人教版初中物理八年级下册同步分层练习-7.2 《弹力》(培优版)
一、选择题(每题6分,共36分)
1.(2018·铁西模拟)下列有关力的说法正确的是 ( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果只与力的作用点有关
C.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力不是弹力
2.(2025八下·深圳期中)如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用 4N 的力 F 拉另一端,弹簧伸长了 5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了 5cm,则每个人的力 F 分别为( )
A.4N、0 B.0、4N C.4N、4N D.8N、8N
3.(2025八下·紫金期中)下列关于弹簧测力计的使用,说法正确的是 ( )
A.弹簧测力计不能在“天宫一号”太空实验室中使用
B.使用弹簧测力计测拉力时,测力计一定要保持竖直
C.只要弹簧拉不断,可以挂任何大小的物体朝任意方向拉动弹簧测力计
D.测量前,要轻轻拉动几下弹簧,这是为了避免弹簧卡在外壳上
4.(2025八下·邛崃期中) 关于弹簧测力计的使用方法的说法中,错误的是( )
A.被测力的大小不允许超过测力让的量程
B.簧测力计只能测竖直方向的力
C.被测力应作用在挂钩上
D.测量时指针不要与外壳接触
5.(2024八下·蓝田月考)实验室中,常用的测量力的工具是( )
A.量筒 B.天平 C.刻度尺 D.弹簧测力计
6.(2024八下·新田月考)使用弹簧利力计测量重力的过程中,有如下操作:①把待测物体挂在挂钩上:②轻轻来回拉动几次挂钩:③观察弹簧测力计的量程,弄清分度值:④调整弹簧测力计指针位置:⑤待指针稳定后读数:⑥估计待测物体重力。上述操作正确的是顺序是( )
A.④⑥①②③⑤ B.⑥③②④①⑤
C.⑥③④②①⑤ D.⑥①③②④⑤
二、多选题(每题6分,共18分)
7.(2024八下·东港月考)一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是( )
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
8.(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
9.(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
三、填空题(每空3分,共12分)
10.(2025八下·邛崃期中)观察如图所示的弹簧测力计,该测力计的量程是 N, 指针所指的示数是 。
11.(2025八下·青秀期中)由高性能复合材料制成的撑杆,是决定撑杆跳高胜负的重要因素,因此制造撑杆的材料应具有较小的密度和较好的 性。如图所示,运动员压杆腾空时撑杆弯曲了,说明力可以改变物体的 。
四、作图题(共2题,共8分)
12.(2025八下·南山期末)图甲是深圳中心公园的网红弯弯椅,供游客躺平小憩。请在图乙中画出游客所受重力(重心O点已标出)和游客对躺椅A 点的压力。
13.(2025九上·南山开学考)如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上,用手向下压小球,松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,请画出此时小球的受力示意图。
五、实验探究题(共6分)
14.(2024·广州) 实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,则比值k的单位是 ,这根弹簧k的大小为 ;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大;
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为 cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为,则弹簧下端受到钩码的拉力 N,此时弹簧的伸长量 cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出图像(对应图线记为b); 。
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
⑤比较图线a、b,可以判断 (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
六、计算题(共2题,共12分)
15.(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。
16.(2025九下·长沙竞赛)如图甲所示,在容器底部固定一个轻质弹簧,在弹簧上端连有一边长为0.1m的实心正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有 的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(已知水的密度为 g取10N/ kg)求:
(1)物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)往容器中缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水面升高的高度(整个过程弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量的关系如图乙所示)。
七、科普阅读题(共8分)
17.(2025八下·南海期末)阅读短文,回答问题:
材料的拉伸性
在食品运输和储存中,包装材料需具备较商的拉伸强度才不易破裂,因此离分子聚乙烯(HDPE)材料被大量使用,它还用于侧逸管道、排水系垅和防水腿,制造汽车上的油箱、挡泥板和内饰件,以及医疗器城和包装材斜等。
拉伸强度可用以下公式来计算:拉伸强度=拉伸力/拉伸面积,以MPa为单位,它是衡量材料在受力状态下延展能力的重受指标,反映材料抵抗拉伸破坏的最大能力,如题图是某种材料的力P=kML仲长曲线图,屈服点指材料开始发生塑性形变的临界点:弹性极限指材料可完全恢复形变的最大受力。材料在受力时,会经历弹性形变(可恢复)和塑性形变(不可恢复)两个阶段。材料受力后从弹性形变阶段,进入屈服点B后出现塑性阶段,最终在断裂点E失效。
(1)图中曲线变化说明力可以改变物体的 ;橡皮筋长期使用后变松,说明橡皮筋处在图像中的 段:
(2)在OA段,材料受到的拉力F与伸长量△L成正比,可表示为F=k△L,其中k为材料特性系数.k值越大说明材料越 (选填“难”或“易”)拉伸,利用此性质可制成测量工具 ,填测量工具名称):
(3)请举出材料拉伸性能在生活中的应用实例: 。
(4)某型号汽车安全带要求材料在突发状况下既能适度拉伸缓冲又要及时锁止,锁止装置需断裂拉力≥500N.技术攻关小组测试了横截面积均为1mm2三种材料的拉伸性能,得到数据如表,其中最大弹性拉力是指材料发生弹性形变的最大拉力,即弹性极限,根据参数表,选择材料 .(选填“A”“B”或“C”)最适合.
材料 最大弹性拉力/N 断裂拉力/N 最大伸长率(%)
A 150 450 220
B 80 380 180
C 200 600 250
答案解析部分
1.【答案】A
【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;弹力
【解析】【解答】A、用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状,A符合题意;
B、推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,另外力的大小和方向也影响力的作用效果,B不符合题意;
C、因为物体间力的作用是相互的,用水提水桶时,只有手对水桶施加了力,同时水桶对手也有力的作用,C不符合题意;
D、放在桌面上的水杯对桌面的压力是由于水杯发生弹性形变而产生的,故属于弹力,D不符合题意;
故答案为:A .
【分析】力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动方向;力的大小、方向和作用点都直接影响力的作用效果;力的作用是相互的;压力、支持力都属于弹力 .
2.【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】 当弹簧受力平衡静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小为4N;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,仍为4N,且弹簧两端所受人的拉力大小相等,即均为4N。
故选C。
【分析】 当弹簧受力平衡静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,且弹簧两端所受人的拉力大小相等。
3.【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A、弹簧测力计测量拉力,在拉力作用下,弹簧被拉长,与重力无关,可以正常显示示数,故A错误;
B、使用弹簧测力计时,拉力的方向应与弹簧伸长方向相同,不一定要保持竖直,故B错误;
C、使用前必须观察它的量程范围和分度值,拉力不能超过测力计的量程,否则会损坏测力计,故C错误;
D、测量前应用手来回轻轻拉动几下挂钩,避免弹簧卡在外壳上,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)太空实验室与地球上主要不同的是在太空环境中无重力作用,所以凡是与重力无关的测量都可以进行实验;
(2)使用弹簧测力计时,拉力的方向应与弹簧伸长方向相同;
(3)加在弹簧测力计上的力,不能超出弹簧测力计的量程;检查测力器是否被卡住,拉一下弹簧挂钩看看是否灵活;将物体挂在弹簧测力计上,使测力计力的作用线与弹簧伸缩方向在同一直线(否则会导致测量不准确),待指针稳定后读数。
4.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A. 被测力的大小不允许超过测力的量程,否则会损坏弹簧测力计,故A正确;
B. 弹簧测力计的测量方向取决于实际需求和正确使用方法,所以弹簧测力计不仅仅只能测竖直方向的力,故B错误;
