出结论。
这是一道考查弹簧测力计原理以及结合图象的实验简答题,会看图象是解题的关键。
10.(2022·内蒙古月考)如图所示,静止的弹簧测力计两端受到方向相反、大小都为3N的力和的作用,那么弹簧测力计的示数为______N。若此时弹簧测力计中的弹簧的原长为5cm,且伸长了2cm,当小芳用力将这个弹簧拉长为8cm时,小芳拉弹簧的力是______N。
【答案】3;4.5
【解析】解:(1)静止的弹簧测力计两端受到方向相反、大小都为3N的力和的作用,那么挂钩受到的拉力的大小为3N,所以弹簧测力计的示数为3N;
(2)弹簧测力计受到3N拉力时,伸长了2cm,根据弹簧的伸长量与受到的拉力成正比可知,伸长了8cm-5cm=3cm时,受到的拉力为。
故答案为:3;4.5。
(1)作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在一条直线上,这两个力就是一对平衡力。弹簧测力计的示数等于挂钩受到的拉力的大小;
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
此题考查了二力平衡的应用和弹簧测力计的测量原理,其中对弹簧测力计拉力的计算,容易出错,应搞清拉力与伸长量之间的关系。
三、实验题
11.小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,她利用如图甲所示的实验装置来做实验,并记录了相应的数据,如表:
钩码总重/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
指针位置/cm 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 5.8 5.8
分析数据,小华可以得出的结论是:在一定范围内,弹簧的______跟钩码的拉力成正比,若用此弹簧制作弹簧测力计,量程是______N;
使得弹簧伸长的力是______。选填“钩码的重力”或“钩码对弹簧的拉力”或“弹簧对钩码的拉力”
小华同学根据实验数据所作的“弹簧长度与外力的变化关系”图象,应该是图乙中的______图所示。
【答案】伸长量 0-3 钩码对弹簧的拉力 B
【解析】解:(1)由表格中数据知,当拉力由0到3.0N范围内,弹簧的伸长量与所受拉力是成正比的,该同学制作的弹簧测力计的量程是0-3N;
(2)弹簧拉着钩码静止不动,弹簧给钩码一个向上的力,而钩码给弹簧一个向下的力,使弹簧发生形变;
(3)结合表中数据读图象可知,弹簧的原长为2.5cm,所以横坐标应从2.5cm处开始,所以A错误;当超过弹簧的弹性限度,即使再增加物体的重力,弹簧也不会再伸长,故C错误,符合题意。
故答案为:(1)伸长量;0-3;(2)钩码对弹簧的拉力;(3)B。
(1)分析数据,得出成正比的范围;
(2)根据力的相互性分析;
(3)明确横、纵坐标所代表的物理意义,然后抓住两个关键点进行解答:当F=0N时,弹簧长度2.5cm;当时,弹簧的长度不再变化。
本题考查了弹簧的性质及弹簧测力的原理,结合这一知识点还考查了学生的读图能力,要求学生能熟练的应用弹簧的性质和弹簧测力计解决实际问题。
12.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图象可知: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“”或“”)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)成正比,其大小表示为:,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。
【答案】10 5 10 正 A B 等于 100
【解析】解:由图乙可知,橡皮筋伸长量为15cm-5cm=10cm,伸长量为10cm-5cm=5cm;
由图可知,当A的拉力不超过10N时,拉力越大,橡皮筋伸长越长,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比;
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;
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,的量程为0-15N,则用弹簧B制成的测力计量程大;
根据一对相互作用力,大小相等,所以钩码对橡皮筋的拉力等于橡皮筋对钩码的拉力即橡皮筋形变而产生的弹力;
由图像和胡克定律结合分析知,其大小等于弹力与弹簧的伸长量或压缩量的比值为弹簧的劲度系数,对橡皮筋分析:当时,即横坐标的截距为弹簧的原长,所以据图所知,横截距为5cm,即弹簧的原长为5cm;当F=15N时,即横坐标的截距为弹簧的总长,所以据图所知,横截距为20cm,即弹簧的伸长量为20cm-5cm=15cm=0.15m,
图像的斜率。
故答案为:(1)10;5;(2)10;正;(3)A;B;(4)等于;(5)100。
(1)根据图乙分析;
(2)根据图象分析弹簧的伸长量与拉力的关系;
(3)根据弹簧测力计的测力原理确定测力范围;根据受同样的力在测量范围内伸长量大的,测量精确高;
(4)力的作用是相互的,一对相互作用力大小相等;
(5)由图像的意义,斜率表示弹簧的劲度系数,图像与横坐标的截距为弹簧的原长,结合弹簧长度所对应的拉力进行计算。
本题考查弹簧测力计的原理、测力范围、测量准确程度的知识,体现了数学知识在物理中的应用,考查了学生对图像的分析能力。课时7.2 弹力(原卷版)
一、选择题
1.(2022·山东·单元测试)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,分度值为0.2N
B. 量程为,分度值为0.1N
C. 量程为,分度值为0.5N
D. 量程为,分度值为0.5N
2.关于弹簧测力计的制作原理设在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 弹簧受到的拉力跟弹簧的长度成正比
B. 弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比
C. 弹簧的长度跟所受拉力成正比
D. 弹簧的伸长量跟所受拉力成正比
3.(2023·山东·单元测试)如图展示了几位同学使用弹簧测力计的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
4.(2022·吉林月考) 如图所示的各力中,不属于弹力的是( )
A. 大象对跷跷板的压力
B. 推土机对泥土的推力
C. 地球对月球的引力
D. 绳子对小车的拉力
5.(2023·山东·单元测试) 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体是弹簧
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
6.(2022·四川月考)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,以下说法错误的是( )
A. 木板形变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木板产生的弹力 D. 足球产生的弹力就是足球对木板的压力
7. (2022·河南期末) 对、两根弹簧进行研究,记录它们受到拉力的大小和它们的伸长,得到图甲“拉力伸长”的图象。用、弹簧做成外形相同的测力计,如图乙所示。与弹簧相比,用弹簧做的测力计( )
A. 量程相同,精确度相同 B. 量程较大,精确度会较低
C. 量程较小,精确度会较高 D. 量程较大,精确度会较高
8. (2022·江苏期中) 如图所示,手压气球,气球发生形变。气球由于形变而产生的力是( )
A. 手对气球的压力
B. 气球对手的支持力
C. 气球受到的重力
D. 桌面对气球的支持力
9. 一茶杯放在桌面上,如下图,下列关于茶杯和桌面的受力的描述中,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
二、填空题
10.(2022·河北模拟) 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。
11.张弓射箭利用的是弓的______ 选填“弹性”或“塑性”,弓被拉得越弯,需要的力越大,这说明弓的______ 越大,产生的弹力越大.
