6.2《弹力 力的测量和表示》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(粤沪版2024)
一、单选题
1.(2024八下·隆回期末)小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至没入水中(不接触容器,无水溢出)。在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大
B.弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变
C.弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
D.弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
【答案】A
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出),铝块排开水的体积逐渐变大,根据可知,铝块受到水的浮力逐渐变大,根据称重法测量浮力可知,弹簧测力计的示数逐渐变小;
将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)的过程中,台秤示数等于烧杯和水的总重力与铝块受到的浮力之和,由于烧杯和水的总重力不变,铝块受到的浮力变大,所以台秤示数逐渐变大。所以BCD错误,A正确。
故选A。
【分析】根据将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出),铝块排开水的体积逐渐变大,根据可知,铝块受到水的浮力的变化,根据称重法测量浮力可知弹簧测力计的示数的变化;
将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)的过程中,台秤示数等于烧杯和水的总重力与铝块受到的浮力之和,由此可判断台秤示数的变化。
2.(2024八下·雅安月考) 如图甲所示,用水平拉力F1=20N拉弹簧,弹簧伸长了2cm。现在两端同时用F2的力沿水平方向拉弹簧,如图乙所示,要使弹簧伸长3cm(仍在弹性限度内),则每个力F2为( )
A.20N B.30N C.10N D.40N
【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】物体间力的作用是相互的,甲图中用20 N的力F1的力拉弹簧时,弹簧左端也受到向左的20N的拉力,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,要使弹簧伸长3cm,则需要30N的拉力,在乙弹簧左右两端均施加水平拉力,弹簧仍伸长3cm,由于两种方法是等效的,所以加在弹簧乙上施加的力也是30N。故选:B。
【分析】根据弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,伸长同样的长度,受到的拉力将相同,根据力的作用效果相同进行分析。
3.(2024八下·射洪月考)如图所示,一个小物体以初速度v0冲上某一粗糙斜面,最后停在斜面上,忽略空气作用,对该过程的描述正确的是
A.物体最后停了下来,说明运动需要力来维持
B.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三个力的作用
C.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、向上的冲力四个力的作用
D.物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A、力是改变物体运动状态的原因,运动不需要力维持,A错误;
BC、物体冲上斜面后继续运动是因为物体具有惯性,不存在冲力,物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力的作用,故B正确,C错误;
D、物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选: B。
【分析】(1)根据力是改变物体运动状态的原因,运动不需要力维持;
(2)(3)根据物体的运动状态分析受力情况;
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、同一直线、同一物体。
4.(初中物理八年级下学期 第七章 力 综合复习(广西专用))在探究弹簧长度与力的关系时,选取甲、乙、丙、丁完全相同的四根弹簧,将甲、乙弹簧左端固定在墙上,用大小为F的力拉甲的右端,用大小为F的力压乙的右端,在丙弹簧左右两端施加大小为F的拉力,在丁弹簧左右两端施加大小为F的压力,四根弹簧都水平静止,如图所示,此时四根弹簧的长度分别是L甲、L乙、L丙、L丁,则( )
甲 乙
丙 丁
A.L甲=L乙=L丙=L丁 B.L乙=L丁C.L甲=L乙【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】弹簧受到的拉力与其伸长量成正比,而图甲和丙都是让弹簧伸长的,图乙和图丁都是让弹簧压缩的,图甲和图丙上的作用力相同,故伸长量相同,图乙和图丁的作用力相同,故压缩量相同,故ACD错误,B正确。
故答案为:B
【分析】图甲虽然看上去只有一个拉力,实际上另一个拉力是墙,所以与丙的作用效果相同,同理,图乙和图丁的作用力相同。
5.(粤沪版物理八年级下册第六章第二节怎样测量和表示力同步练习)如图所示,A、B为两个弹簧测力计,所挂重物的重均为10N,如果滑轮的摩擦不计,当重物处于静止状态时,A、B两弹簧测力计的示数分别为( )
A.10N,20N B.0,10N C.10N,0 D.10N,10N
【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A弹簧测力计受到向右10N的拉力,静止,向左受的拉力也是10N,示数也为10N,同理,B弹簧测力计两端受的力都是10N,示数也应为10N.故只有选项D符合题意;
故选D。
【分析】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
6.(2018八下·钦州月考)一个弹簧测力计的挂钩和挂环分别受到向上和向下都是5N的拉力作用(不计弹簧测力计自重),则弹簧测力计所受合力及弹簧测力计的示数是( )
A.0,0 B.0,5N C.5N,5N D.0,10N
【答案】B
【知识点】力作用的相互性;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】解:同一直线方向相反的两个力的合力等于两个力之差,所以弹簧测力计在水平方向上受到两个力的合力为0。
一个弹簧测力计的挂钩和挂环分别受到向上和向下都是5N的拉力作用(不计弹簧测力计自重),则弹簧测力计所受合力及弹簧测力计的示数是5N。
故答案为:B。
【分析】弹簧测力计上显示的是挂钩上力的大小,与挂环上力的大小以及弹簧测力受到的合力大小无关。
7.(2018八下·钦州月考)如图所示,各用5N的水平拉力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端,则弹簧测力计的示数为(弹簧测力计的自重不计)( )
A.10N B.5N C.0N D.10N或0N
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】解:用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计,与只拉一端效果是相同的。因为物体间力的作用是相互的,拉一端时,另一端也必须有力的作用,因此,弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和,而只会显示一个力的大小,即5N。
故答案为:B。
【分析】弹簧测力计上显示的是挂钩上力的大小,与挂环上力的大小以及弹簧测力受到的合力大小无关。
二、多选题
8.(2024八下·贺州期中) 如图所示,关于运动员跳板跳水的过程,下列分析正确的是
A.运动员对跳板的压力的施力物体是跳板
B.运动员对跳板的压力是由跳板发生弹性形变产生的
C.跳板对运动员的作用力属于弹力
D.运动员在空中下落的过程中,其运动状态发生改变
【答案】C,D
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】A、运动员站立在跳板上,对跳板施加压力,此时运动员是施力物体,跳板是受力物体,A错误;
