人教版八下物理同步练习7.2 弹力(培优卷)
一、选择题
1.(2024八下·长沙月考) 如图所示,用手向上给弹簧6N的拉力,下列说法中不正确的是( )
A.手对弹簧的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
B.弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
C.弹簧对手的拉力也是6N
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】A
【知识点】力作用的相互性;弹力;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】A、手对弹簧的拉力是由于手发生形变而产生的,弹簧发生形变产生的是弹力,故A错误
B、弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而产生的,故B正确;
C、弹簧对手的拉力和手对弹簧的拉力是一对相互作用力,是6N,故C正确;
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,故D正确
故答案为:A
【分析】力的作用是相互的,手对弹簧的拉力,施力物体是手,受力物体是弹簧,弹簧对手的拉力,弹簧是施力物体,手是受力物体,相互作用力大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上,在一定范围内,弹簧的形变程度和拉力成正比例。
2.有一自制弹簧测力计,量得弹簧原长8cm,当弹簧受到5N的拉力时,弹簧伸长2.5cm,则弹簧受力后长度变为14cm时,所受外力的大小应是( )
A.12N B.28N C.16N D.22N
【答案】A
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】当弹簧受到5N的拉力时,弹簧伸长2.5cm,则二者的关系是=2N/cm,即每伸长1cm,需要施加2N的力.
弹簧原长8cm,受力后长度变为14cm,则弹簧伸长量为:14cm﹣8cm=6cm,
弹簧此时所受外力大小为:F=6cm×2N/cm=12N.
故选A.
【分析】知道弹簧的原长,又知道弹簧受5N力后的伸长量,可得出受力与伸长的关系,最后根据受力后的长度,可推断出弹簧此时受力的大小.
3.(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。
4.(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。
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.(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)某弹簧秤中的弹簧断掉了一小段,如果重新安装并调零以后继续使用,测量值与原来的测量值相比较( )
A.测量值偏大 B.测量值保持不变
C.测量值偏小 D.前三种情况都可能出现
【答案】C
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】弹簧变短后其劲度系数会增大,在拉力相同时,弹簧的伸长变短,如果继续使用原来的刻度盘,必然会使测量值偏小,因此只有选项C符合题意;
故选C。
【分析】同一只弹簧在变短了之后,它的劲度系数会增大,在同样拉力时其伸长量会变小,这样会直接影响测量的结果。
8.(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)小红利用一根橡皮筋自制了一个测力计,发现它的量程太小,只有1N.小红想将测力计的量程提高为2N,初步拟定了以下几种方案,其中可行的是( )
A.换一根相同的橡皮筋,然后改变刻度达到要求
B.加一根相同的橡皮筋,然后改变刻度,提高量程
C.直接改变刻度,把刻度是1N的地方改写成2N
D.增加刻度,在1N刻度之外按比例加刻度,直至2N
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】自制测力计的量程只有1N,要想把它的量程提高到2N,应该把两根一样的橡皮筋,并在一起使用,这样测力计的量程就变为2N了;
故选B。
【分析】掌握弹簧测力计的原理
二、填空题
9.(2024八下·绵阳期末)如图所示是我们常用的订书机,订书钉被固定在钉槽的力是 (填序号)(选填“A.订书钉发生形变给弹簧的力”或“B.弹簧发生形变给订书钉的力”),在使用过程中随着订书钉的逐渐减少,这个力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】B;减小
【知识点】弹力
【解析】【解答】固定在钉槽内的弹簧被压缩后要恢复原状,因而给订书钉一个弹力;随着订书钉的减少,弹簧的弹性形变程度变小,弹力将越来越小。【分析】物体发生弹性形变时会产生弹力,形变的程度越大,弹力会越大。
10.(2024八下·惠来期末)刻度尺、弹簧测力计、托盘天平是实验室常见的测量工具,如图甲被测物体的长度为 ,如图乙弹簧测力计的示数为 N。小红用调好的天平测一木块的质量,天平的最小刻度为0.2g,最小砝码是5g,她记录下的木块质量是38.3g,整理器材时,才突然发现木块和砝码的位置放反了,则木块的实际质量应是 g。
【答案】2.00cm;2.6;31.7
【知识点】质量的测量与天平的使用;刻度尺的使用;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】(1)刻度尺上1cm的长度有10个小格,每一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即分度值位1mm;物体左侧与5.00cm对齐,右侧与7.00cm对齐,所以物体的长度为L=7.00cm-5.00cm=2.00cm。
(2)弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表的是0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N;指针指在2与3之间的第3格,此时弹簧测力计的示数为2.6N;
(3)据题目可知,天平的最小砝码是5g,且木块的记录质量是38.3g,即1个20g的砝码,1个10g的砝码,还有一个5g的砝码,故此时游码的示数是:38.3g-20g-10g-5g=3.3g;
若木块和砝码质量放反,物体的质量等于砝码的质量减去游码对应的刻度值,则木块的质量为:m'=35g-3.3g=31.7g.
