【同步解读】2.1 力 -2025-2026学年浙教版八年级上册科学(学案 含解析)

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名称 【同步解读】2.1 力 -2025-2026学年浙教版八年级上册科学(学案 含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2025-09-03 21:14:45

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浙教版八上科学第二章 力与空间探索
2.1 力
1.认识力的概念与作用:理解力是物体对物体的作用,知道力的作用是相互的;能通过实例说明力能改变物体的运动状态或使物体发生形变。
2.描述与测量力:会用力的三要素(大小、方向、作用点)描述一个力;认识弹簧测力计的构造,会正确使用它测量力的大小,并理解弹簧的伸长与所受拉力成正比的性质。
3.分析重力与弹力:知道重力是由于地球吸引而产生的力,理解重力大小与质量的关系(G=mg);能通过常见实例辨认弹力,了解它在生活中的应用。初步学会作简单的力的示意图。
知识点一 力及其作用效果
1、力是什么
1.杠铃被举起、小车被推动、路面被压实、铁屑被吸引等现象,说明物体和物体之间分别发生了举、推、压、吸引的作用,这说明了力的存在。
2.一个物体对另一个物体施加拉、提、压等作用时,另一物体就会受到这种作用,施加这种作用的物体叫施力物体,受到这种作用的物体叫受力物体。
3. 力的作用总是跟两个物体相联系(一个是施力物体,另-一个是受力物体),单独一个物体不能产生力的作用,如果离开物体是不可能有力的作用的,即力是物体对物体的作用。
【能力拓展】
①力的产生不能脱离物体,当发生力的作用时,总有两个物体存在,一个是施力物体,另一个是受力物体。施力物体相对于另一个物体来说,也是受力物体。
②相互接触的物体不一定发生力的作用(如两正方体木块并排放在水平桌面上,两木块虽然接触,但它们之间没有发生相互作用),没有接触的物体之间也不一定没有力的作用(如磁铁吸引相隔一定距离的小铁钉)。
2、力的作用效果
(1)改变物体的运动状态:使物体不在处于静止或运输直线运动的情况。
(2)改变物体的形状:使物体形状发生变化(可能有些变化过于微小,需要放大才能看见)
知识点二 力的图示
1.力的三要素:大小、方向、作用点
力的三要素均影响力的作用效果。
2.力的示意图:科学上通常用一条带箭头的线段来直观地表示力,在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,在箭头边上标上力的大小,线段的起点或终点表示力的作用点。这种表示力的图形叫做力的示意图(前图)。
3.力的图示:后图表示力的图示(多了选定标度这一步骤)
知识点三 力的作用是相互的
1.相互作用力
手拍桌子,手感到疼,说明一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受:到另一个物体对它的力的作用。也就是说,物体间力的作用是相互的。
2.相互作用力的特点
物体间的相互作用力又称为作用力与反作用力。如果把其中一个力叫作用力,则另一个力就叫反作用力。
(1)相互作用力的大小相等、方向相反、作用在两个物体上,并且作用在同一条直线上。
(2)物体间力的作用是同时产生、同时消失的,没有先后之分。
知识点四 力的测量
1.力的单位
要准确地区分力的大小,就要进行力的测量,而测量力的大小,首先应该确定力的单位。在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用字母N表示。它是以英国科学家牛顿的名字命名的。拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛。
2.弹性弹力
(1)弹性:物体受到力的作用时会发生形变,不受力时又会恢复到原来形状,物体的这种性质称为弹性。
(2)弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。弹力是由物体发生弹性形变而产生的力。
3.测力计
(1)胡克定律:胡克实验得出同一弹簧的弹力大小与形变量成正比。
(2)测量力的大小的工具叫做测力计:弹簧测力计是一种常用的测力计,它的内部装有一根可以伸缩的弹簧。
4.弹簧测力计的原理和使用
原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长越长。
使用弹簧测力计时应注意以下问题:
(1)调零:使用前应检查指针有没有对准零刻度线,若没有对准,则需要调零。
(2)被测力不能超出弹簧测力计的测量范围,即量程。
(3)测量时拉杆、弹簧不能与面板摩擦。
(4)测量时,弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在同一条直线上,即要沿着弹簧测力计的轴线方向施力。
(5)读数时,应让视线与面板表面刻度垂直。
知识点五 重力
1.重力的产生:物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
2.重力的方向
重力的方向总是竖直向下。重力方向竖直向下的应用:
砌墙时,利用重垂线来检查所砌墙壁是否竖直
利用水平仪检查桌面、窗台等是否水平
利用重垂线检查相框是否挂正
3.重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到重力的作用集中于一点,这一叫做物体的重心。
4.确定重心的方法
(1)有规则几何形状且质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心。
(2)不规则薄板状物体的重心可用悬挂法得到。
先在A点把物体悬挂起来,物体静止时,薄板所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上,所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上,然后在另一点C把物体悬挂起来,同理知,物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上,AB和CD的交点0就是薄板状物体重心的位置。
【能力拓展】
重力的方向不可说成垂直向下,竖直向下和垂直向下的含义是不同的。
①“竖直向下”是指与水平面垂直向下的方向。
②“垂直向下”是指垂直于支持面向下,只有当物体在水平支持面上时,竖直向下与垂直向下才相同。
知识点六 探究重力大小的相关因素
实验器材:弹簧测力计、质量均为100克的钩码4个。
实验过程:用弹簧测力计依次测出1 ~ 4个钩码受到的重力,并记录表格
测量分析数据:以质量为横坐标,重力为纵坐标,建立直角坐标系,根据表格中的数据在坐标系中描点,连接这些点,发现重力----质量图像是一条过原点的倾斜直线。
实验结论:物体受到的重力跟它的质量成正比。重力和质量的比值大约是9.8牛/千克。
重力与质量的关系式G=mg
通常g取9.8牛/千克,表示质量为1千克的物体受到的重力为9.8牛。
粗略计算时,g值也可以取10牛/千克。
同一物体重力的大小还跟什么因素有关呢
(1)重力的大小跟物体所在的纬度、高度有关,物体在极地受到的重力比在赤道要略大些,在山脚受到的重力比在山顶要略大些。同物体在不同的地方,重力的大小略有不同,所以许多商品的包装上所写的“毛重”“净重”等所指的其实是质量,而不是重力。
(2)同一物体在不同的星球上,其重力是不同的,质量为1千克的物体,在不同星球上受到重力如下表所示。
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力(牛) 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 1.0
题型一 力及其作用效果及相互作用力
【例1】如图中甲、乙、丙、丁四根弹簧完全相同,甲、乙左端固定在墙上,图中所示的力F均为水平方向,大小相等,丙、丁所受的力均为一条直线上,四根弹簧在力的作用下均处于静止状态,其长度分别是L甲、L乙、L丙、L丁,下列选项正确的是(  )
A.L甲L丁 B.L甲=L丙 L乙=L丁
C.L甲L丁
【答案】B
【解析】由图可知,图甲和丙的力都会使弹簧伸长,图乙和图丁的力都会使弹簧压缩;在图甲中,力F通过弹簧传递给墙,力的作用是相互的,墙对弹簧施加的力等于F,方向水平向左,所以图甲和图丙的作用力情况相同,效果相同,故它们伸长的长度相同,所以L甲=L丙;在图乙中,力F通过弹簧传递给墙,力的作用是相互的,墙对弹簧施加的力等于F,方向水平向右,所以图乙和图丁的作用力情况相同,效果相同,故它们缩短的长度相同,所以L乙=L丁。故B符合题意,ACD不符合题意。
【例2】下列关于力的说法正确的是(  )
A.成语“孤掌难鸣”说明一个物体一定不会产生力的作用
B.《墨子》“以卵投石,尽天下之卵,不可毁也。”说明只有鸡蛋受到力的作用,而石头不受力
C.力只能发生在相互接触的物体之间
D.摩擦力是阻碍物体运动的力,其方向与物体运动方向相反
【答案】A
【解析】A.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,成语“孤掌难鸣”说明一个物体一定不会产生力的作用,故A正确;
B.物体间力的作用是相互的,以卵投石时,鸡蛋和石头都受到力的作用,故B错误;
C.在发生力的作用时,两个物体不一定接触,例如磁铁吸引铁钉,故C错误;
D.摩擦力的方向与相对运动的方向或运动趋势相反,但与物体运动的方向可能相同,也可能相反,故D错误。
【例3】质量相等的甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,如果甲用60N的力推乙,如图所示。以下分析正确的是(  )
A.同时,乙对甲的推力小于60N
B.乙由静止变为后退,说明力可以改变物体的运动状态
C.乙后退的过程中,始终受到60N推力的作用
D.甲静止不动,乙向后退
【答案】B
【解析】A.因为力的作用是相互的,甲用60N的力推乙,同时乙给甲一个60N的推力,方向相反。故A不符合题意;
B.由于乙受到甲的力的作用,改变原来的静止状态,由静止变为运动而后退,说明力可以改变物体的运动状态,故B符合题意;
C.甲和乙接触的瞬间甲和乙都受到60N的推力,当甲和乙分开时,甲和乙之间不再有力的作用,甲乙都向后退是由于物体具有惯性的原因。故C不符合题意;
D.甲乙都受到一个60N的力,都会改变原来的静止状态,都会由静止变为运动。故D不符合题意。
题型二 力的图示
【例1】图中用力的图示法画出了两个力,从图中可看出这两个力的大小关系是 (  )
A.F1>F2 B.F1【答案】C
【解析】力的图示是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,图中F1和F2的标度值不同,线段上的标度个数也不同,但标度值乘以标度数都是12N,所以F1=F2,故ABD不符合题意,C符合题意。
【例2】如图所示,小明用力推车,他对车施加了一个推力,同时小车对小明的手也施加了一个推力。那么,这两个力的三要素是(  )
A.全都相同 B.大小方向相同,作用点不同
C.大小相同,方向和作用点都不同 D.作用点和大小相同,方向不同
【答案】C
【解析】小明用力推车,他对车施加了一个推力,同时小车对小明的手也施加了一个推力,这两个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,作用在两个物体上,作用点不同。
题型三 力的测量
【例1】大家都知道,熟了的苹果会向地面掉落,这是由于苹果受_____作用的原因,这个力的方向总是_____,该力的施力物体是_____、受力物体是_____;实验室常用_____来测量力的大小,如图的读数是_____N。