B、运动员对跳板的压力是由于运动员的脚发生形变而产生的,B错误;
C、跳板对运动员的作用力是支持力,属于弹力,C正确;
D、运动员在空中下落的过程中,由于受到重力的作用,会向下做加速运动,运动状态是改变的,D正确。
故答案为:CD。
【分析】物体发生弹性形变时,要恢复原状,就会与它接触的物体施加力的作用,这个力叫弹力。常见的推、拉、提、压和支持等都是弹力;弹力是由施力物体形变引起并指向受力物体的;物体运动方向和运动速度大小的变化都属于运动状态的变化。
9.(2024八下·阳谷期中)如图甲所示,一根弹簧在水平面上自由放置,左端固定在O点,它的原长为10cm,由于受到手对它的力的作用,在弹性限度范围内,它的长度发生了如图乙和丙所示变化。则( )
A.在图乙中,弹簧没有产生弹力的作用
B.在图乙中,弹簧作用在手上的弹力水平向右
C.在图丙中,弹簧作用在手上的弹力水平向左
D.在图丙中,手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对相互作用力
【答案】B,C,D
【知识点】力作用的相互性;弹力
【解析】【解答】A.在图乙中,弹簧处于压缩状态,为了恢复原长,弹簧会产生弹力的作用,故A不符合题意;
B.在图乙中,弹簧作用在手上的弹力水平向右,故B符合题意;
C.在图丙中,弹簧处于拉伸状态,弹簧作用在手上的弹力水平向左,故C符合题意;
D.在图丙中,手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两物体上,故D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】力的作用是相互的,一个物体给另一个物体力的同时,另一个物体也一定给这个物体一个等大的力。
10.(2024八下·于都期中)如图所示,是同学们所画的几种情况下力的示意图,其中错误的是( )
A.投出去的篮球所受到的力
B.物体对斜面的压力
C.吊灯静止时所受的力
D.静止在水平面上的木块所受的力
【答案】A,B,D
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A.投出去的篮球不再受到推力的作用,故A错误,符合题意;
B.物体对斜面的压力,是斜面受到的力,作用点应画在物体和斜面接触的位置,故B错误,符合题意;
C.吊灯静止时受重力和绳对它的拉力,是一对平衡力,故C正确,不符合题意;
D.静止在水平面的物体受重力和地面对他的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等,力的示意图中两条线段要相等,故D错误,符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】投出去的篮球不再受到推力的作用,压力作用点应画在物体和斜面接触的位置,平衡力大小相等。
11.(2024八下·连山月考)如图是静止在光滑水平面上的甲、乙两弹簧小车,现用10N的力一起推两小车,然后松开手。以下分析正确的是( )
A.甲对乙的力小于乙对甲的力
B.甲、乙两车之间的力是一对相互作用力
C.乙车后退的过程中,甲对乙的推力始终为10N
D.两车由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】B,D
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;弹力
【解析】【解答】AB.根据图像,甲对乙的力与乙对甲的力的相互作用力,大小相等,故A错误,B正确;
C.乙车后退的过程中,弹簧的伸长量改变,甲对乙的推力发生改变,故C错误;
D.两车在力的作用下由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选BD。
【分析】物体间相互作用力大小相等,力可以改变物体的运动状态。
12.(2021八下·黑山期中)台球日益成为人们喜爱的运动项目。下列关于台球受力及运动的说法正确的是( )
A.台球对桌面的压力与桌面对台球的支持力相互平衡
B.球杆击球时,杆对球的力与球对杆的力是相互作用力
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的作用点有关
D.运动的台球在碰到桌边后会改变运动方向,表明力可以改变物体的运动状态
【答案】B,C,D
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图;力作用的相互性
【解析】【解答】A.台球对桌面的压力作用在桌面上,桌面对台球的支持力作用在台球上,二力作用在两个不同物体上,所以不是一对平衡力,A不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的。球杆击球时,杆对球的力与球对杆的力是相互作用力,B符合题意;
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的作用点有关,C符合题意;
D.运动的台球在碰到桌边后,受到了桌边给的力后改变了运动方向,表明力可以改变物体的运动状态,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】力的作用是相互的,物体A对物体B施加一个力,那么物体B一定会对物体A施加一个等大反向的力;力的作用效果有两个,改变物体的形状,例如橡皮筋拉长、弹簧收缩、橡皮泥变形;也可以改变物体的运动状态,使物体由动到静,由静到动,物体的速度大小方向发生改变。
三、实验填空题
13.(2024八下·从化期末)如图所示,小明发现橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋就越长。根据这一现象小明猜想:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比(即橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量的比值是定值)。请你设计实验验证其猜想。
(1)实验器材:橡皮筋、刻度尺、铁架台、 (若需要,请补充器材)
(2)实验步骤(可以用文字或画图表达):
【答案】弹簧测力计;见解析
【知识点】弹力
【解析】【解答】(1)完成该实验,需要测量的物理量有皮筋所受的拉力和长度,所以需要刻度尺,弹簧测力计。
(2)实验步骤:①将橡皮筋悬挂在铁架台的支架上,用刻度尺测量橡皮筋的的原长L0;
②使用弹簧测力计拉长橡皮筋,斌记录拉力和橡皮经长度L;
③仿照步骤②,多次进行实验;
④计算每次的拉力F与(L-L0)比值,比值不变,说明猜想正确,否则错误。
综上 第1空、 弹簧测力计; 第2空、 见解析
【分析】 验证:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比猜想,需要使用弹簧测力计计算拉力,使用刻度尺计算橡皮筋的长度变化量
实验步骤,首先测量橡皮筋原长,使用弹簧测力计拉动橡皮筋,记录长度和拉力,多次实验记录数据,得出结论
14.(2024八下·大余月考) 【探究名称】探究弹簧伸长量与受到的拉力的关系
【问题】小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,那是不是说明弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比呢?为此,他设计了如图甲所示的装置进行探究。
【证据】
(1)要完成实验,除了图甲所示的铁架台、弹簧、质量相同的钩码若干个外,还需要的测量工具是 ;
(2)实验中,弹簧所受拉力的大小是通过改变 来实现的;
(3)进行实验后小明记录下相关数据,下表是他记录的数据中的一部分,其中数据明显错误的是第 次实验;
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 …
拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6 …
伸长量ΔL/cm 0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40 …
【解释】根据表中的数据可知,小明认为的弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比的想法是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)【交流】某兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出弹簧伸长量与所受拉力的关系如图乙所示。