故答案为:2.00cm;2.6;31.7。
【分析】(1)使用刻度尺测量物体长度之前,要明确其分度值;使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
(2)使用弹簧测力计时,需要明确其分度值,读数时视线与指针所在刻度相垂直;
(3)天平的正确使用:左物右码称量物体质量,物体的质量等于砝码的质量与游码对应的刻度值的和;若将物体和砝码位置放反了,则物体的质量等于砝码的质量减去游码对应的刻度值。
11.(2024八下·绵竹月考)使用弹簧测力计前应先调零,如图所示测力计的示数为 N。在弹性限度内,一根长10cm的弹簧,受到0.5N的拉力时,伸长到12cm,当它受到1.6N的拉力时,弹簧的长度是 cm。
【答案】2.6;16.4
【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】由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.6N。由题知
,
根据弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比得,则,所以弹簧的长度为:
【分析】弹簧测力计前,应先调零。其分度值为0.2N,示数为2.6N。根据弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比进行分析。
12.(2024八下·阳谷期中)如图为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系的图像,由图像可知:弹簧的原长为 cm;弹簧的伸长量为4cm时,弹力的大小为 N
【答案】10;8
【知识点】弹力;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关,当为原长时,没有发生形变时,弹力为0N,图中可以看到弹簧长度是10cm。由图可知,弹簧伸长5cm,弹力变化为10N,故弹簧每伸长1cm,弹力变化为2N,弹簧的伸长量为0.04m=4cm时,受到的弹力为2N/cm×4cm=8N
【分析】弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关,弹簧受到的弹力和伸长量成正比。
13.(2024八下·乐亭期中)探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,得到如图图象。由图像知此弹簧的原长为 cm,拉力为6N时,弹簧的伸长量为 cm;当这根弹簧的长度为4.5cm时,此弹簧受到的拉力为 N。
【答案】2;3;5
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】第1空、 当拉力为 0 时,弹簧处于自然状态,此时对应的长度就是弹簧的原长,从图像可知原长为 2cm。故该空填“2”;
第2空、 拉力为 6N 时,对应的弹簧长度为 5cm,所以弹簧的伸长量为 5-2=3cm。故该空填“3”;
第3空、当弹簧长度为 4.5cm 时,伸长量为 4.5-2=2.5cm,从图像可知此时拉力为 5N。故该空填“5”。
【分析】 图像中找到拉力为 0 时对应的长度即为原长;通过观察拉力为 6N 时弹簧的长度与原长的差值得到伸长量;根据给出的弹簧长度计算出伸长量,结合图像找到对应的拉力大小。
三、实验探究题
14.(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
15.(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。
16.(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。
17.(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。
四、作图题
18.(2018八下·苏州月考)如图所示,小明从滑道下滑,受到滑道对他的弹力大小为250 N,弹力的方向斜向上且与滑道垂直,请画出小明受到的弹力的示意图.
【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】【分析】根据题意知道,小明受到滑到对他的弹力大小为250N,力的方向斜向上且与滑道垂直,作用点可在身体的重心上.
五、计算题
19.(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.