C. 为测量准确,弹簧测力计使用时,被测力必须作用在挂钩上,故C正确;
D. 测量时指针不要与外壳接触,避免与外壳发生摩擦 ,故D正确。
故选B。
【分析】弹簧测力计的使用方法:
(1)使用前,要观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值,检查指针是否对准零刻度线,若没对准,应校零,否则测量值将偏大或偏小。同时要来回拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住;
(2)测量时,加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程,否则会破坏弹簧测力计;
(3)在测量过程中,所测力的方向应与弹簧轴线一致,避免由于弹簧跟外壳发生摩擦而造成较大的测量误差;
(4)读数时,视线应与刻度板面垂直。
5.【答案】D
【知识点】质量的测量与天平的使用;量筒的使用;刻度尺的使用;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】根据题意可知,量筒是测量液体和固体体积的工具;故A不合题意;
天平是测量物体质量的工具,故B不合题意;
刻度尺是用来测量物体长度的工具,故C不合题意;
弹簧测力计是测量力的工具,故D符合题意。
故选D。
【分析】根据常见物理量的测量工具的知识判断。
6.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A:“④⑥①②③⑤”,应该先估计重力,再了解量程和分度值等,然后再调整指针位置。故A错误;
B:“⑥③②④①⑤”,首先估计待测物体重力,这是合理的;接着观察弹簧测力计的量程并弄清分度值,为后续测量做准备;轻轻来回拉动几次挂钩,可检查测力计是否正常;然后调整弹簧测力计指针位置,使其归零;再把待测物体挂在挂钩上;最后待指针稳定后读数,这个顺序是正确的。故B正确;
C:“⑥③④②①⑤”,调整指针位置应该在挂钩挂上物体之前。故C错误;
D:“⑥①③②④⑤”,先把物体挂上去再进行其他操作不太符合常规,应该先做好准备工作再挂物体测量。故D错误。
综上所述,正确答案为 B。
【分析】 按照使用弹簧测力计测量重力的逻辑顺序来分析的。首先要对物体重力有个大致估计,然后了解测力计的量程和分度值等基本信息,接着通过拉动挂钩检查其灵活性并调整指针位置,之后挂上物体,等待指针稳定后进行读数。
7.【答案】B,C
【知识点】弹力
【解析】【解答】AB.地面受到弹力,是由于物体发生了形变,而产生了向下压地面的力,故A错误,B正确;
CD.物体受到弹力是因为地面发生了形变,而产生了向上的支持力.故C正确,D错误。
故选BC。
【分析】产生弹力的物体是发生形变恢复原状的物体。
8.【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。
9.【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。
10.【答案】0~5;2.8
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】如图所示的弹簧测力计的量程为0~5N ,分度值为0.2N,指针所指的示数是2.8N。
【分析】1.弹簧测力计的量程是指其能够测量的最大力的范围;
2.认清弹簧测力计的量程和分度值,再读数。
11.【答案】弹性;形状
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】(1)撑杆在撤去外力作用时,能很好的恢复原状,物体具有的这种性质是弹性。
运动员压杆腾空时,压力改变了撑杆的形状,说明力改变了物体的形状。
故答案为:弹性;形状。
【分析】(1)撑杆一定具有很好的弹性,当撤去外力作用时,撑杆能恢复原状。
(2)力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态。
12.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图
【解析】【解答】游客所受重力作用在重心O上,方向竖直向下;游客对躺椅A点压力的方向垂直于A点所在的平面向下,如图所示:
【分析】(1) 重力方向竖直向下,作用点在重心;
(2)根据压力与接触面垂直并指向接触面里画出压力示意图。
13.【答案】
【知识点】弹力;重力示意图
【解析】【解答】松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,小球受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力,弹力大于重力;
过小球的重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,标上符号G和F,注意弹力的线段长度大于重力的线段长度,如图所示:
【分析】对小球受力分析,然后从力的作用点,沿力的方向作有向线段,即可作出小球的受力示意图。
14.【答案】(1)N/cm;0.5N/cm
(2)3.00;2.5;2.50;;丙
【知识点】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】(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,代入数值:。