若他们要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“A”或“B”),此弹簧拉力每增加1N,弹簧的伸长增加 cm。
(5)拉力增大到一定程度后,图像中的线不再是直线,说明我们在使用弹簧测力计时,所测拉力不能 。
【答案】(1)刻度尺
(2)钩码的个数
(3)4;正确
(4)A;2.5
(5)超过量程
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 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。
故该空填“ 刻度尺 ”;
(2) 第1空、 由图甲知道,实验中,弹簧所受拉力的大小等于钩码的重力,即弹簧所受拉力的大小是通过改变钩码的个数来实现的。
故该空填“ 钩码的个数 ”;
(3) 第1空、 分析数据发现,除第4次实验数据和大于3N的数据外,其他数据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,其正确的数据应该为1.20cm。
故该空填“ 4 ”;
第2空、 根据表格数据知道,拉力增大几倍,弹簧的伸长量就增大几倍,可得伸长量跟受到的拉力成正比。因此 小明认为的弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比的想法是正确的。
故该空填“正确”;
(4) 第1空、 由图乙知道,在相同拉力作用下,弹簧甲的伸长量大,弹簧A较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
故该空填“ A ”;
第2空、 制作成的弹簧测力计拉力每增加1N,弹簧的伸长增加 。
故该空填“2.5”;
(5) 第1空、 拉力增大到一定程度后,图像中的线不再是直线,说明弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比这个结论有它的适用范围,物体形变过大, 超过量程 ,上述比例关系不再适用。
故该空填“ 超过量程 ”;
【分析】明确实验目的是探究弹簧伸长量与拉力的关系,由于钩码重力已知,所以主要测量弹簧伸长量,因此需要刻度尺。说明拉力大小通过改变钩码个数来实现。分析数据指出第 4 次实验数据错误并给出正确值,同时根据多数有效数据得出伸长量与拉力成正比,从而认定小明的想法正确。对比图乙中两弹簧,判断弹簧 A 更灵敏适合制作精确程度高的测力计,并通过数据计算得出拉力每增加 1N 对应的伸长量。从图像中发现拉力增大到一定程度后不成直线,解释是因为超过量程导致原比例关系不再适用。
15.(2024八下·无锡期中)小红利用弹簧测力计(最大测量值5N),量筒,水、食盐,烧杯、滴管、勺子等器材配置盐水,步骤如下:
(1)此实验中测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上校零;
(2)测出空烧杯的重为1N,然后在烧杯中放入适量的水并作好标记,测力计示数如图所示,则水的重量为 N;然后在水中加入20g盐,待盐全部溶解后小红所配置的盐水密度为 g/cm3;(g=10N/kg,假设加盐后烧杯中液体的体积不变)
(3)小红发现可以用实验中的测力计和烧杯制作“密度秤”,测量液体密度时,将待测液体每次都加至烧杯“标记”处,用测力计测量出烧杯和液体的总重,然后通过运算得到液体密度,则该密度秤能测量的最大液体密度为 g/cm3。理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体。
【答案】竖直;1;1.2;4;0.2
【知识点】密度公式及其应用;液体密度的测量;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】(1)实验中,使用弹簧测力计测量重力,重力的方向总是竖直向下的,为了减小弹簧与外壳之间摩擦产生的误差,弹簧测力计应在竖直方向校零。
(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,因此示数为2N,即水和烧杯的总重力为2N,因此水的重力为
G水=G总-G杯=2N-1N=1N
则水的质量为
则水的体积为
由题意知,在水中加入20g盐,待盐全部溶解后液体的体积不变,因此盐水的密度为
(3)由于弹簧测力计的最大测量值为5N,则能测量液体的最大重力为
G液=G总大-G杯=5N-1N=4N
则液体的质量为
由于待测液体每次都加至烧杯“标记”处,则液体的体积为100cm3,因此密度秤能测量的最大液体密度为
由上述可知,当指针在2N时,测量的密度为1g/cm3,当指针在5N时,测量的密度为4g/cm3,因为弹簧测力计的分度值为0.2N,因此可以鉴别液体密度的差异为
【分析】为了减小弹簧与外壳之间摩擦产生的误差,弹簧测力计应在竖直方向校零,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2N,水的重力是1N,利用密度公式直接计算盐水的密度,根据测力计的测量范围是5N,所测液体的质量最大是4N,根据每次液体都到达标记处,所以液体的体积是固定100cm3,最后利用密度公式计算密度。
16.(2024八下·雅安月考) 小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力):让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻质弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为5.0m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm,并且轻质弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,速度的变化情况是____ (填字母);
A.一直变大 B.一直变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(2)当小球的速度减小为5.0m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为:F G(大于/小于/等于);
(3)当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为 ,小球处于 (平衡/非平衡)态;
(4)实验中所用小球的重力为 N,全过程中,弹簧产生弹力的最大值为 N。
【答案】(1)C
(2)大于
(3)0;非平衡
(4)4;12.2
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图丁知,从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球下落速度的变化情况是先变大后变小,故选C。
(2) ①由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当△x为
0.2m时,小球的速度最大,然后减小,说明当△x为
0.2m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。当小球的速度减小为5.0m/s时,小球的重力小于弹簧对它的弹力。
(3)当弹簧的压缩量最大时,小球的速度减小为0,此时,弹簧形变量最大,小球受到竖直向上的弹力最大,还受到重力的作用,弹力大于重力,小球处于非平衡状态,将加速上升。
(4)当△x为0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。该轻质弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm,故当△x为0.1m时,小球受到的压力为F=0.1NX=2N,
小球受到弹簧对它的弹力F等于其重力G,即 F=G=mg=2N,
弹簧的最大缩短量为,所以
。
故答案为:(1) C;(2) 大于;(3) 0;非平衡;(4) 2;12.2。
【分析】(1)根据图丁分析回答;
(2)根据物体的运动情况,若动力大于阻力,则物体加速运动;若动力小于阻力,则物体减速运动,当弹簧的压缩量最大时,小球的处于瞬间静止状态;
当弹簧的压缩量最大时,小球的速度减小为0m/s,此时,弹簧形变量最大,小球受到竖直向上的弹力最大,还受到重力的作用,小球处于非平衡状态,将加速上升,弹力大于重力;