六、科普阅读题
20.(2024八下·惠城月考) 阅读短文,回答问题。
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大,把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越厉害,产生的弹力就越大。例如,把弓拉得越满,箭就射得越远。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变。实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。写成公式就是,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大,这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)弹簧测力计的工作原理遵从 ,常用的弹簧测力计测物体重力时弹簧的形变主要是 形变;
(2)使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的 ;
(3)弹簧劲度系数与受力大小 (选填“有关”或“无关”),它的单位是 (选填“”、“”或“”);
(4)一根弹簧挂的物体时长,挂的物体时长,则弹簧原长是 ,劲度系数k是 。
【答案】(1)胡克定律;拉伸
(2)弹性限度
(3)无关;
(4)11;50
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长,所以弹簧测力计的工作原理遵从胡克定律, 常用的弹簧测力计测物体重力时弹簧的形变主要是拉伸形变;
(2) 用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的弹性限度;
(3)由资料可知劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系 ,与受力大小 无关,它的单位是 ;
(4) 设弹簧原长为L,弹簧的劲度系数K,则可以列二元一次方程组:
0.5=K(0.12-L)
1.5=K(0.14-L)
联立以上两个方程可得:
L=0.11m=10cm
K=50
【分析】本题考查了学生根据短文信息分析解题的能力。
七、综合题
21.(2024八下·顺德期中)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,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和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示:
(1)由图乙可知,在弹性限度内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成 (选填“正比”或“反比”);
(2)橡皮筋发生弹性形变而产生的力是 (选填“钩码对橡皮筋的拉力”、“橡皮筋对钩码的拉力”或“钩码的重力”)。
(3)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高(选填“A”或“B”);如果用B橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,其最大量程可为 。
A.0~5N
B.0~10N
C.0~15N
D.0~20N
(4)将与本实验中相同的两根橡皮筋A、B并列连接起来(如图丙所示)代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为 N。
(5)由橡皮筋伸长量反映其所受拉力大小,该方法叫 。
【答案】(1)正比
(2)橡皮筋对钩码的拉力
(3)A;C
(4)22.5
(5)转换法
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图乙可知, 在弹性限度内, 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;
(2) 橡皮筋发生弹性形变而产生的弹力就是 橡皮筋对钩码的拉力 ;
(3)第1空,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制成的测力计测量的精确程度高;
第2空,由图乙知,A的量程为0-10N,B的量程为0-15N,则用橡皮筋B制成的测力计量程大;
(4)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;
(5)本实验用橡皮筋容易测量的伸长长度反映所受拉力大小,故用到了转换法。
【分析】(1)根据图乙分别找出在一定范围内A、B橡皮筋伸长与受到的拉力的关系;
(2)弹力是物体发生形变后对与它接触的物体产生的力;
(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)根据两橡皮筋在弹性范围内受到的最大拉力与伸长量的关系确定并联后伸长的最大量,根据橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理求出作用在A橡皮筋上的最大拉力,根据合力的知识求出能够测量力的最大值;
(5)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量。
1 / 1人教版八下物理同步练习7.2 弹力(培优卷)
一、选择题
1.(2024八下·长沙月考) 如图所示,用手向上给弹簧6N的拉力,下列说法中不正确的是( )
A.手对弹簧的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
B.弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
C.弹簧对手的拉力也是6N
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
2.有一自制弹簧测力计,量得弹簧原长8cm,当弹簧受到5N的拉力时,弹簧伸长2.5cm,则弹簧受力后长度变为14cm时,所受外力的大小应是( )
A.12N B.28N C.16N D.22N
3.(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
4.(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
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.(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)某弹簧秤中的弹簧断掉了一小段,如果重新安装并调零以后继续使用,测量值与原来的测量值相比较( )
A.测量值偏大 B.测量值保持不变
C.测量值偏小 D.前三种情况都可能出现
8.(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)小红利用一根橡皮筋自制了一个测力计,发现它的量程太小,只有1N.小红想将测力计的量程提高为2N,初步拟定了以下几种方案,其中可行的是( )
A.换一根相同的橡皮筋,然后改变刻度达到要求
B.加一根相同的橡皮筋,然后改变刻度,提高量程
C.直接改变刻度,把刻度是1N的地方改写成2N
D.增加刻度,在1N刻度之外按比例加刻度,直至2N
二、填空题
9.(2024八下·绵阳期末)如图所示是我们常用的订书机,订书钉被固定在钉槽的力是 (填序号)(选填“A.订书钉发生形变给弹簧的力”或“B.弹簧发生形变给订书钉的力”),在使用过程中随着订书钉的逐渐减少,这个力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
10.(2024八下·惠来期末)刻度尺、弹簧测力计、托盘天平是实验室常见的测量工具,如图甲被测物体的长度为 ,如图乙弹簧测力计的示数为 N。小红用调好的天平测一木块的质量,天平的最小刻度为0.2g,最小砝码是5g,她记录下的木块质量是38.3g,整理器材时,才突然发现木块和砝码的位置放反了,则木块的实际质量应是 g。
11.(2024八下·绵竹月考)使用弹簧测力计前应先调零,如图所示测力计的示数为 N。在弹性限度内,一根长10cm的弹簧,受到0.5N的拉力时,伸长到12cm,当它受到1.6N的拉力时,弹簧的长度是 cm。
12.(2024八下·阳谷期中)如图为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系的图像,由图像可知:弹簧的原长为 cm;弹簧的伸长量为4cm时,弹力的大小为 N
13.(2024八下·乐亭期中)探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,得到如图图象。由图像知此弹簧的原长为 cm,拉力为6N时,弹簧的伸长量为 cm;当这根弹簧的长度为4.5cm时,此弹簧受到的拉力为 N。
三、实验探究题
14.(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):
15.(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 。
16.(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。
17.(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。
四、作图题
18.(2018八下·苏州月考)如图所示,小明从滑道下滑,受到滑道对他的弹力大小为250 N,弹力的方向斜向上且与滑道垂直,请画出小明受到的弹力的示意图.