12.(2022·广东期中) 如图所示,弹簧测力计的量程是__________,此时的示数为________。在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越________,弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
13. 请读出图中两个弹簧测力计的示数,圆筒测力计每个小格表示0.1N。
(1)______;(2)______.
14. 如图所示的弹簧测力计的分度值是______,它的示数是______弹簧测力计显示的示数是______选填“鱼的重力”或“鱼对秤钩的拉力”。
15.如图弹簧测力计的量程为______,示数为______,弹簧测力计在使用前应检查指针______。请指出图中使用弹簧测力计测力时存在的操作错误:______。
三、作图题
16.(2022·山东模拟)如图所示,放在水平面上的是2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”。请画出“冰墩墩”与桌面之间弹力的示意图(O为桌面受力作用点)。
四、实验探究题
17.(2022·新疆)物理小组探究“弹簧的伸长量与其受到拉力的关系”的实验装置如图甲所示:
弹簧受到的拉力/N 0.5 1 1.5 2 2.5
弹簧伸长量/cm 1 2 3 4 5
探究过程中,实验数据如表,请在图乙中作出弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系图像。
在弹性限度内,弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是______N。
由图像得出:在弹性限度内,弹簧的伸长量和其受到的拉力成______ 。
18.某学生用一根长的橡皮筋自制测力计,并用钩码和刻度尺测得以下数据:
钩码重量
橡皮筋长度
橡皮筋伸长 ______
在表中空格内填入橡皮筋的伸长量;
由此得出的结论是:在一定范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成______;
该测力计的测量范围是______。
一、选择题
1.(2022·江苏模拟)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。下列说法中错误的是( )
A. 刻度可以标在牙膏盒上 B. 可以把回形针上端当作指针
C. 可以利用钩码拉伸橡皮筋标注刻度 D. 不同橡皮筋做的测力计量程都相同
2.一只弹簧测力计上挂了几个钩码,弹簧测力计的示数为G,若将测力计倒过来,将钩码挂在吊环上,手提测力计的钩,此时测力计的示数为( )
A. 小于G B. 大于G C. 等于G D. 无法确定
3.(2022·全国·单元测试)甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,则下列说法中正确的是( )
A. 甲的体重大,所用拉力大 B. 乙的手臂粗,所用拉力大
C. 丙的手臂长,所用拉力大 D. 甲乙丙所用拉力一样大
4.如图所示,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
5.(2022·贵州期末) 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
6.小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服.现有两种方法:一种是按图甲所示的方法做,另一种是按图乙的方法做.关于这两种做法,下列说法正确的是( )
A. 图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用的力要小
B. 图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用的力要小
C. 图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用的力相同
D. 条件不足,无法比较甲、乙两图中每个人所用的力的大小
7.如图所示,将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,然后用两只手捏住外壳上的环水平地拉,当弹簧测力计静止时( )
A. 两只手对拉环的拉、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为
B. 两只手对拉环的拉力、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为零
C. 两只手对拉环的拉力、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为
D. 两只手对拉环的拉力、大小相等且均为,则弹簧测力计的示数为
二、填空题
8.(2022·甘肃月考) 一根弹簧受4N的拉力时,长度为14cm,受8N的拉力时,长度为16cm,则不受外力时,弹簧的长度是____cm。如果在弹性限度内受12N拉力时,弹簧的长度是_____cm。
9.小欢同学在探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,根据实验数据绘出了如图所示图象,图中L是弹簧的长度,F是弹簧受拉力的大小。请回答下列问题:
(1)当弹簧受到的拉力为5N时,弹簧发生的______选填“是”或“不是”弹性形变;
(2)当这根弹簧的长度为4cm时,此时弹簧受到的拉力为______N。
10.(2022·内蒙古月考)如图所示,静止的弹簧测力计两端受到方向相反、大小都为3N的力和的作用,那么弹簧测力计的示数为______N。若此时弹簧测力计中的弹簧的原长为5cm,且伸长了2cm,当小芳用力将这个弹簧拉长为8cm时,小芳拉弹簧的力是______N。
三、实验题
11.小华同学在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,她利用如图甲所示的实验装置来做实验,并记录了相应的数据,如表:
钩码总重/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
指针位置/cm 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 5.8 5.8
分析数据,小华可以得出的结论是:在一定范围内,弹簧的______跟钩码的拉力成正比,若用此弹簧制作弹簧测力计,量程是______N;
使得弹簧伸长的力是______。选填“钩码的重力”或“钩码对弹簧的拉力”或“弹簧对钩码的拉力”
小华同学根据实验数据所作的“弹簧长度与外力的变化关系”图象,应该是图乙中的______图所示。
12.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图象可知: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“”或“”)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)成正比,其大小表示为:,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。