(3)根据图象中小球的运动情况,结合题目中给出的条件便可求出小球的重力,根据G=mg求出小球的质量,从而可得弹簧产生弹力的最大值。
17.(2021八下·锦江期末)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,下表是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。
液体种类 酒精 植物油
弹簧测力计的示数F(N) 2.6 2.7
液体密度ρ(×103kg/m3) 0.8 0.9
【答案】(1)12
(2)A
(3)22.5
(4)1.8
【知识点】弹簧测力计及其使用;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的接力不大于10N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到接力F成正比例函数的关系,即FA=kAΔxA,由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm,代入数据得kA=0.5N/cm,因此FA=0.5ΔxA,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。
(3)将与本实验中两根相同的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,由图可知,在拉力作用下B先达到最大伸长量15cm,A橡皮筋的伸长量也为15cm;当伸长量为15cm时,橡皮筋B上的力为15N,因为橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比,所以橡皮筋A上的力为
根据二力合成可得受到的最大拉力为15N+7.5N=22.5N
(4)液体的重力G液=mg=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×V×10N/kg=2.6N①
测量植物油时G桶+0.9×103kg/m3×V×10N/kg=2.7N②
将①②两式联立,解方程组得G桶=1.8N,该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上1.8 N的位置。
【分析】(1)根据橡皮筋受力的形变长度关系,计算受力后的长度大小;
(2)当橡皮筋受到的拉力形变程度越大,测量越精确;
(3)当物体受力后,形变程度较小,测量的量程较大,根据弹力范围判断最大量程;
(4)根据物体的密度和体积的乘积计算质量,计算重力,结合容器的重力计算总重力大小,从而判断容器重力的大小。
四、解答与计算题
18.(2019八下·兰州月考)一弹簧测力计的弹簧原长为5cm,当它挂上重为5N的钩码时,弹簧伸长到8cm,则该测力计上挂3N的钩码时,弹簧的长度为多少?
【答案】解:由题F1=5N,s1=3cm,F2=3N,根据弹簧的伸长与拉力成正比得:F1:F2=s1:s2,代入解得s2=1.8cm;
所以弹簧此时的长度为5cm+1.8cm=6.8cm。
答:弹簧的长度为6.8cm
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【分析】利用弹簧测力计的原理分析计算.
19.(2024八下·天河期末)小明要自制一个刻度均匀、量程为0-5N的测力计:
甲 乙
(1)小明在一根橡皮筋和两根弹簧中挑选合适的材料,三种材料的拉力和伸长量关系如图甲,他应该选择哪种材料?请说明不选另外两种材料的理由.
(2)选好材料后,小明参考图乙测力计样品进行刻度标注,准备测量相关数据,请你帮他设计一个记录数据的表格.
【答案】(1)由图甲可知,当拉力是5N时,橡皮筋A和弹簧C已经超过了弹性限度,不能使用,弹簧B没有超过限度,能使用,选择弹簧B。
(2)如下表
钩码重G/N 0 1 2 3 4 5
弹簧长度L/cm
【知识点】弹簧测力计及其使用;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【分析】(1)根据当拉力是5N时是否超过弹性限度进行分析;
(2)制作弹簧测力计时,需要记录钩码的总重力和弹簧的长度。
20.(2024八下·章贡月考)弹簧受力时一般遵循“胡克定律”:在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即,其中F表示弹力,表示弹簧的伸长量,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,当该弹簧受到拉力时,长度为12cm;受到拉力时,长度为16cm(、均在该弹簧的弹性限度内)。求:
(1)拉力时弹簧的伸长量;
(2)弹簧的劲度系数k;
(3)拉力的大小;
(4)使用时,弹簧的一端断了一小段,将剩下的弹簧修复后重新调零。用这只修复的弹簧测力计测量力的大小,其测量值将如何变化,说出你的理由。
【答案】(1)解:弹簧的原长为8cm,当拉力F1=2N时,弹簧的长度为12cm,弹簧的伸长量
Δx1=12cm-8cm=4cm=0.04m
(2)在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即F=k x,其中F表示弹力, x表示弹簧的伸长量,k为弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数,则
(3)由F=kΔx得,拉力F2=kΔx=50N/m×(0.16m-0.08m)=4N
(4)对相同规格的弹簧,弹簧越短,劲度系数越大,在受到相同的拉力或压力时,弹簧长度变化越小,弹簧的一端断了一小段,剩余弹簧的劲度系数变大,在受到相同大小的拉力时,弹簧伸长的长度偏小。
【知识点】弹力;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【分析】(1)本题考查的是胡克定律:, 弹簧的原长为8cm,当拉力F1=2N时,弹簧的长度为12cm ,;
(2) 在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比 ,根据,则计算结果;
(3)本题考查的是胡克定律:,计算得出结果;
(4)对相同规格的弹簧,弹簧越短,劲度系数越大,在受到相同的拉力或压力时,弹簧长度变化越小,弹簧的一端断了一小段,剩余弹簧的劲度系数变大,在受到相同大小的拉力时,弹簧伸长的长度偏小。
1 / 16.2《弹力 力的测量和表示》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(粤沪版2024)
一、单选题
1.(2024八下·隆回期末)小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至没入水中(不接触容器,无水溢出)。在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大
B.弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变
C.弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
D.弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
2.(2024八下·雅安月考) 如图甲所示,用水平拉力F1=20N拉弹簧,弹簧伸长了2cm。现在两端同时用F2的力沿水平方向拉弹簧,如图乙所示,要使弹簧伸长3cm(仍在弹性限度内),则每个力F2为( )
A.20N B.30N C.10N D.40N
3.(2024八下·射洪月考)如图所示,一个小物体以初速度v0冲上某一粗糙斜面,最后停在斜面上,忽略空气作用,对该过程的描述正确的是
A.物体最后停了下来,说明运动需要力来维持
B.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三个力的作用
C.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、向上的冲力四个力的作用
D.物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压力是一对平衡力
4.(初中物理八年级下学期 第七章 力 综合复习(广西专用))在探究弹簧长度与力的关系时,选取甲、乙、丙、丁完全相同的四根弹簧,将甲、乙弹簧左端固定在墙上,用大小为F的力拉甲的右端,用大小为F的力压乙的右端,在丙弹簧左右两端施加大小为F的拉力,在丁弹簧左右两端施加大小为F的压力,四根弹簧都水平静止,如图所示,此时四根弹簧的长度分别是L甲、L乙、L丙、L丁,则( )