【答案】 重力 竖直向下 地球 苹果 弹簧测力计 4.6
【解析】地面附近的一切物体,不论它是运动还是静止,不论它是固态、液态还是气态,都要受到重力的作用。熟了的苹果向地面降落,这是由于苹果受到重力的作用。
重力的三要素:重力的大小,重力的方向和重心。重力的方向是竖直向下的。
在地球上,重力的施力物体是地球。
在地球上,一切物体都要受到重力作用,在本题中受力物体是苹果。
弹簧测力计是一种常用的测量力的大小的仪器,实验室中用弹簧测力计来测量力的大小。
图中弹簧测力计将1N分成了5份,因此一格表示0.2N;指针所指的示数为4.6N。
【例2】如图甲所示的弹簧测力计的量程为_____N,分度值为_____N,其示数为_____N。一个桥头如立着图乙所示的限重标志牌,汽车对该桥面的压力超过_____N时,桥就有可能被损坏。(g取10N/kg)
【答案】 0~5 0.2 3.4 2×105
【解析】如图甲所示,弹簧测力计测量最大值为5N,其量程为0~5N。
弹簧测力计的一个大格1N分为5个小格,每一个小格为0.2N,示数为
由图乙可知该桥限重标准为
车从桥上通过时允许对桥的最大压力
题型四 重力
【例1】下列对于重力的估测符合实际的是(  )
A.一块橡皮的重力约0.01N B.一支粉笔的重力约10N
C.一张课桌的重力约5N D.一名中学生的体重约500N
【答案】D
【解析】A.一块橡皮的重力约0.1N,故A不符合题意;
B.一支粉笔的重力约0.1N,故B不符合题意;
C.一张课桌的重力约50N,故C不符合题意;
D.一名中学生的质量约为50kg,由可知,体重约500N,符合实际,故D符合题意。
【例2】如图所示,一根羽毛放置在长木片上,并保持静上状态。下列对羽毛受到重力的分析中错误的是(  )
A.重心位置在羽毛上的b点 B.重力方向是竖直向下的
C.重心位置在羽毛上的a点 D.重力是由于地球的吸引而受到的力
【答案】A
【解析】AC.由图可知,羽毛保持静止状态,说明羽毛受力平衡,支持力的作用点在a点,所以羽毛的重心也在a点,故A错误,A符合题意,C正确,C不符合题意;
B.无论羽毛是什么形状、什么状态,其受到重力的方向始终是竖直向下的,支持力竖直向上,故B正确,B不符题意;
D.重力都是受地球的吸引而获得的,重力的施力物体是地球,故D正确,D不符合题意。
题型五 探究重力大小的相关因素
【例1】用质量已知的钩码探究重力与质量的关系,获得实验数据表格如下,以下说法正确的是()
质量m/g 100 200 300 400
重力G/N 1 2 3 4
A.物体所受重力与质量的关系可以用图线b表示
B.地球附近的物体的质量与所受的重力成正比
C.表格中重力与质量的比值是0.01 N/g
D.若用石块代替钩码进行该实验,会得到不同结论
【答案】C
【解析】A.由表格中数据可知,物体的质量越大,重力越大,故物体所受重力与质量的关系可以用图线a表示,故A错误;
B.质量是物体的属性,不随物体的形状、状态、位置发生变化,这里应该表述为:地面附近的物体所受的重力与质量成正比,故B错误;
C.由表格中数据可得
故C符合题意;
D.同一地点重力与质量的比值是一定的,用石块代替钩码进行实验,会得到同样的结论,故D错误。
【例2】小金同学想把弹簧测力计改装成“质量秤”。他用量程为5N的弹簧测力计测量不同的物块的重力,所得数据记录于表中。(g取10N/kg)
物块质量 100g 200g 300g
测力计示数 1N 2N 3N
(1)小金改装的原理是m=   (填公式)。
(2)利用该“质量秤”可测得最大物体质量为   g。
(3)已知月球上的g约为地球上的,若把如图弹簧测力计移至月球表面,称量同一物体时指针的示数将 (选填字母)。
A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定
【答案】(1) (2)500 (3)B
【解析】(1)根据公式可知,已知物体的重力可据此计算物体的质量;
(2)根据图片确定测力计上的最大示数,然后根据计算测量的最大质量;
(3)根据G=mg分析计算。
【解答】(1)小金改装的原理是;
(2)根据图片可知,测力计的最大示数为5N,则最大物体质量为:;
(3)将同一物体拿到月球上质量保持不变,月球上的g为地球上的 ,根据G=mg可知,月球上测力计的示数是地球上示数的,故选B。
一、选择题
1.如图所示为掷出的实心球的运动轨迹,实心球离开手后,在空中飞行到最高点时的受力情况是(  )
A.只受重力
B.受到重力和空气阻力
C.受到重力和手的推力
D.受到重力、空气阻力和手的推力
【答案】B
【解析】【分析】对实心球进行受力分析即可。
【解答】 如图所示为掷出的实心球的运动轨迹,实心球离开手后,在空中飞行到最高点时,它受到竖直向下的重力作用和空气阻力。由于手与实心球分开,因此不受人的推力,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
2.如图所示,足球运动员把足球踢向空中。若不计空气阻力,下列选项中,能表示足球在空中“飞行时的受力情况的是(G表示重力。F表示脚对球的作用力)(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】【分析】对空中的足球进行受力分析,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
【解答】当足球在空中飞行时,不计空气阻力,由于足球与脚分开,那么足球不受人的踢力,只受竖直向下的重力作用,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
3.如图所示,将一个钢球分别放在上下等大的杯子、口大底小的杯子和口小底大的杯子中,钢球在每个杯子的底部与侧壁相接触,处于静止状态。若钢球和每个杯子都是光滑的,每个杯子的底部均处于水平面内,则下列说法中,正确的是 (  )
A.每个杯子的侧壁对钢球均无弹力作用
B.每个杯子的侧壁对钢球均有弹力作用
C.上下等大的杯子的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种杯子的侧壁对钢球均有弹力作用
D.口大底小的杯子的侧壁对钢球有弹力作用,其余两种杯子的侧壁对钢球均无弹力作用
【答案】A
【解析】【分析】物体之间相互挤压使物体发生形变时,物体之间存在弹力作用。
【解答】小球静止,将杯子拿走,小球仍处于静止状态,说明杯子对小球没有弹力。
故答案为:A。
4.当汽车发生严重碰撞时,弹出的安全气囊可以有效减轻对驾乘人员的伤害,下列能正确表示人与气囊相撞时,安全气囊对人的头部的作用力是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】力的作用是相互的,人给气囊向左的力,气囊给人向右的反作用力。
【解答】安全气囊对人的头部的作用力的受力物体是人,施力物体是气囊,方向水平向右。
故答案为:C。
5.小明将一个正常的铁质外壳弹簧测力计的挂钩挂在铁架台上,静止时有如图所示的示数。接着,他把这个弹簧测力计按图所示,上下各挂一个50g 的钩码,并挂到甲弹簧测力计下,则甲、乙两弹簧测力计的示数分别是 (  )
A.1.0 N 和 1.5 N B.1.0 N 和 1.0 N
C.2.0 N 和1.0 N D.2.0 N 和1.5 N
【答案】D
【解析】【分析】测力计在使用前要先将测力计调零。
【解答】由图可知测力计静止时的示数为1N,乙受到B对乙竖直向下的拉力,大小与B的重力相同,为,可知乙的示数为1N+0.5N=1.5N。
甲受到A和B的拉力,拉力大小为,可知甲的示数为1N+1N=2N。
故答案为:D。
6.下列计算质量为10kg的物体所受重力的运算过程正确的是(  )
A.G= mg=10×9.8 N/ kg=98 N
B.G= mg=10 kg×9.8 N/ kg=98 N
C.G= mg=10kg×9.8 N=98 N
D.G= mg=10 kg×9.8=98 N
【答案】B
【解析】【分析】根据G=mg计算物体的重力,其中m的单位是kg,g取。
【解答】质量为 10 kg 的物体所受重力G= mg=10kg×9.8 N/ kg=98 N。
故答案为:B。
7.如图,师生间开展掰手腕活动。假设学生对老师的力为F1,老师对学生的力为F2,若老师获胜,则关于两力的大小关系正确的是(  )
A. B. C. D.无法判断
【答案】A
【解析】【分析】相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线、两个物体上。
【解答】力的作用是相互的,相互作用力大小相等,老师给同学的力与同学给老师的力是一对相互作用力,可知大小相等。
故答案为:A。
8.下图中力的作用效果能改变物体运动状态的是()
A.手拉开弓
B.小明压弯跳板
C.运动员罚点球
D.熊猫拉弯竹子
【答案】C
【解析】【分析】力的作用效果:使物体发生形变和改变物体的运动状态。
【解答】A、手拉开弓,弓的形状发生了改变,说明力能使物体发生形变,故A错误;
B、小明压弯跳板,跳板的形状发生了改变,说明力能使物体发生形变,故B错误;
C、运动员罚点球,球运动的速度和方向发生改变,说明力能改变物体的运动状态,故C正确;
D、熊猫拉弯竹子,竹子的形状发生了改变,说明力能使物体发生形变,故D错误。
故答案为:C。
9.某实验小组的同学对A、B两根橡皮筋进行探究,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F 和橡皮筋伸长量之间的关系如图乙所示。下列说法中,正确的是 (  )
A.分别用这两根橡皮筋制成测力计,橡皮筋B制成的测力计测量的精确度更高
B.将本实验中两根橡皮筋并列起来一起使用,能够测力的最大值为25N
C.将本实验中两根橡皮筋串接起来一起使用,能够测力的最大值为10N
D.当在两根橡皮筋上都悬挂重为8N的物体时,橡皮筋A 的伸长量为8cm
【答案】C
【解析】【分析】 有握力计等种类,而弹簧秤则是测力计的最简单的一种。 用测力计竖直吊起物体,当弹簧测力计和物体均静止时,说明物体受平衡力,即重力与拉力是一对平衡力,大小是相等的.物体对测力计的拉力与测力计对物体的拉力互为作用力与反作用力,大小相等.所以读数就是被测物体的重力.根据F=k·X (胡克定律),受力与弹簧伸长量成正比。
【解答】A由图乙可知,在测量范围内,当F=5N时,用橡皮筋A 制成的测力计伸长量为 10 cm,而用橡皮筋B 制成的测力计伸长量为5cm ,所以,用橡皮筋A 制成的测力计测量的精确度更高,故A错误。
B.将本实验中两根橡皮筋并列起来一起使用时,两根橡皮筋伸长的长度相等,由图乙可知,在拉力作用下,当橡皮筋B达到最大伸长量15 cm时,橡皮筋A 的伸长量也为15 cm;当伸长量为15cm时,橡皮筋B 受到的拉力为15 N,因为橡皮筋的伸长量与受到的拉力成正比,所以橡皮筋A 受到的拉力为 则两根橡皮筋并列起来一起使用可测量的最大拉力为15 N+7.5 N=22.5 N,故B错误。
C. 将本实验中两根橡皮筋串接起来一起使用,能够测力的最大值为10N ,C 正确,因为B的最大值为15N,A的最大值为10N,一起正常使用最大值为10N,才能保证两个弹簧都不坏;
D. 由图乙可知,当在两根橡皮筋上都悬挂重为8 N的物体时,橡皮筋A 的伸长量为 故D错误。
10.如图所示,将两个完全相同的弹簧测力计挂钩连在一起(不计弹簧测力计和绳的自重),小科用 100 N 的水平拉力拉弹簧测力计B,此时弹簧测力计 A、B的示数分别为 (  )
A.200N、100N B.100N、100N C.100N、200N D.200N、200N
【答案】B
【解析】【分析】力是物理学中的基本概念,指的是物体与物体之间的相互作用,这种作用可以改变物体的运动状态或使其发生形变;力的三要素:力的大小,力的方向和力的作用点;力的作用时相互的,一对相互作用力的特点是大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,作用在同一条直线上;