(2)①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为3.50cm,读数时,要有一位估读值。
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为0.5N,则5个钩码的拉力F=2.5N,此时弹簧的长度为6.00cm,伸长量x=2.50cm。
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F-x图象(对应图线记为b),如图所示:
【分析】 (1)弹簧的弹性系数,也叫劲度系数,单位是N/cm。
(2)根据F=kx,变形得:。
(3)测弹簧的长度,读数时,要读到分度值的下一位。
(4)求出弹簧剪短之后的劲度系数,通过比较得出结论。
15.【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。
16.【答案】(1)解:边长为0.1m的实心正方体物块A的体积 ,物块A有 的体积露出水面,则物块A受到的浮力
。
(2)解:此时弹簧恰好处于自然伸长状态,则物块A不受弹簧的拉力,处于自然漂浮状态,由沉浮条件可知,物块A受到的浮力等于重力,则物块A的密度 。
(3)解:物块A恰好浸没时受到的浮力 ;则弹簧受到的拉力等于物块A受到的增大的浮力 由乙图可知,弹簧受到的拉力为6N时,弹簧伸长6cm,则水面升高的高度 。
【知识点】密度公式及其应用;弹力;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)边长为0.1m的实心正方体物块A的体积 ,物块A有 的体积露出水面,根据计算物块A受到的浮力。
(2)此时弹簧恰好处于自然伸长状态,则物块A不受弹簧的拉力,处于自然漂浮状态,由沉浮条件可知,物块A受到的浮力等于重力,则物块A的密度
(3)物块A恰好浸没时受到的浮力 ,弹簧受到的拉力等于物块A受到的增大的浮力 ,由乙图可知,弹簧受到的拉力为6N时,弹簧伸长6cm,据此计算水面升高的高度 。
17.【答案】(1)形状;AB
(2)难;弹簧测力计
(3)橡皮筋
(4)C
【知识点】弹力
【解析】【解答】(1)第1空,由图可知,在物体受到力的作用时,形状发生变化,故可说明力可以改变物体的形状;
第2空, 橡皮筋长期使用后变松, 但仍可发生弹性形变,且不能完全恢复到原来状态,故说明橡皮筋处在弹性形变加塑性形变的阶段,即AB段;
(2)第1空,由塑料受到的拉力F与伸长量△L成正比,可表示为F=k△L,可知,但材料被拉伸的长度相同时,k值越大,所需要的拉力越大,即越难拉伸;
第2空,弹簧测力计利用了弹簧受到的拉力F与伸长量△L成正比的原理,故利用该关系可制成弹簧测力计;
(3) 橡皮筋在使用时会被拉伸,是材料拉伸性能在生活中的典型应用实例,所以答案为橡皮筋 ;
(4)某型号汽车安全带要求材料在突发状况下既能适度拉伸缓冲又要及时锁止,锁止装置需断裂拉力≥500N。
材料 A 的断裂拉力为 450N,小于 500N,不满足要求;
材料 B 的断裂拉力为 380N,小于 500N,不满足要求;
材料 C 的断裂拉力为 600N,大于 500N,且最大弹性拉力和最大伸长率也能满足适度拉伸缓冲的要求,所以最适合的材料是 C。
故答案为:(1)形状;AB;(2)难;弹簧测力计;(3)橡皮筋;(4)C。
【分析】(1)力的作用效果:一是可以使物体发生形变;二是可以改变物体运动状态;根据题意分析判断;
(2)由 材料受到的拉力F与伸长量△L成正比,据此分析判断;弹簧测力计利用了弹簧受到的拉力F与伸长量△L成正比的原理;
(3)根据生活实际分析判断;
(4)分析表格中三种材料的数据与标准进行对比分析。
1 / 1人教版初中物理八年级下册同步分层练习-7.2 《弹力》(培优版)
一、选择题(每题6分,共36分)
1.(2018·铁西模拟)下列有关力的说法正确的是 ( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果只与力的作用点有关
C.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力不是弹力
【答案】A
【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;弹力
【解析】【解答】A、用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状,A符合题意;
B、推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,另外力的大小和方向也影响力的作用效果,B不符合题意;
C、因为物体间力的作用是相互的,用水提水桶时,只有手对水桶施加了力,同时水桶对手也有力的作用,C不符合题意;
D、放在桌面上的水杯对桌面的压力是由于水杯发生弹性形变而产生的,故属于弹力,D不符合题意;
故答案为:A .
【分析】力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动方向;力的大小、方向和作用点都直接影响力的作用效果;力的作用是相互的;压力、支持力都属于弹力 .