甲 乙
丙 丁
A.L甲=L乙=L丙=L丁 B.L乙=L丁C.L甲=L乙5.(粤沪版物理八年级下册第六章第二节怎样测量和表示力同步练习)如图所示,A、B为两个弹簧测力计,所挂重物的重均为10N,如果滑轮的摩擦不计,当重物处于静止状态时,A、B两弹簧测力计的示数分别为( )
A.10N,20N B.0,10N C.10N,0 D.10N,10N
6.(2018八下·钦州月考)一个弹簧测力计的挂钩和挂环分别受到向上和向下都是5N的拉力作用(不计弹簧测力计自重),则弹簧测力计所受合力及弹簧测力计的示数是( )
A.0,0 B.0,5N C.5N,5N D.0,10N
7.(2018八下·钦州月考)如图所示,各用5N的水平拉力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端,则弹簧测力计的示数为(弹簧测力计的自重不计)( )
A.10N B.5N C.0N D.10N或0N
二、多选题
8.(2024八下·贺州期中) 如图所示,关于运动员跳板跳水的过程,下列分析正确的是
A.运动员对跳板的压力的施力物体是跳板
B.运动员对跳板的压力是由跳板发生弹性形变产生的
C.跳板对运动员的作用力属于弹力
D.运动员在空中下落的过程中,其运动状态发生改变
9.(2024八下·阳谷期中)如图甲所示,一根弹簧在水平面上自由放置,左端固定在O点,它的原长为10cm,由于受到手对它的力的作用,在弹性限度范围内,它的长度发生了如图乙和丙所示变化。则( )
A.在图乙中,弹簧没有产生弹力的作用
B.在图乙中,弹簧作用在手上的弹力水平向右
C.在图丙中,弹簧作用在手上的弹力水平向左
D.在图丙中,手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对相互作用力
10.(2024八下·于都期中)如图所示,是同学们所画的几种情况下力的示意图,其中错误的是( )
A.投出去的篮球所受到的力
B.物体对斜面的压力
C.吊灯静止时所受的力
D.静止在水平面上的木块所受的力
11.(2024八下·连山月考)如图是静止在光滑水平面上的甲、乙两弹簧小车,现用10N的力一起推两小车,然后松开手。以下分析正确的是( )
A.甲对乙的力小于乙对甲的力
B.甲、乙两车之间的力是一对相互作用力
C.乙车后退的过程中,甲对乙的推力始终为10N
D.两车由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态
12.(2021八下·黑山期中)台球日益成为人们喜爱的运动项目。下列关于台球受力及运动的说法正确的是( )
A.台球对桌面的压力与桌面对台球的支持力相互平衡
B.球杆击球时,杆对球的力与球对杆的力是相互作用力
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的作用点有关
D.运动的台球在碰到桌边后会改变运动方向,表明力可以改变物体的运动状态
三、实验填空题
13.(2024八下·从化期末)如图所示,小明发现橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋就越长。根据这一现象小明猜想:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比(即橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量的比值是定值)。请你设计实验验证其猜想。
(1)实验器材:橡皮筋、刻度尺、铁架台、 (若需要,请补充器材)
(2)实验步骤(可以用文字或画图表达):
14.(2024八下·大余月考) 【探究名称】探究弹簧伸长量与受到的拉力的关系
【问题】小明观察发现,弹簧测力计的刻度是均匀的,那是不是说明弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比呢?为此,他设计了如图甲所示的装置进行探究。
【证据】
(1)要完成实验,除了图甲所示的铁架台、弹簧、质量相同的钩码若干个外,还需要的测量工具是 ;
(2)实验中,弹簧所受拉力的大小是通过改变 来实现的;
(3)进行实验后小明记录下相关数据,下表是他记录的数据中的一部分,其中数据明显错误的是第 次实验;
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 …
拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6 …
伸长量ΔL/cm 0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40 …
【解释】根据表中的数据可知,小明认为的弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比的想法是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)【交流】某兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出弹簧伸长量与所受拉力的关系如图乙所示。
若他们要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“A”或“B”),此弹簧拉力每增加1N,弹簧的伸长增加 cm。
(5)拉力增大到一定程度后,图像中的线不再是直线,说明我们在使用弹簧测力计时,所测拉力不能 。
15.(2024八下·无锡期中)小红利用弹簧测力计(最大测量值5N),量筒,水、食盐,烧杯、滴管、勺子等器材配置盐水,步骤如下:
(1)此实验中测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上校零;
(2)测出空烧杯的重为1N,然后在烧杯中放入适量的水并作好标记,测力计示数如图所示,则水的重量为 N;然后在水中加入20g盐,待盐全部溶解后小红所配置的盐水密度为 g/cm3;(g=10N/kg,假设加盐后烧杯中液体的体积不变)
(3)小红发现可以用实验中的测力计和烧杯制作“密度秤”,测量液体密度时,将待测液体每次都加至烧杯“标记”处,用测力计测量出烧杯和液体的总重,然后通过运算得到液体密度,则该密度秤能测量的最大液体密度为 g/cm3。理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体。
16.(2024八下·雅安月考) 小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力):让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻质弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为5.0m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm,并且轻质弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,速度的变化情况是____ (填字母);
A.一直变大 B.一直变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(2)当小球的速度减小为5.0m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为:F G(大于/小于/等于);
(3)当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为 ,小球处于 (平衡/非平衡)态;
(4)实验中所用小球的重力为 N,全过程中,弹簧产生弹力的最大值为 N。
17.(2021八下·锦江期末)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,下表是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。
液体种类 酒精 植物油
弹簧测力计的示数F(N) 2.6 2.7
液体密度ρ(×103kg/m3) 0.8 0.9
四、解答与计算题
18.(2019八下·兰州月考)一弹簧测力计的弹簧原长为5cm,当它挂上重为5N的钩码时,弹簧伸长到8cm,则该测力计上挂3N的钩码时,弹簧的长度为多少?