【解答】弹簧测力计的示数等于其挂钩上受到的力的大小,以弹簧测力计 B 为研究对象,弹簧测力计 B 处于平衡状态,小科对弹簧测力计 B 施加 100 N的拉力,因此弹簧测力计A 对弹簧测力计B 的拉力也为 100 N,所以弹簧测力计 B 的示数为100 N;以弹簧测力计A 为研究对象,根据力的作用是相互的,所以弹簧测力计 A 受到弹簧测力计B 施加的 100 N 的拉力,所以弹簧测力计 A 的示数等于100 N。
故答案为:B
11.下列物体受力的作图中(忽略空气阻力),正确的是(  )
A.水平面上静止的小球
B.匀速下滑的物体
C.被压在墙壁上静止的物体
D.被抛出后的球
【答案】B,C
【解析】【分析】对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段,据此分析判断。
【解答】A.水平面上静止的小球,小球与竖直墙壁之间没有弹力的作用,小球仅受到支持力和重力的作用,故A错误;
B.匀速下滑的物体受到竖直向下的重力,斜面对它沿斜面向上的摩擦力,同时还受到斜面对它的支持力,方向垂直于斜面向上,三个力的作用点可画在物体的重心上,故B正确;
C.物体受到的压力水平向左,墙对物体的支持力水平向右,自身重力竖直向下,墙对物体的摩擦力竖直向上,在这4个力的作用下,物体处于静止状态,所以水平方向上压力和支持力是一对平衡力,竖直方向上重力和摩擦力是一对平衡力,故C正确;
D.忽略空气阻力,被抛出后的球只受竖直向下的重力的作用,故D错误。
故选B。
12.劳动让人快乐。下列劳动情景中运用重力方向的是(  )
A.确定砌墙是否竖直
B.推货物
C.拍打地毯灰尘
D.磨刀
【答案】A
【解析】【分析】根据图片分析各个选项中包含的物理原理,然后与重力方向的知识对照即可。
【解答】A.当重锤线的悬线和墙壁的边缘平行时,说明墙壁是竖直的,这是利用重力的方向是竖直向下的原理,故A符合题意;
B.推货物时向后蹬地,利用力的作用是相互的获得向前的力,与重力的方向无关,故B不符合题意;
C.拍打地毯灰尘,利用了灰尘具有惯性,与物体的重力方向无关,故C不符合题意;
D.磨刀利用减小受力面积来增大压强的原理,与重力方向无关,故D不符合题意。
故选A。
13.已知物体在月球上受到的重力约为地球上的,一位航天员在地球上受到的重力是686牛。当他登上月球时,其质量和重力分别约为(  )。
A.70千克、70牛 B.70千克、114牛
C.70千克、686牛 D.686千克、686牛
【答案】B
【解析】【分析】质量是物质的一种属性,不随物体形状、状态、位置和温度的变化而变化。根据G=mg计算重力。
【解答】航天员登上月球后,虽然位置发生改变,但是质量不变,还是.
月球上的引力是地球引力的,则他在月球上的重力为G'=G=×686N=114N。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
14.对以下物体的重力估计正确的是(g取10N/kg)(  )
A.一个鸡蛋的重力约为10N B.一个中学生的重力约为500N
C.一支钢笔的重力约为5N D.一头成年水牛的重力约为300N
【答案】B
【解析】【分析】首先估测各个选项中物体的质量,再根据G=mg计算它的重力大小即可。
【解答】A.一个鸡蛋的质量约为,受到的重力约为,故A错误;
B.一个中学生的质量在左右,由公式计算可得,其重力约为,故B正确;
C.一支钢笔的重力约为,故C错误;
D.一头成年水牛的重力约为,故D错误。
故选B。
15.如图所示,某项目小组用弹簧和刻度尺自制弹簧测力计,在弹簧下方挂上不同重力的物体,并记录指针所指的刻度值如下表所示。
弹簧所挂物体的重力/件 0 2 4
指针所指刻度值/厘米 4 5 6
当所挂重物的重力为10牛时(未超过弹簧弹性限度),相较于原长,弹簧的伸长量是(  )
A.5厘米 B.7厘米 C.9厘米 D.11厘米
【答案】A
【解析】【分析】根据表格确定弹簧的原长和受到拉力后的长度,然后计算出每受到1N拉力时伸长的长度,最后根据“弹簧的伸长与受到的拉力成正比”的规律计算即可。
【解答】根据表格数据可知,弹簧不挂重物时长度为4cm,挂4N的物体时弹簧的长度为6cm,
则弹簧的伸长量与所挂物体的重力的比值为;
当所挂重物的重力为10N时,弹簧的伸长量。
故选A。
16.在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。如图甲所示,用水平拉力拉弹簧,弹簧伸长了。现在两端同时用大小为的力沿水平方向拉弹簧,如图乙所示,要使弹簧伸长(仍在弹性限度内),则每个力为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】在弹性限度内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比。根据题意确定弹簧的伸长和拉力的数量关系,据此推算弹簧伸长3cm时的拉力即可。
【解答】物体间力的作用是相互的,甲图中用20N的力F1拉弹簧时,弹簧左端受到向左的20N的拉力,弹簧伸长2cm,在弹性限度内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,要使弹簧伸长3cm,则需要30N的拉力,在图乙弹簧左右两端均施加水平拉力,弹簧伸长3cm,由于甲、乙两图所示的施加力的方法是等效的,所以加在图乙弹簧两端的力均为30N。
故选B。
17. 小科和小甬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。现有两种办法:一种是按图甲中的方法做;另一种是按图乙中的方法做。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,无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小
【答案】B
【解析】【分析】力的作用是相互的,人拉弹性绳的力和弹性绳拉人的力大小相等,根据弹性绳的拉力相等判断两种情况下人的拉力。
【解答】弹性绳在两种情况下承受的拉力相同,两个人沿相反方向拉弹性绳和将弹性绳一端固定,两个人同时用力拉弹性绳的效果一样。因为两个人拉时, 某一个人拉相当于固定在柱子上,根据力的作用是相互的,人拉弹性绳的力和弹性绳拉人的力相当, 两种情况下, 拉力相等,所以图乙中每个人的拉力是图甲中每个人拉力的。
18.S 和S 表示劲度系数分别为 k 和k 的两根弹簧,k >k ,a和b表示质量分别为和的两个小物块,>,将弹簧与物块按图所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最大,则应使 (  )
A.S 在上,a在上 B.S 在上,b在上
C.S 在上,a在上 D.S 在上,b在上
【答案】D
【解析】【分析】 根据胡克定律F=kx及弹簧的总长等于两弹簧的原长与弹簧的伸长量之和分析。
【解答】 把物体悬挂在弹簧的下端,物体静止处于平衡状态,弹簧的拉力F等于物体的重力G,即F=G。
由胡克定律F=kx知,在力F一定时,k越小弹簧的伸长量x越大。
对于上面的弹簧来说。它的拉力F上=(ma+mb)g=kx 上,
由于(ma+mb)g一定,要使x上大一些,k应小,
已知k1>k2,所以S2应在上面,S1挂在下面。
S1挂在下面,由胡克定律F=kx知,在力k一定时,F越大弹簧的伸长量x越大,
要使x大,已知ma>mb,所以a应挂在S1下 面,b应挂在S1上,S2下。
所以S2在上,b在上两根弹簧的总长度最大。
故选D。
19.在弹性限度内,当弹簧的长度为16 cm时,它产生的弹力大小为20 N;当弹簧的长度为7cm时,它产生的弹力大小为10 N,则弹簧的劲度系数为 (  )
A.1.25 N/cm B.1.43 N/cm C.3.33 N/cm D.1.11 N/cm
【答案】C
【解析】【分析】弹簧伸长的长度,而弹簧的长度L=L0+x,据此列出两个方程,然后联立计算即可。
【解答】当弹簧的长度为 16 cm时,它产生的弹力大小为 20 N,即
当弹簧的长度变为7cm时,弹簧被压缩,它产生的弹力大小为 10 N,即 ②;
联立①②两式得:L0=10cm,k≈3.33 N/cm,
故选C。
20.一根弹簧原长为10cm,当挂上5 N的钩码时弹簧长度变为11cm,若再挂上10 N的钩码时(不超过弹簧的弹性限度),则弹簧长度变为 (  )
A.13cm B.12cm C.3cm D.33cm
【答案】A
【解析】【分析】在弹性限度内,弹簧的伸长与受到拉力的大小成正比,即:F1:F2=x1:x2,据此列式计算即可。
【解答】根据题意可知,,,,
根据胡克定律F=kx得到:F1:F2=x1:x2,
5N:10N=1cm:x2;
解得:x2=2cm;
所以弹簧此时的长度为11cm+3cm=13cm。
故选A。
21.如图所示,两木块的质量分别为 m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为 k1 和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧,在这个过程中下面木块移动的距离为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】【分析】 开始时弹簧处于压缩状态,下面弹簧的弹力等于两个木块的总重力,由胡克定律求出弹簧压缩的长度x1; 当上面的木块刚离开上面弹簧时,下面的弹簧仍处于压缩状态,此时弹力等于下面木块的重力,再由胡克定律求出弹簧此 时压缩的长度x2,所以在这过程中下面木块移动的距离s=x1-x2。
【解答】系统处于原来状态时,下面弹簧产生的弹力被压缩的长度
当上面的木块离开上面弹簧时,下面弹簧产生的弹力,被压缩的长度
所以下面木块移动的距离为
故选 C。
二、填空题
22.如图所示为喷气式飞行背包,包内有发动机、燃料箱、稳定设备等装置。该背包内发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔向下喷出,背包带动人一起向上飞行,使背包向上运动的力的施力物体是   。在向上飞行过程中,气体持续喷出,则该背包受到的重力大小会   (填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】喷出的气体;减小
【解析】【分析】相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线、两个物体上。
【解答】向下喷气时,喷出的气体给背包一个向上的反作用力,在该反作用力的作用下,背包带人一起向上飞行,可知使背包向上运动的力的施力物体是喷出的气体。
气体持续喷出,气体的质量减小,由G=mg可知,气体的重力减小。
23.长度为 L 的砖叠放在地面上,上面一块相对下面一块伸出 L,如图所示。则在水平地面上最多可以叠多少块砖而不翻倒
【答案】砖在水平地面的排列情况如解图所示。由图可看出,在水平地面上最多可以叠10块砖而不翻倒。
【解析】【分析】力是物理学中的基本概念,指的是物体与物体之间的相互作用,这种作用可以改变物体的运动状态或使其发生形变;力的三要素:力的大小,力的方向和力的作用点;力的作用时相互的,一对相互作用力的特点是大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,作用在同一条直线上; 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。它的施力物体是地球,受力物体是地球表面或附近的物体。重力的大小与物体的质量成正比,计算公式为 G=mg ,其中 G 表示重力, m 是物体的质量, g 是重力加速度,通常取 9.8N/kg。重力的方向总是竖直向下,即垂直于水平面向下。重力的作用点称为物体的重心。