五、计算题
19.(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?
六、科普阅读题
20.(2024八下·惠城月考) 阅读短文,回答问题。
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大,把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越厉害,产生的弹力就越大。例如,把弓拉得越满,箭就射得越远。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变。实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。写成公式就是,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大,这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)弹簧测力计的工作原理遵从 ,常用的弹簧测力计测物体重力时弹簧的形变主要是 形变;
(2)使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的 ;
(3)弹簧劲度系数与受力大小 (选填“有关”或“无关”),它的单位是 (选填“”、“”或“”);
(4)一根弹簧挂的物体时长,挂的物体时长,则弹簧原长是 ,劲度系数k是 。
七、综合题
21.(2024八下·顺德期中)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,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和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示:
(1)由图乙可知,在弹性限度内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成 (选填“正比”或“反比”);
(2)橡皮筋发生弹性形变而产生的力是 (选填“钩码对橡皮筋的拉力”、“橡皮筋对钩码的拉力”或“钩码的重力”)。
(3)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高(选填“A”或“B”);如果用B橡皮筋制成的测力计代替弹簧测力计,其最大量程可为 。
A.0~5N
B.0~10N
C.0~15N
D.0~20N
(4)将与本实验中相同的两根橡皮筋A、B并列连接起来(如图丙所示)代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为 N。
(5)由橡皮筋伸长量反映其所受拉力大小,该方法叫 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力作用的相互性;弹力;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】A、手对弹簧的拉力是由于手发生形变而产生的,弹簧发生形变产生的是弹力,故A错误
B、弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而产生的,故B正确;
C、弹簧对手的拉力和手对弹簧的拉力是一对相互作用力,是6N,故C正确;
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,故D正确
故答案为:A
【分析】力的作用是相互的,手对弹簧的拉力,施力物体是手,受力物体是弹簧,弹簧对手的拉力,弹簧是施力物体,手是受力物体,相互作用力大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上,在一定范围内,弹簧的形变程度和拉力成正比例。
2.【答案】A
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】当弹簧受到5N的拉力时,弹簧伸长2.5cm,则二者的关系是=2N/cm,即每伸长1cm,需要施加2N的力.
弹簧原长8cm,受力后长度变为14cm,则弹簧伸长量为:14cm﹣8cm=6cm,
弹簧此时所受外力大小为:F=6cm×2N/cm=12N.
故选A.
【分析】知道弹簧的原长,又知道弹簧受5N力后的伸长量,可得出受力与伸长的关系,最后根据受力后的长度,可推断出弹簧此时受力的大小.
3.【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。
4.【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。
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】C
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】弹簧变短后其劲度系数会增大,在拉力相同时,弹簧的伸长变短,如果继续使用原来的刻度盘,必然会使测量值偏小,因此只有选项C符合题意;
故选C。
【分析】同一只弹簧在变短了之后,它的劲度系数会增大,在同样拉力时其伸长量会变小,这样会直接影响测量的结果。
8.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】自制测力计的量程只有1N,要想把它的量程提高到2N,应该把两根一样的橡皮筋,并在一起使用,这样测力计的量程就变为2N了;
故选B。
【分析】掌握弹簧测力计的原理
9.【答案】B;减小
【知识点】弹力
【解析】【解答】固定在钉槽内的弹簧被压缩后要恢复原状,因而给订书钉一个弹力;随着订书钉的减少,弹簧的弹性形变程度变小,弹力将越来越小。【分析】物体发生弹性形变时会产生弹力,形变的程度越大,弹力会越大。
10.【答案】2.00cm;2.6;31.7
【知识点】质量的测量与天平的使用;刻度尺的使用;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】(1)刻度尺上1cm的长度有10个小格,每一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即分度值位1mm;物体左侧与5.00cm对齐,右侧与7.00cm对齐,所以物体的长度为L=7.00cm-5.00cm=2.00cm。
(2)弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表的是0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N;指针指在2与3之间的第3格,此时弹簧测力计的示数为2.6N;
(3)据题目可知,天平的最小砝码是5g,且木块的记录质量是38.3g,即1个20g的砝码,1个10g的砝码,还有一个5g的砝码,故此时游码的示数是:38.3g-20g-10g-5g=3.3g;
若木块和砝码质量放反,物体的质量等于砝码的质量减去游码对应的刻度值,则木块的质量为:m'=35g-3.3g=31.7g.