19.(2024八下·天河期末)小明要自制一个刻度均匀、量程为0-5N的测力计:
甲 乙
(1)小明在一根橡皮筋和两根弹簧中挑选合适的材料,三种材料的拉力和伸长量关系如图甲,他应该选择哪种材料?请说明不选另外两种材料的理由.
(2)选好材料后,小明参考图乙测力计样品进行刻度标注,准备测量相关数据,请你帮他设计一个记录数据的表格.
20.(2024八下·章贡月考)弹簧受力时一般遵循“胡克定律”:在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即,其中F表示弹力,表示弹簧的伸长量,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,当该弹簧受到拉力时,长度为12cm;受到拉力时,长度为16cm(、均在该弹簧的弹性限度内)。求:
(1)拉力时弹簧的伸长量;
(2)弹簧的劲度系数k;
(3)拉力的大小;
(4)使用时,弹簧的一端断了一小段,将剩下的弹簧修复后重新调零。用这只修复的弹簧测力计测量力的大小,其测量值将如何变化,说出你的理由。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出),铝块排开水的体积逐渐变大,根据可知,铝块受到水的浮力逐渐变大,根据称重法测量浮力可知,弹簧测力计的示数逐渐变小;
将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)的过程中,台秤示数等于烧杯和水的总重力与铝块受到的浮力之和,由于烧杯和水的总重力不变,铝块受到的浮力变大,所以台秤示数逐渐变大。所以BCD错误,A正确。
故选A。
【分析】根据将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出),铝块排开水的体积逐渐变大,根据可知,铝块受到水的浮力的变化,根据称重法测量浮力可知弹簧测力计的示数的变化;
将铝块逐渐浸入装有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)的过程中,台秤示数等于烧杯和水的总重力与铝块受到的浮力之和,由此可判断台秤示数的变化。
2.【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】物体间力的作用是相互的,甲图中用20 N的力F1的力拉弹簧时,弹簧左端也受到向左的20N的拉力,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,要使弹簧伸长3cm,则需要30N的拉力,在乙弹簧左右两端均施加水平拉力,弹簧仍伸长3cm,由于两种方法是等效的,所以加在弹簧乙上施加的力也是30N。故选:B。
【分析】根据弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,伸长同样的长度,受到的拉力将相同,根据力的作用效果相同进行分析。
3.【答案】B
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A、力是改变物体运动状态的原因,运动不需要力维持,A错误;
BC、物体冲上斜面后继续运动是因为物体具有惯性,不存在冲力,物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力的作用,故B正确,C错误;
D、物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选: B。
【分析】(1)根据力是改变物体运动状态的原因,运动不需要力维持;
(2)(3)根据物体的运动状态分析受力情况;
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、同一直线、同一物体。
4.【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】弹簧受到的拉力与其伸长量成正比,而图甲和丙都是让弹簧伸长的,图乙和图丁都是让弹簧压缩的,图甲和图丙上的作用力相同,故伸长量相同,图乙和图丁的作用力相同,故压缩量相同,故ACD错误,B正确。
故答案为:B
【分析】图甲虽然看上去只有一个拉力,实际上另一个拉力是墙,所以与丙的作用效果相同,同理,图乙和图丁的作用力相同。
5.【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A弹簧测力计受到向右10N的拉力,静止,向左受的拉力也是10N,示数也为10N,同理,B弹簧测力计两端受的力都是10N,示数也应为10N.故只有选项D符合题意;
故选D。
【分析】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
6.【答案】B
【知识点】力作用的相互性;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】解:同一直线方向相反的两个力的合力等于两个力之差,所以弹簧测力计在水平方向上受到两个力的合力为0。
一个弹簧测力计的挂钩和挂环分别受到向上和向下都是5N的拉力作用(不计弹簧测力计自重),则弹簧测力计所受合力及弹簧测力计的示数是5N。
故答案为:B。
【分析】弹簧测力计上显示的是挂钩上力的大小,与挂环上力的大小以及弹簧测力受到的合力大小无关。
7.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】解:用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计,与只拉一端效果是相同的。因为物体间力的作用是相互的,拉一端时,另一端也必须有力的作用,因此,弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和,而只会显示一个力的大小,即5N。
故答案为:B。
【分析】弹簧测力计上显示的是挂钩上力的大小,与挂环上力的大小以及弹簧测力受到的合力大小无关。
8.【答案】C,D
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】A、运动员站立在跳板上,对跳板施加压力,此时运动员是施力物体,跳板是受力物体,A错误;
B、运动员对跳板的压力是由于运动员的脚发生形变而产生的,B错误;
C、跳板对运动员的作用力是支持力,属于弹力,C正确;
D、运动员在空中下落的过程中,由于受到重力的作用,会向下做加速运动,运动状态是改变的,D正确。
故答案为:CD。
【分析】物体发生弹性形变时,要恢复原状,就会与它接触的物体施加力的作用,这个力叫弹力。常见的推、拉、提、压和支持等都是弹力;弹力是由施力物体形变引起并指向受力物体的;物体运动方向和运动速度大小的变化都属于运动状态的变化。
9.【答案】B,C,D
【知识点】力作用的相互性;弹力
【解析】【解答】A.在图乙中,弹簧处于压缩状态,为了恢复原长,弹簧会产生弹力的作用,故A不符合题意;
B.在图乙中,弹簧作用在手上的弹力水平向右,故B符合题意;
C.在图丙中,弹簧处于拉伸状态,弹簧作用在手上的弹力水平向左,故C符合题意;