【解答】砖在水平地面的排列情况如解图所示。由图可看出,在水平地面上最多可以叠10块砖而不翻倒。
24.建筑工人在砌房子时经常用水平仪来检查所砌的墙面是否水平,水平仪利用了   的原理。如图甲所示为一种简易水平仪,图示情况说明墙面   (填“左”或“右”)边偏低。如图乙所示为一种气泡水平仪,当仪器中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡偏向 A 侧,则表示A 侧的墙面偏   (填“高”或“低”)。
【答案】重力的方向总是竖直向下;右;高
【解析】【分析】 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。它的施力物体是地球,受力物体是地球表面或附近的物体。重力的大小与物体的质量成正比,计算公式为 G=mg ,其中 G 表示重力, m 是物体的质量, g 是重力加速度,通常取 9.8N/kg 。重力的方向总是竖直向下,即垂直于水平面向下。重力的作用点称为物体的重心。
【解答】重力的方向总是竖直向下的,重垂线偏向右方,说明此墙面的左边高、右边低。图乙中空气泡偏向A 侧,说明A 侧的墙面高。
故答案为:重力的方向总是竖直向下;右;高
25.小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
拉力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度/cm 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格中的信息可得,它的最大称量是   N。
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为   cm。
(3)当该弹簧测力计悬挂75g重物时,弹簧将伸长   cm。
【答案】(1)1.5
(2)0.2
(3)1.5
【解析】【分析】 (1)在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比;
(2)根据数据判断在弹性限度内,伸长量与拉力之间的比例关系;
(3)根据G=mg求出重力,得到拉力大小,根据拉力与伸长量之间的比例关系求伸长量。
【解答】 (1)由表格数据可知,当拉力为0时,弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内,弹簧伸长量与拉力成正比,故弹簧测力计的最大称量是1.5N;
(2)由表格数据分析可知.在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,即拉力与伸长量之比为0.5N/cm,
若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为:;
(3)当悬挂75g的重物时,弹簧受到的拉力F=G=mg=0.075kg×10N/kg=0.75N,
此时弹簧的伸长量。
26.网球是我国青少年喜欢的体育运动项目之一。图甲所示为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间,图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。
(1)网球遇到球拍时,网球和球拍都变形了,这说明   (写两点)。
(2)网球遇到球拍后的某一瞬间,网球的速度可变为零,这说明   。
(3)快速飞行的网球,遇到迎面而来的球拍,离开球拍后网球在空中飞行,达到图乙中最高点B的高度,跟球拍对网球作用力的大小、   和   有关。
【答案】(1)力能改变物体的形状;物体间力的作用是相互的
(2)力能改变物体的运动状态
(3)方向;作用点
【解析】【分析】(1)根据力的作用效果和力的相互性的知识解答;
(2)根据力与运动的关系解答;
(3)根据力的三要素的知识解答。
【解答】(1) 网球遇到球拍时,网球和球拍都变形了, 说明力能改变物体的形状。都变形了,说明球拍对网球有力的作用,同时球对球拍也有力的作用,即物体间力的作用是相互的。
(2) 网球遇到球拍后的某一瞬间,网球的速度可变为零,即网球的运动状态改变,这说明力能改变物体的运动状态;
(3)、快速飞行的网球,遇到迎面而来的球拍,离开球拍后网球在空中飞行,达到图乙中最高点B的高度,跟球拍对网球作用力的大小、方向和作用点有关。
27.气球是一种常用的实验器材。请回答:
(1)如图甲,左手压气球,两球都变形,说明力的作用是   ;
(2)如图乙,手指戳气球,气球凹陷,说明力能改变物体的   ;
(3)如图丙,向后喷气,气球前进,使气球向前运动的物体是   (填“气球内喷出的气体”或“气球外的空气”)。
【答案】相互的;形状;气球内喷出的气体
【解析】【分析】(1)根据力的作用的相互性解答;
(2)力的作用效果包括:改变物体的形状和改变物体的运动状态;
(3)对气球进行受力分析即可。
【解答】(1)根据题意可知,左手压气球,右球也对左球施力,此时两球都发生了形变,说明物体间力的作用是相互的。
(2) 如图乙, 手指戳气球,气球凹陷,说明力能改变物体的形状。
(3)使气球向前运动的力作用在气球上,因此施力物体是喷出的气体。
28.小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如下表所示:
拉力(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度(cm) 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是   N。
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为   cm。
(3)当该弹簧测力计悬挂75g的重物时,弹簧将伸长   cm。
【答案】1.5;0.2;1.5
【解析】【分析】(1)当拉力超过弹簧的限度时,弹簧的伸长与受到的拉力不成正比;
(2)根据表格数据,利用“在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比”的规律列式计算;
(3)首先根据F=G=mg计算弹簧受到的拉力,然后根据“在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比”计算即可。
【解答】(1)根据表格数据可知,拉力在0~1.5N以内,每增加0.5N拉力,弹簧伸长1cm,即拉力与弹簧伸长量成正比。而达到2N时,弹簧伸长1.5cm,此时没有发生弹性形变,故弹簧测力计的最大称量是1.5N。
(2)根据表格数据可知,在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,根据弹簧伸长与受到的拉力成正比可知,若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为:。
(3)悬挂75g的重物,弹簧受到的拉力F=G=mg=0.075kg×10N/kg=0.75N
此时弹簧的伸长量。
29.如图(a)所示,劲度系数均为 k的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上。 当在甲的另一端挂一重物G,乙的另一端压一重物G时,两弹簧的长度均为 L。 如图(b)所示,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G,此时弹簧的长度应为   "
【答案】
【解析】【分析】 (1)弹簧测力计的原理是:在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,即F=kx,其中F为弹力大小,x为伸长 量,k为弹簧的劲度系数。
(2)根据F=kx可以计算出弹簧的伸长量 ,弹簧的长度为L=L0+x,其中L0表示弹簧的原长。
【解答】(1)已知弹簧的劲度系数均为k,甲弹簧的长度则原长
乙弹簧的长度 则原长|
(2)甲、乙弹簧并联时,两者长度相同设为 s,那么甲的伸长量产生拉力
乙的伸长量,产生拉力G/s)];
两弹簧拉力之和应该等于G,即 :;
解得弹簧的长度。
30.当弹簧不受拉力作用时,我们称其长度为原L0,在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的力F和弹簧的形变量△x(△x=L-L0)成正比,即F=k△x,k叫做弹簧的劲度系数,如图所示是某次实验测得弹簧所受的力F与弹簧长度L的关系图象,据图回答下列问题。
(1)弹簧的原长L0是   cm。 弹簧的劲度系数是   N/m。
(2)当受到拉力F=1N时,弹簧伸长了   cm。
(3)当弹簧伸长了15cm(弹性限度内)时,受到力F=   N。
【答案】(1)10;40
(2)2.5
(3)6
【解析】【分析】 对题中所给出的条件进行分析,利用图上弹簧所受的力与弹簧长度L的关系求出弹簧的劲度系数,即可解得答案。
【解答】(1)由图可知,当弹簧不受力时弹簧长度为10cm; 在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的力F和弹簧的形变量Δx(Δx=L-L0)成正比,即F=kΔx;由图知当弹簧伸长5cm时所受拉力为2N,则有2N=k×5cm,解得k=0.4N/cm=40N/m;
(2) 当受到压力F=1N时,弹簧缩短了;
(3)当弹簧伸长15cm时,根据F'=kΔx',即F'=0.4N/cm×15cm=6N。
三、实验与探究题
31.小科对宇宙星空知识比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与质量(m)的关系如图a,则:
(1)从图a中信息可知,甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是   。
(2)如果要把地球上物体的重力和质量的关系图画在图a中,应画在图中的哪个区域:   (填“①”“②”或“③”)。
(3)如图b为实验室的一种弹簧测力计,在地球上把物体挂在弹簧测力计上静止时,从左边刻度可以测出物体重力的大小,从右边刻度可以测出物体质量的近似值;如果把该弹簧测力计拿到乙星球上使用,刻度值应该重新标注,方法是____(填序号)。
A.左边刻度值不变,右边变为原值的2倍
B.左边变为原值的2倍,右边刻度值不变
C.左边刻度值不变,右边变为原值的
D.左边变为原值的 ,右边刻度值不变
【答案】(1)
(2)②
(3)D
【解析】【分析】(1)根据图像可知,G与m成正比,结合数据计算可得
(2)结合图像图像和G=mg计算不同星球的g,可知地球上物体的重力与质量的关系图应画在题图a中的②区域。
(3)物体的质量与位置无关,所以质量不变,由(2)可知,乙星球的g是地球上的一半,可知重力为地球上的一半。
【解答】(1)甲星球表面上物体的重力为120N时,其质量为m=8kg,重力与其质量的比值是 则重力 G与其质量m的关系式为 G=m×15 N/ kg,或
(2)由题图a可知,当质量都为8kg时,在甲星球上的重力为120N,在乙星球上的重力为40N,在地球上的重力约为80N,故地球上物体的重力与质量的关系图应画在题图a中的②区域。
(3)当质量都为8kg时,在乙星球上的重力为40N,则 物体拿到乙星球上,物体质量不变,重力大约变为原来的二分之一,弹簧的弹性限度不变,故左边测出物体重力为原来的一半,右边测出物体质量的近似值与原来相同。或左侧的刻度不变,右侧变为原来的两倍、故AD符合题意,BC不符合题意。
故答案为:AD。
32.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。
【评价量规】在老师的指导下,小组同学制订了评价量规,表中为部分评价指标。