故答案为:2.00cm;2.6;31.7。
【分析】(1)使用刻度尺测量物体长度之前,要明确其分度值;使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
(2)使用弹簧测力计时,需要明确其分度值,读数时视线与指针所在刻度相垂直;
(3)天平的正确使用:左物右码称量物体质量,物体的质量等于砝码的质量与游码对应的刻度值的和;若将物体和砝码位置放反了,则物体的质量等于砝码的质量减去游码对应的刻度值。
11.【答案】2.6;16.4
【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】由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.6N。由题知
,
根据弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比得,则,所以弹簧的长度为:
【分析】弹簧测力计前,应先调零。其分度值为0.2N,示数为2.6N。根据弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比进行分析。
12.【答案】10;8
【知识点】弹力;探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关,当为原长时,没有发生形变时,弹力为0N,图中可以看到弹簧长度是10cm。由图可知,弹簧伸长5cm,弹力变化为10N,故弹簧每伸长1cm,弹力变化为2N,弹簧的伸长量为0.04m=4cm时,受到的弹力为2N/cm×4cm=8N
【分析】弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关,弹簧受到的弹力和伸长量成正比。
13.【答案】2;3;5
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】第1空、 当拉力为 0 时,弹簧处于自然状态,此时对应的长度就是弹簧的原长,从图像可知原长为 2cm。故该空填“2”;
第2空、 拉力为 6N 时,对应的弹簧长度为 5cm,所以弹簧的伸长量为 5-2=3cm。故该空填“3”;
第3空、当弹簧长度为 4.5cm 时,伸长量为 4.5-2=2.5cm,从图像可知此时拉力为 5N。故该空填“5”。
【分析】 图像中找到拉力为 0 时对应的长度即为原长;通过观察拉力为 6N 时弹簧的长度与原长的差值得到伸长量;根据给出的弹簧长度计算出伸长量,结合图像找到对应的拉力大小。
14.【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
15.【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。
16.【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。
17.【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。
18.【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】【分析】根据题意知道,小明受到滑到对他的弹力大小为250N,力的方向斜向上且与滑道垂直,作用点可在身体的重心上.
19.【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.
20.【答案】(1)胡克定律;拉伸
(2)弹性限度
(3)无关;
(4)11;50
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长,所以弹簧测力计的工作原理遵从胡克定律, 常用的弹簧测力计测物体重力时弹簧的形变主要是拉伸形变;
(2) 用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的弹性限度;
(3)由资料可知劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系 ,与受力大小 无关,它的单位是 ;
(4) 设弹簧原长为L,弹簧的劲度系数K,则可以列二元一次方程组:
0.5=K(0.12-L)
1.5=K(0.14-L)
联立以上两个方程可得:
L=0.11m=10cm
K=50
【分析】本题考查了学生根据短文信息分析解题的能力。
21.【答案】(1)正比
(2)橡皮筋对钩码的拉力
(3)A;C
(4)22.5
(5)转换法
【知识点】探究弹簧测力计原理的实验
【解析】【解答】(1)由图乙可知, 在弹性限度内, 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;
(2) 橡皮筋发生弹性形变而产生的弹力就是 橡皮筋对钩码的拉力 ;
(3)第1空,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制成的测力计测量的精确程度高;
第2空,由图乙知,A的量程为0-10N,B的量程为0-15N,则用橡皮筋B制成的测力计量程大;
(4)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;
(5)本实验用橡皮筋容易测量的伸长长度反映所受拉力大小,故用到了转换法。
【分析】(1)根据图乙分别找出在一定范围内A、B橡皮筋伸长与受到的拉力的关系;
(2)弹力是物体发生形变后对与它接触的物体产生的力;
(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)根据两橡皮筋在弹性范围内受到的最大拉力与伸长量的关系确定并联后伸长的最大量,根据橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理求出作用在A橡皮筋上的最大拉力,根据合力的知识求出能够测量力的最大值;
(5)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量。
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