D.在图丙中,手对弹簧的拉力和弹簧对手的拉力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两物体上,故D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】力的作用是相互的,一个物体给另一个物体力的同时,另一个物体也一定给这个物体一个等大的力。
10.【答案】A,B,D
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A.投出去的篮球不再受到推力的作用,故A错误,符合题意;
B.物体对斜面的压力,是斜面受到的力,作用点应画在物体和斜面接触的位置,故B错误,符合题意;
C.吊灯静止时受重力和绳对它的拉力,是一对平衡力,故C正确,不符合题意;
D.静止在水平面的物体受重力和地面对他的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等,力的示意图中两条线段要相等,故D错误,符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】投出去的篮球不再受到推力的作用,压力作用点应画在物体和斜面接触的位置,平衡力大小相等。
11.【答案】B,D
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;弹力
【解析】【解答】AB.根据图像,甲对乙的力与乙对甲的力的相互作用力,大小相等,故A错误,B正确;
C.乙车后退的过程中,弹簧的伸长量改变,甲对乙的推力发生改变,故C错误;
D.两车在力的作用下由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选BD。
【分析】物体间相互作用力大小相等,力可以改变物体的运动状态。
12.【答案】B,C,D
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图;力作用的相互性
【解析】【解答】A.台球对桌面的压力作用在桌面上,桌面对台球的支持力作用在台球上,二力作用在两个不同物体上,所以不是一对平衡力,A不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的。球杆击球时,杆对球的力与球对杆的力是相互作用力,B符合题意;
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的作用点有关,C符合题意;
D.运动的台球在碰到桌边后,受到了桌边给的力后改变了运动方向,表明力可以改变物体的运动状态,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】力的作用是相互的,物体A对物体B施加一个力,那么物体B一定会对物体A施加一个等大反向的力;力的作用效果有两个,改变物体的形状,例如橡皮筋拉长、弹簧收缩、橡皮泥变形;也可以改变物体的运动状态,使物体由动到静,由静到动,物体的速度大小方向发生改变。
13.【答案】弹簧测力计;见解析
【知识点】弹力
【解析】【解答】(1)完成该实验,需要测量的物理量有皮筋所受的拉力和长度,所以需要刻度尺,弹簧测力计。
(2)实验步骤:①将橡皮筋悬挂在铁架台的支架上,用刻度尺测量橡皮筋的的原长L0;
②使用弹簧测力计拉长橡皮筋,斌记录拉力和橡皮经长度L;
③仿照步骤②,多次进行实验;
④计算每次的拉力F与(L-L0)比值,比值不变,说明猜想正确,否则错误。
综上 第1空、 弹簧测力计; 第2空、 见解析
【分析】 验证:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比猜想,需要使用弹簧测力计计算拉力,使用刻度尺计算橡皮筋的长度变化量
实验步骤,首先测量橡皮筋原长,使用弹簧测力计拉动橡皮筋,记录长度和拉力,多次实验记录数据,得出结论
14.【答案】(1)刻度尺
(2)钩码的个数
(3)4;正确
(4)A;2.5
(5)超过量程
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1) 第1空、 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。
故该空填“ 刻度尺 ”;
(2) 第1空、 由图甲知道,实验中,弹簧所受拉力的大小等于钩码的重力,即弹簧所受拉力的大小是通过改变钩码的个数来实现的。
故该空填“ 钩码的个数 ”;
(3) 第1空、 分析数据发现,除第4次实验数据和大于3N的数据外,其他数据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,其正确的数据应该为1.20cm。
故该空填“ 4 ”;
第2空、 根据表格数据知道,拉力增大几倍,弹簧的伸长量就增大几倍,可得伸长量跟受到的拉力成正比。因此 小明认为的弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比的想法是正确的。
故该空填“正确”;
(4) 第1空、 由图乙知道,在相同拉力作用下,弹簧甲的伸长量大,弹簧A较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
故该空填“ A ”;
第2空、 制作成的弹簧测力计拉力每增加1N,弹簧的伸长增加 。
故该空填“2.5”;
(5) 第1空、 拉力增大到一定程度后,图像中的线不再是直线,说明弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比这个结论有它的适用范围,物体形变过大, 超过量程 ,上述比例关系不再适用。
故该空填“ 超过量程 ”;
【分析】明确实验目的是探究弹簧伸长量与拉力的关系,由于钩码重力已知,所以主要测量弹簧伸长量,因此需要刻度尺。说明拉力大小通过改变钩码个数来实现。分析数据指出第 4 次实验数据错误并给出正确值,同时根据多数有效数据得出伸长量与拉力成正比,从而认定小明的想法正确。对比图乙中两弹簧,判断弹簧 A 更灵敏适合制作精确程度高的测力计,并通过数据计算得出拉力每增加 1N 对应的伸长量。从图像中发现拉力增大到一定程度后不成直线,解释是因为超过量程导致原比例关系不再适用。
15.【答案】竖直;1;1.2;4;0.2
【知识点】密度公式及其应用;液体密度的测量;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】(1)实验中,使用弹簧测力计测量重力,重力的方向总是竖直向下的,为了减小弹簧与外壳之间摩擦产生的误差,弹簧测力计应在竖直方向校零。
(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,因此示数为2N,即水和烧杯的总重力为2N,因此水的重力为
G水=G总-G杯=2N-1N=1N
则水的质量为
则水的体积为
由题意知,在水中加入20g盐,待盐全部溶解后液体的体积不变,因此盐水的密度为
(3)由于弹簧测力计的最大测量值为5N,则能测量液体的最大重力为
G液=G总大-G杯=5N-1N=4N
则液体的质量为
由于待测液体每次都加至烧杯“标记”处,则液体的体积为100cm3,因此密度秤能测量的最大液体密度为
由上述可知,当指针在2N时,测量的密度为1g/cm3,当指针在5N时,测量的密度为4g/cm3,因为弹簧测力计的分度值为0.2N,因此可以鉴别液体密度的差异为