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1N 达到0.2 N 大于0.2 N
【项目制作】
(1)选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适,理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成   关系,便于标注均匀刻度。
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为   N,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力。
(3)【项目评价】
自制测力计“调零方式”指标为良好。用该测力计测量水平拉力,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,指针调整到   刻度位置,方可进行测量。
(4)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,需选取图乙中   (选填“a”或“c”)弹簧取代b弹簧制作测力计。
【答案】(1)正比
(2)0.2N
(3)零
(4)a
【解析】【分析】 (1)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
(2)根据测力计两端的刻度值,除以份数,可得测力计的最小刻度值;
(3)测力计在使用前将指针调整到零刻度处;
(4)为了提高测力计的精确程度,应选择受力时伸长更明显的弹簧来制作。
【解答】 (1)在一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,更便于标注均匀刻度,所以选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适。
(2)由题意知,图乙中b弹簧制作测力计,在“0”和“2牛”之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为;
(3)用测力计测量水平拉力时,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,指针调整到零刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,说明弹簧的精确度不够,为使“精确度”指标表现更优秀,需选受力时伸长更明显的弹簧,由图乙知,同样受力时,a弹簧的伸长量更大,所以应先a弹簧取代b弹簧制作测力计。
33.在“观察物体间力的作用”活动中,小宁进行如下实验。
(1)【实验1)】如图甲所示,将两个量程相同的弹簧测力计A、B放在水平位置,抽动刻度板调整指针零位;把它们的挂钩勾在一起,用手分别拉住测力计的圆环,水平向外拉。当弹簧测力计A示数分别为1.0N、2.0N、3.0N时,读取弹簧测力计B的示数。实验数据如下表:
序号 弹簧测力计A的示数/N 弹簧测力计B的示数/N
1 1.0 1.0
2 2.0 2.0
3 3.0 3.0
小宁分析实验数据,得到结论:物体间的作用力与反作用力大小   。
老师告诉小宁,从本实验得出的正确结论具有普适性。
(2)【实验2】将两个弹簧测力计A、B竖直悬挂、调零,如图乙所示;把它们的挂钩勾在一起后悬挂起来,竖直向下拉弹簧测力计B的圆环,如图丙所示。
小宁发现:当弹簧测力计A的示数为2.0N时,弹簧测力计B的示数为1.8N。此时,弹簧测力计A对B的拉力大小为多少 为什么
【答案】相等【实验2】将两个弹簧测力计A、B竖直悬挂、调零,如图乙所示;把它们的挂钩勾在一起后悬挂起来,竖直向下拉弹簧测力计B的圆环,如图丙所示。小宁发现:当弹簧测力计A的示数为2.0N时,弹簧测力计B的示数为1.8N。此时,弹簧测力计A对B的拉力大小为多少 为什么 【答案】2.0N弹簧测力计A的示数为2.0N,即B对A的拉力大小为2.0N,因为作用力与反作用力大小相等,所以A对B的拉力大小也为2.0N。
(1)相等
(2)2.0N弹簧测力计A的示数为2.0N,即B对A的拉力大小为2.0N,因为作用力与反作用力大小相等,所以A对B的拉力大小也为2.0N。
【解析】【分析】【实验一】弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的拉力大小,因此A的示数为B产生的拉力,B的示数为A产生的拉力,二者为一对相互作用力,根据表格数据分析解答;
【实验二】根据相互作用力的大小关系分析解答。
【解答】【实验一】由表格数据可知,弹簧测力计A、B的示数始终相等,故说明物体间的作用力与反作用力大小相等;
【实验2】弹簧测力计A的示数就是B对A的拉力大小,A对的拉力与B对A的拉力是一对相互作用力,大小相等,都为2.0N。
34.小虞想把弹簧测力计(量程5N)改装成液体密度计。他用重力为1.2N的空桶分别盛满酒精、水、盐水三种液体,用弹簧测力计依次测出三种液体和小桶的总重力,所得数据记录于表中。
液体种类 弹簧测力计的示数F/N 液体密度ρ/(kg/m3)
酒精 X 0.8×103
水 2.2 1.0×103
盐水 Y 1.1×103
(1) 表格中X的值为   。
(2)应将弹簧测力计的 1.2N 处的刻度标记为   (填密度值)。
(3)如果桶内液体没有装满,则测得的液体密度值   实际密度(填“大于”、 “小于”或“等于”) 。
(4)利用该“密度计”可测得液体的密度最大为   kg/m3。
【答案】(1)2.0
(2)0(或0kg/m3)
(3)小于
(4)3.8×103
【解析】【分析】(1)根据三种液体体积相同结合重力和密度公式求解,注意测力计的示数等于液体和桶的总重力。
(2)1.2N为桶的重力,可知此时为零刻度处。
(3)液体为装满,体积偏小,则重力偏小,所以测量值偏小。
(4)根据测力计最大测量值计算密度,注意减去桶的自重。
【解答】(1)三种液体的体积相同,水的体积为
酒精的重力为
X=0.8N+1.2N=2.0N。
(2)桶自重为1.2N,此时没有倒入液体,为零刻度,所以标记为0。
(3)液体没有装满,重力将偏小,弹簧的伸长量将偏小,可知密度将偏小。
(4)当测力计的示数为最大值5N时,液体的重力为5N-1.2N=3.8N。液体的密度为。
35.在校园午后大课间活动中,羽毛球运动深受学生的喜爱。某科创小组为了探究羽毛球撞击球拍时,球拍所产生最大力与拍线松紧程度(单位:磅)的关系,进行如下实验:
①选择5支相同的球拍,将拍线松紧程度分别调节为20、22、24、26、28磅;
②以一定速度发射的羽毛球撞击拍线松紧程度为 20 磅的球拍拍面中心位置A,拍面中心位置A最终移动到B点,测出AB 的距离为⊿x;
③用弹簧测力计测出球拍拍面中心位置A 移动⊿x 距离后(即B 点)的力 F;
④换用拍线松紧程度分别为22、24、26、28磅的球拍,重复步骤②③,记录的实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
拍线松紧程度/磅 20 22 24 26 28
4x/毫米 7.89 4.80 3.98 3.01 2.52
FI牛 90 99 108 117 126
(1)球拍变形原因是   .
(2)为了完成实验,除了弹簧测力计外还需要准备的测量工具有   .
(3)步骤③中测力计在 B 点位置测出的力作为拍面产生的最大力,其理由是   。
(4)根据该实验结果可以初步得出的结论是   .
【答案】(1)力使球拍发生形变
(2)刻度尺
(3)拍线的形变程度越大,球拍产生的力越大
(4)在拍线磅数为20~28磅之间,相同速度的羽毛球撞击球拍时,磅数越高,形变量越小,但球拍所产生的最大力越大
【解析】【分析】1.此题目是针对材料阅读和所学知识的综合分析,学生可根据题目提供的数据分析解答;
2.力有两个作用效果:力能改变物体的运动状态和力能使物体发生形变。
【解答】(1)力有两个作用效果:力能改变物体的运动状态和力能使物体发生形变;此题中球拍变形的原因是力使球拍发生形变;
(2)因为需要测量拍面中心位置的移动距离,所以需要刻度尺;
(3)拍线的弹性形变越大,产生的力越大,B处是最大形变位置,所以答案为B处拍线的形变程度越大,球拍产生的力越大;
(4)在拍线磅数为20~28磅之间,相同速度的羽毛球撞击球拍时,磅数越高,形变量越小,但球拍所产生的最大力越大。
故答案为:(1)力使球拍发生形变;(2)刻度尺;(3)拍线的形变程度越大,球拍产生的力越大;(4)在拍线磅数为20~28磅之间,相同速度的羽毛球撞击球拍时,磅数越高,形变量越小,但球拍所产生的最大力越大。
36.某研究小组在探究“影响物体重力大小的因素”实验时,获得了老师给的一个素材:2021年7月31日东京奥运会,我国选手吕小军在男子81公斤举重中强势夺金,并以抓举170公斤破奥运纪录。若只给你弹簧秤和若干个钩码,你能否推算出吕小军在抓举中杠铃受到的重力?于是小组成员进行了如下的实验探究。
(1)实验记录如表:
钩码数/个 物体质量m/kg 重力G/N G与m的比值/
2 0.1 1 10
4 0.2 2 10
6 0.3 3 10
8 0.4 4 10
①探究过程中,在探究重力大小与质量的关系时,实验器材使用若干个质量均为50g的钩码而不使用其他物体,选择使用钩码的好处是   ;
②分析表中实验数据,得出可能的结论是   ;
③吕小军在抓举中杠铃受到的重力是   ;
(2)某同学根据自己测量的数据,绘制出重力与质量的关系图像(数值省略),你认为该同学在实验中存在的问题是什么?   。
【答案】(1)可以直接读出质量,便于使物体质量成倍数增加;物体所受重力与其质量成正比;1700N
(2)测力计未调零
【解析】【分析】 (1)①探究物体所受重力与质量的关系,最好使物体的质量能成整数倍增加;
②根据表格数据分析物体质量增大和重力增大之间的数量关系即可;
③根据G=mg计算杠铃的重力。
(2)当物体的质量为零时,其重力应为零,由图象知,当质量为零时,重力不为零,则测力计没有调零。
【解答】 (1)①不使用其他物体而选择使用钩码的好处是:可以直接读出质量,并且便于使物体质量成倍数增加;
②由表中数据可见:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,但是重力和质量的比值是不变的,比值的大小是一定值。因此可以得出的结论是:物体所受的重力与其质量成正比;
③吕小军在抓举中杠铃受到的重力是:G=mg=170kg×10N/kg=1700N;
(2)由图象知,当质量为零时,重力不为零,即测力计有示数,则测力计未调零。
37.某科学小组在探究物体所受重力大小与物体的质量关系时,记录的实验数据如下表所示:
实验次序 1 2 3 4 5
被测物体 物体 1 物体 2 物体 3 物体 4 物体 5
物体质量 千克 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
所受重力 牛 1 2 3 4 5
比值 牛 - 千克 10 10 10 10 10
(1)在该实验探究过程中,需要的测量工具有弹簧测力计和   。
(2)分析上表中的实验数据可初步得出的实验结论是   。
(3)根据上表中测量的实验数据分析下图,其中能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是____(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)本实验需要多次测量,其目的与下列实验中多次测量的实验目的相同的是____(填字母)。
A.探究物体质量和体积的关系 B.用刻度尺测量科学课本的长度
【答案】(1)天平
(2)物体所受的重力跟它的质量成正比
(3)B
(4)A
【解析】【分析】(1)根据所测的物理量选择合适的测量工具;
(2)根据表格数据分析重力与质量的数量关系;
(3)根据重力和质量的数量关系分析判断;
(4)多次测量的目的,要么是求平均值减小误差,要么是寻找普遍规律,据此分析判断即可。
【解答】(1)根据表格可知,实验中要测量物体的重力和质量,因此需要弹簧测力计和天平。
(2)根据表格数据可知,重力和质量的比值相等,那么得到:物体受到的重力与质量成正比;
(3)重力与质量成正比,那么二者变化的图像应该是通过坐标原点的斜线,故选B。
(4)A.探究物体质量和体积的关系,多次测量寻找普遍规律;
B.用刻度尺测量科学课本的长度,多次测量求平均值减小测量误差。
故选A。
38.小德准备自己制作弹簧测力计,他找来弹簧、钩码、刻度尺、指针等器材。首先测出弹簧竖直悬挂时的原长厘米,然后在弹簧下挂上不同数量的钩码,测出弹簧的长度L,算出伸长量,填在表一中。(1)表中漏填了一个数据,请你推测该数据为   ;
(2)从表一中数据可以看出,弹簧伸长量和受到钩码拉力F的关系是   ;
(3)小德继续实验,得到如表二数据:
表一
拉力牛 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
长度厘米 2.10 2.50 2.90 3.30 3.70 4.10 4.50 4.90
伸长量厘米 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.40 2.80
表二
拉力牛 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
长度厘米 5.30 5.70 6.10 6.80 7.70
伸长量厘米 3.20 3.60 4.00 4.70 5.60
小德认为:从表二中数据可看出,该弹簧测力计的最大测量值   (选填“在4.5牛至5.0牛之间”、“等于5.0牛”或“在5.0牛至5.5牛之间”);
(4)若此弹簧测力计在月球表面使用,下挂相同数量的钩码时,对应的将   (选填“变长”或“变短”)。
【答案】2.00;成正比;在5牛至5.5牛之间;变短
【解析】【分析】(1)根据表一确定弹簧的伸长与受到拉力的数量关系,据此推算拉力为2.5N时弹簧的伸长量;
(2)根据表示数据分析弹簧伸长与受到拉力的数量关系;
(3)当拉力超过弹性限度时,弹簧的伸长与受到的拉力不成正比;
(4)弹簧受到的拉力越大,则弹簧伸长越多,根据月球上物体重力的变化分析。
【解答】(1)根据表一可知,拉力每增加0.5N,弹簧的伸长量增加0.4cm,因此当拉力为2.5N时,弹簧的伸长量为:。
(2)根据表一可知,当拉力增加为原来的3倍时,弹簧的伸长量变为原来的3倍,那么得到:弹簧伸长量ΔL和受到钩码拉力F成正比。
(3)根据表二可知,当拉力达到5.5N时,弹簧伸长0.4cm;当拉力达到5.5N时,弹簧伸长0.7cm,即此时弹簧的伸长量不满足成正比变化,因此该弹簧测力计的最大测量值在5.0牛至5.5牛之间。
(4)在月球物体受到的重力小,对弹簧的拉力变小,则对应的ΔL将变短。
39.用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面做圆周运动,绳子拉力大小与什么因素有关?小明认为与小球的运动速度有关。于是他用一根橡皮筋连接一个小球,让小球在光滑的水平桌面上以一定速度做圆周运动(如图所示)。改变小球的运动速度,做几次实验,记录现象如下表。
小球质量/克 小球速度 橡皮筋长度/厘米
15 慢 10
15 较快 15
15 很快 18
(1)小球在桌面做圆周运动时,其运动状态   改变(选填“可能”、“ 一定”或“ 一定不”)。
(2)从表格的数据可以看出:小球的运动速度越大,那么橡皮筋的伸长就越   。
(3)小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是   。
(4)小玲查阅资料后知道做圆周运动的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及圆周的半径有关。据此,小玲认为用橡皮筋代替绳子存在着明显的缺陷,请说出理由   。
【答案】一定;长;用橡皮筋可以明显地体现出小球运动速度加快后,绳子拉力变大;见解析
【解析】【分析】(1)运动状态包括速度的大小和方向,大小或方向改变,运动状态发生改变。
(2)根据表中数据得出结论。
(3)橡皮筋有弹力,更易表现出拉力的变化。
(4)绳子发生形变,长度变长,圆圈也变大,存在多个变量。【解答】(1)圆周运动运动的方向不断改变,因此运动状态不断改变。
(2)由表格数据可知相同质量的小球,速度越快,橡皮筋越长。
(3)因为橡皮筋在弹性限度范围内受力时,拉力的大小与伸长量成正比,因此用橡皮筋可以明显地体现出小球运动速度加快后,绳子拉力变大。
(4) 因为此时圆周的半径会随着小球速度加快而变大,使实验存在两个变量。
四、作图题
40.杂技在我国历史悠久,是力量与柔韧完美结合的传统艺术。如图甲所示,是杂技演员正在表演的情景。请你在图乙中画出演员A 被托举且静止时受力的示意图。
【答案】
【解析】【分析】对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
【解答】演员A 被托举且静止时,处于平衡状态,受平衡力的作用。演员A 所受的重力的方向竖直向下,支持力的方向竖直向上,两力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,如图所示。
41.一本字典静止在水平桌面上,O为其重心,请画出它所受重力和支持力的示意图。
【答案】
【解析】【分析】先分析字典所受重力和支持力的作用点、方向,再根据力的示意图的画法作图。
【解答】字典静止在水平桌面上,受到重力G的方向竖直向下、支持力F的方向竖直向上,二力是一对平衡力,大小相等、方向相反,作用点都在重心O上;从重心O分别沿竖直向下、竖直向上的方向画一条带箭头的有向线段,用G、F表示,如图所示:
42.如图所示,摆球向右摆动到最高点,画出此时摆球所受力的示意图。
【答案】
【解析】【分析】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
【解答】摆球在A点时受到竖直向下的重力和沿绳子向上拉力作用,作用点在球心,过球心作竖直向下的重力;过球心作沿绳子斜向上的拉力,如图所示:
43.请在图中用力的示意图画出小球的重力G 和小球对斜面的压力 F。
【答案】
【解析】【分析】重力的方向始终竖直向下,压力、支持力的方向与接触面相垂直。
【解答】重力的方向竖直向下,作用在小球的重心位置;小球对斜面的压力F垂直与斜面向下,作用在小球与斜面的接触点上,如图所示
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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浙教版八上科学第二章 力与空间探索
2.1 力
1.认识力的概念与作用:理解力是物体对物体的作用,知道力的作用是相互的;能通过实例说明力能改变物体的运动状态或使物体发生形变。
2.描述与测量力:会用力的三要素(大小、方向、作用点)描述一个力;认识弹簧测力计的构造,会正确使用它测量力的大小,并理解弹簧的伸长与所受拉力成正比的性质。
3.分析重力与弹力:知道重力是由于地球吸引而产生的力,理解重力大小与质量的关系(G=mg);能通过常见实例辨认弹力,了解它在生活中的应用。初步学会作简单的力的示意图。
知识点一 力及其作用效果
1、力是什么
1.杠铃被举起、小车被推动、路面被压实、铁屑被吸引等现象,说明物体和物体之间分别发生了举、推、压、吸引的作用,这说明了力的存在。
2.一个物体对另一个物体施加拉、提、压等作用时,另一物体就会受到这种作用,施加这种作用的物体叫 ,受到这种作用的物体叫 。
3. 力的作用总是跟两个物体相联系(一个是施力物体,另-一个是受力物体),单独一个物体不能产生力的作用,如果离开物体是不可能有力的作用的,即力是物体对物体的作用。
【能力拓展】
①力的产生不能脱离物体,当发生力的作用时,总有两个物体存在,一个是施力物体,另一个是受力物体。施力物体相对于另一个物体来说,也是受力物体。
②相互接触的物体不一定发生力的作用(如两正方体木块并排放在水平桌面上,两木块虽然接触,但它们之间没有发生相互作用),没有接触的物体之间也不一定没有力的作用(如磁铁吸引相隔一定距离的小铁钉)。
2、力的作用效果
(1)改变 :使物体不在处于静止或运输直线运动的情况。
(2)改变 :使物体形状发生变化(可能有些变化过于微小,需要放大才能看见)
知识点二 力的图示
1.力的三要素_______________
力的三要素均影响力的作用效果。
2.力的示意图:科学上通常用一条带箭头的线段来直观地表示力,在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,在箭头边上标上力的大小,线段的起点或终点表示力的作用点。这种表示力的图形叫做力的示意图(前图)。
3.力的图示:后图表示力的图示(多了选定标度这一步骤)
知识点三 力的作用是相互的
1.相互作用力
手拍桌子,手感到疼,说明一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受:到另一个物体对它的力的作用。也就是说,物体间 。
2.相互作用力的特点
物体间的相互作用力又称为作用力与反作用力。如果把其中一个力叫 ,则另一个力就叫 。
(1)相互作用力的大小 、方向 、作用在 物体上,并且作用在 直线上。
(2)物体间力的作用是同时 、同时 的,没有先后之分。
知识点四 力的测量
1.力的单位
要准确地区分力的大小,就要进行力的测量,而测量力的大小,首先应该确定力的单位。在国际单位制中,力的单位是 ,简称牛,用字母N表示。它是以英国科学家牛顿的名字命名的。拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛。
2.弹性弹力
(1)弹性:物体受到力的作用时会发生形变,不受力时又会恢复到原来形状,物体的这种性质称为 。
(2)弹力:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做 。弹力是由物体发生 而产生的力。
3.测力计
(1)胡克定律:胡克实验得出同一弹簧的弹力大小与 成正比。
(2)测量力的大小的工具叫做测力计: 是一种常用的测力计,它的内部装有一根可以伸缩的弹簧。
4.弹簧测力计的原理和使用
原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长 。
使用弹簧测力计时应注意以下问题:
(1)调零:使用前应检查指针 ,若没有对准,则需要调零。
(2)被测力 弹簧测力计的测量范围,即量程。
(3)测量时拉杆、弹簧 与面板摩擦。
(4)测量时,弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在 ,即要沿着弹簧测力计的轴线方向施力。
(5)读数时,应让视线与面板表面刻度 。
知识点五 重力
1.重力的产生:物体由于地球的吸引而受到的力叫做 ,通常用字母G表示。
2.重力的方向
重力的方向总是 。重力方向竖直向下的应用:
砌墙时,利用重垂线来检查所砌墙壁是否竖直
利用水平仪检查桌面、窗台等是否水平
利用重垂线检查相框是否挂正
3.重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到重力的作用集中于一点,这一叫做物体的 。
4.确定重心的方法
(1)有规则几何形状且质量分布均匀的物体的重心在它的几何 。
(2)不规则薄板状物体的重心可用 得到。