【分析】为了减小弹簧与外壳之间摩擦产生的误差,弹簧测力计应在竖直方向校零,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2N,水的重力是1N,利用密度公式直接计算盐水的密度,根据测力计的测量范围是5N,所测液体的质量最大是4N,根据每次液体都到达标记处,所以液体的体积是固定100cm3,最后利用密度公式计算密度。
16.【答案】(1)C
(2)大于
(3)0;非平衡
(4)4;12.2
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图丁知,从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球下落速度的变化情况是先变大后变小,故选C。
(2) ①由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当△x为
0.2m时,小球的速度最大,然后减小,说明当△x为
0.2m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。当小球的速度减小为5.0m/s时,小球的重力小于弹簧对它的弹力。
(3)当弹簧的压缩量最大时,小球的速度减小为0,此时,弹簧形变量最大,小球受到竖直向上的弹力最大,还受到重力的作用,弹力大于重力,小球处于非平衡状态,将加速上升。
(4)当△x为0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。该轻质弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm,故当△x为0.1m时,小球受到的压力为F=0.1NX=2N,
小球受到弹簧对它的弹力F等于其重力G,即 F=G=mg=2N,
弹簧的最大缩短量为,所以
。
故答案为:(1) C;(2) 大于;(3) 0;非平衡;(4) 2;12.2。
【分析】(1)根据图丁分析回答;
(2)根据物体的运动情况,若动力大于阻力,则物体加速运动;若动力小于阻力,则物体减速运动,当弹簧的压缩量最大时,小球的处于瞬间静止状态;
当弹簧的压缩量最大时,小球的速度减小为0m/s,此时,弹簧形变量最大,小球受到竖直向上的弹力最大,还受到重力的作用,小球处于非平衡状态,将加速上升,弹力大于重力;
(3)根据图象中小球的运动情况,结合题目中给出的条件便可求出小球的重力,根据G=mg求出小球的质量,从而可得弹簧产生弹力的最大值。
17.【答案】(1)12
(2)A
(3)22.5
(4)1.8
【知识点】弹簧测力计及其使用;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的接力不大于10N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到接力F成正比例函数的关系,即FA=kAΔxA,由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm,代入数据得kA=0.5N/cm,因此FA=0.5ΔxA,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。
(3)将与本实验中两根相同的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,由图可知,在拉力作用下B先达到最大伸长量15cm,A橡皮筋的伸长量也为15cm;当伸长量为15cm时,橡皮筋B上的力为15N,因为橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比,所以橡皮筋A上的力为
根据二力合成可得受到的最大拉力为15N+7.5N=22.5N
(4)液体的重力G液=mg=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×V×10N/kg=2.6N①
测量植物油时G桶+0.9×103kg/m3×V×10N/kg=2.7N②
将①②两式联立,解方程组得G桶=1.8N,该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计刻度板上1.8 N的位置。
【分析】(1)根据橡皮筋受力的形变长度关系,计算受力后的长度大小;
(2)当橡皮筋受到的拉力形变程度越大,测量越精确;
(3)当物体受力后,形变程度较小,测量的量程较大,根据弹力范围判断最大量程;
(4)根据物体的密度和体积的乘积计算质量,计算重力,结合容器的重力计算总重力大小,从而判断容器重力的大小。
18.【答案】解:由题F1=5N,s1=3cm,F2=3N,根据弹簧的伸长与拉力成正比得:F1:F2=s1:s2,代入解得s2=1.8cm;
所以弹簧此时的长度为5cm+1.8cm=6.8cm。
答:弹簧的长度为6.8cm
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【分析】利用弹簧测力计的原理分析计算.
19.【答案】(1)由图甲可知,当拉力是5N时,橡皮筋A和弹簧C已经超过了弹性限度,不能使用,弹簧B没有超过限度,能使用,选择弹簧B。
(2)如下表
钩码重G/N 0 1 2 3 4 5
弹簧长度L/cm
【知识点】弹簧测力计及其使用;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【分析】(1)根据当拉力是5N时是否超过弹性限度进行分析;
(2)制作弹簧测力计时,需要记录钩码的总重力和弹簧的长度。
20.【答案】(1)解:弹簧的原长为8cm,当拉力F1=2N时,弹簧的长度为12cm,弹簧的伸长量
Δx1=12cm-8cm=4cm=0.04m
(2)在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即F=k x,其中F表示弹力, x表示弹簧的伸长量,k为弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数,则
(3)由F=kΔx得,拉力F2=kΔx=50N/m×(0.16m-0.08m)=4N
(4)对相同规格的弹簧,弹簧越短,劲度系数越大,在受到相同的拉力或压力时,弹簧长度变化越小,弹簧的一端断了一小段,剩余弹簧的劲度系数变大,在受到相同大小的拉力时,弹簧伸长的长度偏小。
【知识点】弹力;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【分析】(1)本题考查的是胡克定律:, 弹簧的原长为8cm,当拉力F1=2N时,弹簧的长度为12cm ,;
(2) 在弹簧的弹性限度内,弹簧产生的弹力大小与弹簧的伸长量成正比 ,根据,则计算结果;
(3)本题考查的是胡克定律:,计算得出结果;
(4)对相同规格的弹簧,弹簧越短,劲度系数越大,在受到相同的拉力或压力时,弹簧长度变化越小,弹簧的一端断了一小段,剩余弹簧的劲度系数变大,在受到相同大小的拉力时,弹簧伸长的长度偏小。
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