先在A点把物体悬挂起来,物体静止时,薄板所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上,所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上,然后在另一点C把物体悬挂起来,同理知,物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上,AB和CD的交点0就是薄板状物体重心的位置。
【能力拓展】
重力的方向不可说成垂直向下,竖直向下和垂直向下的含义是不同的。
①“竖直向下”是指与水平面垂直向下的方向。
②“垂直向下”是指垂直于支持面向下,只有当物体在水平支持面上时,竖直向下与垂直向下才相同。
知识点六 探究重力大小的相关因素
实验器材:弹簧测力计、质量均为100克的钩码4个。
实验过程:用弹簧测力计依次测出1 ~ 4个钩码受到的重力,并记录表格
测量分析数据:以 为横坐标, 为纵坐标,建立直角坐标系,根据表格中的数据在坐标系中描点,连接这些点,发现重力----质量图像是一条 。
实验结论:物体受到的重力跟它的质量成正比。重力和质量的比值大约是9.8牛/千克。
重力与质量的关系式G=mg
通常g取9.8牛/千克,表示质量为1千克的物体受到的重力为9.8牛。
粗略计算时,g值也可以取10牛/千克。
同一物体重力的大小还跟什么因素有关呢
(1)重力的大小跟物体所在的纬度、高度有关,物体在极地受到的重力比在赤道要略大些,在山脚受到的重力比在山顶要略大些。同物体在不同的地方,重力的大小略有不同,所以许多商品的包装上所写的“毛重”“净重”等所指的其实是质量,而不是重力。
(2)同一物体在不同的星球上,其重力是不同的,质量为1千克的物体,在不同星球上受到重力如下表所示。
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力(牛) 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 1.0
题型一 力及其作用效果及相互作用力
【例1】如图中甲、乙、丙、丁四根弹簧完全相同,甲、乙左端固定在墙上,图中所示的力F均为水平方向,大小相等,丙、丁所受的力均为一条直线上,四根弹簧在力的作用下均处于静止状态,其长度分别是L甲、L乙、L丙、L丁,下列选项正确的是(  )
A.L甲L丁 B.L甲=L丙 L乙=L丁
C.L甲L丁
【例2】下列关于力的说法正确的是(  )
A.成语“孤掌难鸣”说明一个物体一定不会产生力的作用
B.《墨子》“以卵投石,尽天下之卵,不可毁也。”说明只有鸡蛋受到力的作用,而石头不受力
C.力只能发生在相互接触的物体之间
D.摩擦力是阻碍物体运动的力,其方向与物体运动方向相反
【例3】质量相等的甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,如果甲用60N的力推乙,如图所示。以下分析正确的是(  )
A.同时,乙对甲的推力小于60N
B.乙由静止变为后退,说明力可以改变物体的运动状态
C.乙后退的过程中,始终受到60N推力的作用
D.甲静止不动,乙向后退
题型二 力的图示
【例1】图中用力的图示法画出了两个力,从图中可看出这两个力的大小关系是 (  )
A.F1>F2 B.F1【例2】如图所示,小明用力推车,他对车施加了一个推力,同时小车对小明的手也施加了一个推力。那么,这两个力的三要素是(  )
A.全都相同 B.大小方向相同,作用点不同
C.大小相同,方向和作用点都不同 D.作用点和大小相同,方向不同
题型三 力的测量
【例1】大家都知道,熟了的苹果会向地面掉落,这是由于苹果受_____作用的原因,这个力的方向总是_____,该力的施力物体是_____、受力物体是_____;实验室常用_____来测量力的大小,如图的读数是_____N。
【例2】如图甲所示的弹簧测力计的量程为_____N,分度值为_____N,其示数为_____N。一个桥头如立着图乙所示的限重标志牌,汽车对该桥面的压力超过_____N时,桥就有可能被损坏。(g取10N/kg)
题型四 重力
【例1】下列对于重力的估测符合实际的是(  )
A.一块橡皮的重力约0.01N B.一支粉笔的重力约10N
C.一张课桌的重力约5N D.一名中学生的体重约500N
【例2】如图所示,一根羽毛放置在长木片上,并保持静上状态。下列对羽毛受到重力的分析中错误的是(  )
A.重心位置在羽毛上的b点 B.重力方向是竖直向下的
C.重心位置在羽毛上的a点 D.重力是由于地球的吸引而受到的力
题型五 探究重力大小的相关因素
【例1】用质量已知的钩码探究重力与质量的关系,获得实验数据表格如下,以下说法正确的是()
质量m/g 100 200 300 400
重力G/N 1 2 3 4
A.物体所受重力与质量的关系可以用图线b表示
B.地球附近的物体的质量与所受的重力成正比
C.表格中重力与质量的比值是0.01 N/g
D.若用石块代替钩码进行该实验,会得到不同结论
【例2】小金同学想把弹簧测力计改装成“质量秤”。他用量程为5N的弹簧测力计测量不同的物块的重力,所得数据记录于表中。(g取10N/kg)
物块质量 100g 200g 300g
测力计示数 1N 2N 3N
(1)小金改装的原理是m=   (填公式)。
(2)利用该“质量秤”可测得最大物体质量为   g。
(3)已知月球上的g约为地球上的,若把如图弹簧测力计移至月球表面,称量同一物体时指针的示数将 (选填字母)。
A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定
一、选择题
1.如图所示为掷出的实心球的运动轨迹,实心球离开手后,在空中飞行到最高点时的受力情况是(  )
A.只受重力
B.受到重力和空气阻力
C.受到重力和手的推力
D.受到重力、空气阻力和手的推力
2.如图所示,足球运动员把足球踢向空中。若不计空气阻力,下列选项中,能表示足球在空中“飞行时的受力情况的是(G表示重力。F表示脚对球的作用力)(  )
A. B. C. D.
3.如图所示,将一个钢球分别放在上下等大的杯子、口大底小的杯子和口小底大的杯子中,钢球在每个杯子的底部与侧壁相接触,处于静止状态。若钢球和每个杯子都是光滑的,每个杯子的底部均处于水平面内,则下列说法中,正确的是 (  )
A.每个杯子的侧壁对钢球均无弹力作用
B.每个杯子的侧壁对钢球均有弹力作用
C.上下等大的杯子的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种杯子的侧壁对钢球均有弹力作用
D.口大底小的杯子的侧壁对钢球有弹力作用,其余两种杯子的侧壁对钢球均无弹力作用
4.当汽车发生严重碰撞时,弹出的安全气囊可以有效减轻对驾乘人员的伤害,下列能正确表示人与气囊相撞时,安全气囊对人的头部的作用力是(  )
A. B.
C. D.
5.小明将一个正常的铁质外壳弹簧测力计的挂钩挂在铁架台上,静止时有如图所示的示数。接着,他把这个弹簧测力计按图所示,上下各挂一个50g 的钩码,并挂到甲弹簧测力计下,则甲、乙两弹簧测力计的示数分别是 (  )
A.1.0 N 和 1.5 N B.1.0 N 和 1.0 N
C.2.0 N 和1.0 N D.2.0 N 和1.5 N
6.下列计算质量为10kg的物体所受重力的运算过程正确的是(  )
A.G= mg=10×9.8 N/ kg=98 N
B.G= mg=10 kg×9.8 N/ kg=98 N
C.G= mg=10kg×9.8 N=98 N
D.G= mg=10 kg×9.8=98 N
7.如图,师生间开展掰手腕活动。假设学生对老师的力为F1,老师对学生的力为F2,若老师获胜,则关于两力的大小关系正确的是(  )
A. B. C. D.无法判断
8.下图中力的作用效果能改变物体运动状态的是()
A.手拉开弓
B.小明压弯跳板
C.运动员罚点球
D.熊猫拉弯竹子
9.某实验小组的同学对A、B两根橡皮筋进行探究,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F 和橡皮筋伸长量之间的关系如图乙所示。下列说法中,正确的是 (  )
A.分别用这两根橡皮筋制成测力计,橡皮筋B制成的测力计测量的精确度更高
B.将本实验中两根橡皮筋并列起来一起使用,能够测力的最大值为25N
C.将本实验中两根橡皮筋串接起来一起使用,能够测力的最大值为10N
D.当在两根橡皮筋上都悬挂重为8N的物体时,橡皮筋A 的伸长量为8cm
10.如图所示,将两个完全相同的弹簧测力计挂钩连在一起(不计弹簧测力计和绳的自重),小科用 100 N 的水平拉力拉弹簧测力计B,此时弹簧测力计 A、B的示数分别为 (  )
A.200N、100N B.100N、100N C.100N、200N D.200N、200N
11.下列物体受力的作图中(忽略空气阻力),正确的是(  )
A.水平面上静止的小球
B.匀速下滑的物体
C.被压在墙壁上静止的物体
D.被抛出后的球
12.劳动让人快乐。下列劳动情景中运用重力方向的是(  )
A.确定砌墙是否竖直
B.推货物
C.拍打地毯灰尘
D.磨刀
13.已知物体在月球上受到的重力约为地球上的,一位航天员在地球上受到的重力是686牛。当他登上月球时,其质量和重力分别约为(  )。
A.70千克、70牛 B.70千克、114牛
C.70千克、686牛 D.686千克、686牛
14.对以下物体的重力估计正确的是(g取10N/kg)(  )
A.一个鸡蛋的重力约为10N B.一个中学生的重力约为500N
C.一支钢笔的重力约为5N D.一头成年水牛的重力约为300N
15.如图所示,某项目小组用弹簧和刻度尺自制弹簧测力计,在弹簧下方挂上不同重力的物体,并记录指针所指的刻度值如下表所示。
弹簧所挂物体的重力/件 0 2 4
指针所指刻度值/厘米 4 5 6
当所挂重物的重力为10牛时(未超过弹簧弹性限度),相较于原长,弹簧的伸长量是(  )
A.5厘米 B.7厘米 C.9厘米 D.11厘米
16.在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。如图甲所示,用水平拉力拉弹簧,弹簧伸长了。现在两端同时用大小为的力沿水平方向拉弹簧,如图乙所示,要使弹簧伸长(仍在弹性限度内),则每个力为(  )
A. B. C. D.
17. 小科和小甬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。现有两种办法:一种是按图甲中的方法做;另一种是按图乙中的方法做。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,无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小
18.S 和S 表示劲度系数分别为 k 和k 的两根弹簧,k >k ,a和b表示质量分别为和的两个小物块,>,将弹簧与物块按图所示的方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最大,则应使 (  )
A.S 在上,a在上 B.S 在上,b在上
C.S 在上,a在上 D.S 在上,b在上
19.在弹性限度内,当弹簧的长度为16 cm时,它产生的弹力大小为20 N;当弹簧的长度为7cm时,它产生的弹力大小为10 N,则弹簧的劲度系数为 (  )
A.1.25 N/cm B.1.43 N/cm C.3.33 N/cm D.1.11 N/cm
20.一根弹簧原长为10cm,当挂上5 N的钩码时弹簧长度变为11cm,若再挂上10 N的钩码时(不超过弹簧的弹性限度),则弹簧长度变为 (  )
A.13cm B.12cm C.3cm D.33cm
21.如图所示,两木块的质量分别为 m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为 k1 和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧,在这个过程中下面木块移动的距离为(  )
A. B. C. D.
二、填空题
22.如图所示为喷气式飞行背包,包内有发动机、燃料箱、稳定设备等装置。该背包内发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔向下喷出,背包带动人一起向上飞行,使背包向上运动的力的施力物体是   。在向上飞行过程中,气体持续喷出,则该背包受到的重力大小会   (填“增大”“不变”或“减小”)。
23.长度为 L 的砖叠放在地面上,上面一块相对下面一块伸出 L,如图所示。则在水平地面上最多可以叠多少块砖而不翻倒
24.建筑工人在砌房子时经常用水平仪来检查所砌的墙面是否水平,水平仪利用了   的原理。如图甲所示为一种简易水平仪,图示情况说明墙面   (填“左”或“右”)边偏低。如图乙所示为一种气泡水平仪,当仪器中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡偏向 A 侧,则表示A 侧的墙面偏   (填“高”或“低”)。
25.小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
拉力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度/cm 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格中的信息可得,它的最大称量是   N。
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为   cm。
(3)当该弹簧测力计悬挂75g重物时,弹簧将伸长   cm。
26.网球是我国青少年喜欢的体育运动项目之一。图甲所示为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间,图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。
(1)网球遇到球拍时,网球和球拍都变形了,这说明   (写两点)。
(2)网球遇到球拍后的某一瞬间,网球的速度可变为零,这说明   。
(3)快速飞行的网球,遇到迎面而来的球拍,离开球拍后网球在空中飞行,达到图乙中最高点B的高度,跟球拍对网球作用力的大小、   和   有关。
27.气球是一种常用的实验器材。请回答:
(1)如图甲,左手压气球,两球都变形,说明力的作用是   ;
(2)如图乙,手指戳气球,气球凹陷,说明力能改变物体的   ;
(3)如图丙,向后喷气,气球前进,使气球向前运动的物体是   (填“气球内喷出的气体”或“气球外的空气”)。
28.小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如下表所示:
拉力(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度(cm) 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是   N。
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为   cm。
(3)当该弹簧测力计悬挂75g的重物时,弹簧将伸长   cm。
29.如图(a)所示,劲度系数均为 k的甲、乙两轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,乙弹簧一端固定在水平地面上。 当在甲的另一端挂一重物G,乙的另一端压一重物G时,两弹簧的长度均为 L。 如图(b)所示,现将两弹簧并联,并在其下方系一重物G,此时弹簧的长度应为   "
30.当弹簧不受拉力作用时,我们称其长度为原L0,在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的力F和弹簧的形变量△x(△x=L-L0)成正比,即F=k△x,k叫做弹簧的劲度系数,如图所示是某次实验测得弹簧所受的力F与弹簧长度L的关系图象,据图回答下列问题。
(1)弹簧的原长L0是   cm。 弹簧的劲度系数是   N/m。
(2)当受到拉力F=1N时,弹簧伸长了   cm。
(3)当弹簧伸长了15cm(弹性限度内)时,受到力F=   N。
三、实验与探究题
31.小科对宇宙星空知识比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与质量(m)的关系如图a,则:
(1)从图a中信息可知,甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是   。
(2)如果要把地球上物体的重力和质量的关系图画在图a中,应画在图中的哪个区域:   (填“①”“②”或“③”)。
(3)如图b为实验室的一种弹簧测力计,在地球上把物体挂在弹簧测力计上静止时,从左边刻度可以测出物体重力的大小,从右边刻度可以测出物体质量的近似值;如果把该弹簧测力计拿到乙星球上使用,刻度值应该重新标注,方法是____(填序号)。
A.左边刻度值不变,右边变为原值的2倍
B.左边变为原值的2倍,右边刻度值不变
C.左边刻度值不变,右边变为原值的
D.左边变为原值的 ,右边刻度值不变
32.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。
【评价量规】在老师的指导下,小组同学制订了评价量规,表中为部分评价指标。
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1N 达到0.2 N 大于0.2 N
【项目制作】
(1)选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适,理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成   关系,便于标注均匀刻度。
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为   N,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力。
(3)【项目评价】
自制测力计“调零方式”指标为良好。用该测力计测量水平拉力,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,指针调整到   刻度位置,方可进行测量。
(4)实测时,挂上0.1N的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,需选取图乙中   (选填“a”或“c”)弹簧取代b弹簧制作测力计。
33.在“观察物体间力的作用”活动中,小宁进行如下实验。
(1)【实验1)】如图甲所示,将两个量程相同的弹簧测力计A、B放在水平位置,抽动刻度板调整指针零位;把它们的挂钩勾在一起,用手分别拉住测力计的圆环,水平向外拉。当弹簧测力计A示数分别为1.0N、2.0N、3.0N时,读取弹簧测力计B的示数。实验数据如下表:
序号 弹簧测力计A的示数/N 弹簧测力计B的示数/N
1 1.0 1.0
2 2.0 2.0
3 3.0 3.0
小宁分析实验数据,得到结论:物体间的作用力与反作用力大小   。
老师告诉小宁,从本实验得出的正确结论具有普适性。
(2)【实验2】将两个弹簧测力计A、B竖直悬挂、调零,如图乙所示;把它们的挂钩勾在一起后悬挂起来,竖直向下拉弹簧测力计B的圆环,如图丙所示。
小宁发现:当弹簧测力计A的示数为2.0N时,弹簧测力计B的示数为1.8N。此时,弹簧测力计A对B的拉力大小为多少 为什么
34.小虞想把弹簧测力计(量程5N)改装成液体密度计。他用重力为1.2N的空桶分别盛满酒精、水、盐水三种液体,用弹簧测力计依次测出三种液体和小桶的总重力,所得数据记录于表中。
液体种类 弹簧测力计的示数F/N 液体密度ρ/(kg/m3)
酒精 X 0.8×103
水 2.2 1.0×103
盐水 Y 1.1×103
(1) 表格中X的值为   。
(2)应将弹簧测力计的 1.2N 处的刻度标记为   (填密度值)。
(3)如果桶内液体没有装满,则测得的液体密度值   实际密度(填“大于”、 “小于”或“等于”) 。
(4)利用该“密度计”可测得液体的密度最大为   kg/m3。
35.在校园午后大课间活动中,羽毛球运动深受学生的喜爱。某科创小组为了探究羽毛球撞击球拍时,球拍所产生最大力与拍线松紧程度(单位:磅)的关系,进行如下实验:
①选择5支相同的球拍,将拍线松紧程度分别调节为20、22、24、26、28磅;
②以一定速度发射的羽毛球撞击拍线松紧程度为 20 磅的球拍拍面中心位置A,拍面中心位置A最终移动到B点,测出AB 的距离为⊿x;
③用弹簧测力计测出球拍拍面中心位置A 移动⊿x 距离后(即B 点)的力 F;
④换用拍线松紧程度分别为22、24、26、28磅的球拍,重复步骤②③,记录的实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
拍线松紧程度/磅 20 22 24 26 28
4x/毫米 7.89 4.80 3.98 3.01 2.52
FI牛 90 99 108 117 126
(1)球拍变形原因是   .
(2)为了完成实验,除了弹簧测力计外还需要准备的测量工具有   .
(3)步骤③中测力计在 B 点位置测出的力作为拍面产生的最大力,其理由是   。
(4)根据该实验结果可以初步得出的结论是   .
36.某研究小组在探究“影响物体重力大小的因素”实验时,获得了老师给的一个素材:2021年7月31日东京奥运会,我国选手吕小军在男子81公斤举重中强势夺金,并以抓举170公斤破奥运纪录。若只给你弹簧秤和若干个钩码,你能否推算出吕小军在抓举中杠铃受到的重力?于是小组成员进行了如下的实验探究。
(1)实验记录如表:
钩码数/个 物体质量m/kg 重力G/N G与m的比值/
2 0.1 1 10
4 0.2 2 10
6 0.3 3 10
8 0.4 4 10
①探究过程中,在探究重力大小与质量的关系时,实验器材使用若干个质量均为50g的钩码而不使用其他物体,选择使用钩码的好处是   ;
②分析表中实验数据,得出可能的结论是   ;
③吕小军在抓举中杠铃受到的重力是   ;
(2)某同学根据自己测量的数据,绘制出重力与质量的关系图像(数值省略),你认为该同学在实验中存在的问题是什么?   。
37.某科学小组在探究物体所受重力大小与物体的质量关系时,记录的实验数据如下表所示:
实验次序 1 2 3 4 5
被测物体 物体 1 物体 2 物体 3 物体 4 物体 5
物体质量 千克 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
所受重力 牛 1 2 3 4 5
比值 牛 - 千克 10 10 10 10 10
(1)在该实验探究过程中,需要的测量工具有弹簧测力计和   。
(2)分析上表中的实验数据可初步得出的实验结论是   。
(3)根据上表中测量的实验数据分析下图,其中能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是____(填字母)。
A. B.
C. D.
(4)本实验需要多次测量,其目的与下列实验中多次测量的实验目的相同的是____(填字母)。
A.探究物体质量和体积的关系 B.用刻度尺测量科学课本的长度
38.小德准备自己制作弹簧测力计,他找来弹簧、钩码、刻度尺、指针等器材。首先测出弹簧竖直悬挂时的原长厘米,然后在弹簧下挂上不同数量的钩码,测出弹簧的长度L,算出伸长量,填在表一中。(1)表中漏填了一个数据,请你推测该数据为   ;
(2)从表一中数据可以看出,弹簧伸长量和受到钩码拉力F的关系是   ;
(3)小德继续实验,得到如表二数据:
表一
拉力牛 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
长度厘米 2.10 2.50 2.90 3.30 3.70 4.10 4.50 4.90
伸长量厘米 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.40 2.80
表二
拉力牛 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
长度厘米 5.30 5.70 6.10 6.80 7.70
伸长量厘米 3.20 3.60 4.00 4.70 5.60
小德认为:从表二中数据可看出,该弹簧测力计的最大测量值   (选填“在4.5牛至5.0牛之间”、“等于5.0牛”或“在5.0牛至5.5牛之间”);
(4)若此弹簧测力计在月球表面使用,下挂相同数量的钩码时,对应的将   (选填“变长”或“变短”)。
39.用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面做圆周运动,绳子拉力大小与什么因素有关?小明认为与小球的运动速度有关。于是他用一根橡皮筋连接一个小球,让小球在光滑的水平桌面上以一定速度做圆周运动(如图所示)。改变小球的运动速度,做几次实验,记录现象如下表。
小球质量/克 小球速度 橡皮筋长度/厘米
15 慢 10
15 较快 15
15 很快 18
(1)小球在桌面做圆周运动时,其运动状态   改变(选填“可能”、“ 一定”或“ 一定不”)。
(2)从表格的数据可以看出:小球的运动速度越大,那么橡皮筋的伸长就越   。
(3)小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是   。
(4)小玲查阅资料后知道做圆周运动的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及圆周的半径有关。据此,小玲认为用橡皮筋代替绳子存在着明显的缺陷,请说出理由   。
四、作图题
40.杂技在我国历史悠久,是力量与柔韧完美结合的传统艺术。如图甲所示,是杂技演员正在表演的情景。请你在图乙中画出演员A 被托举且静止时受力的示意图。
41.一本字典静止在水平桌面上,O为其重心,请画出它所受重力和支持力的示意图。
42.如图所示,摆球向右摆动到最高点,画出此时摆球所受力的示意图。
43.请在图中用力的示意图画出小球的重力G 和小球对斜面的压力 F。
01 学习目标
02 思维导图
03 基础知识
04 经典例题
05 强化提升
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