2.(2025八下·深圳期中)如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用 4N 的力 F 拉另一端,弹簧伸长了 5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了 5cm,则每个人的力 F 分别为( )
A.4N、0 B.0、4N C.4N、4N D.8N、8N
【答案】C
【知识点】弹力
【解析】【解答】 当弹簧受力平衡静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小为4N;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,仍为4N,且弹簧两端所受人的拉力大小相等,即均为4N。
故选C。
【分析】 当弹簧受力平衡静止时,墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小;弹簧两次伸长量相同,所受拉力不变,且弹簧两端所受人的拉力大小相等。
3.(2025八下·紫金期中)下列关于弹簧测力计的使用,说法正确的是 ( )
A.弹簧测力计不能在“天宫一号”太空实验室中使用
B.使用弹簧测力计测拉力时,测力计一定要保持竖直
C.只要弹簧拉不断,可以挂任何大小的物体朝任意方向拉动弹簧测力计
D.测量前,要轻轻拉动几下弹簧,这是为了避免弹簧卡在外壳上
【答案】D
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A、弹簧测力计测量拉力,在拉力作用下,弹簧被拉长,与重力无关,可以正常显示示数,故A错误;
B、使用弹簧测力计时,拉力的方向应与弹簧伸长方向相同,不一定要保持竖直,故B错误;
C、使用前必须观察它的量程范围和分度值,拉力不能超过测力计的量程,否则会损坏测力计,故C错误;
D、测量前应用手来回轻轻拉动几下挂钩,避免弹簧卡在外壳上,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)太空实验室与地球上主要不同的是在太空环境中无重力作用,所以凡是与重力无关的测量都可以进行实验;
(2)使用弹簧测力计时,拉力的方向应与弹簧伸长方向相同;
(3)加在弹簧测力计上的力,不能超出弹簧测力计的量程;检查测力器是否被卡住,拉一下弹簧挂钩看看是否灵活;将物体挂在弹簧测力计上,使测力计力的作用线与弹簧伸缩方向在同一直线(否则会导致测量不准确),待指针稳定后读数。
4.(2025八下·邛崃期中) 关于弹簧测力计的使用方法的说法中,错误的是( )
A.被测力的大小不允许超过测力让的量程
B.簧测力计只能测竖直方向的力
C.被测力应作用在挂钩上
D.测量时指针不要与外壳接触
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A. 被测力的大小不允许超过测力的量程,否则会损坏弹簧测力计,故A正确;
B. 弹簧测力计的测量方向取决于实际需求和正确使用方法,所以弹簧测力计不仅仅只能测竖直方向的力,故B错误;
C. 为测量准确,弹簧测力计使用时,被测力必须作用在挂钩上,故C正确;
D. 测量时指针不要与外壳接触,避免与外壳发生摩擦 ,故D正确。
故选B。
【分析】弹簧测力计的使用方法:
(1)使用前,要观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值,检查指针是否对准零刻度线,若没对准,应校零,否则测量值将偏大或偏小。同时要来回拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住;
(2)测量时,加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程,否则会破坏弹簧测力计;
(3)在测量过程中,所测力的方向应与弹簧轴线一致,避免由于弹簧跟外壳发生摩擦而造成较大的测量误差;
(4)读数时,视线应与刻度板面垂直。
5.(2024八下·蓝田月考)实验室中,常用的测量力的工具是( )
A.量筒 B.天平 C.刻度尺 D.弹簧测力计
【答案】D
【知识点】质量的测量与天平的使用;量筒的使用;刻度尺的使用;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】根据题意可知,量筒是测量液体和固体体积的工具;故A不合题意;
天平是测量物体质量的工具,故B不合题意;
刻度尺是用来测量物体长度的工具,故C不合题意;
弹簧测力计是测量力的工具,故D符合题意。
故选D。
【分析】根据常见物理量的测量工具的知识判断。
6.(2024八下·新田月考)使用弹簧利力计测量重力的过程中,有如下操作:①把待测物体挂在挂钩上:②轻轻来回拉动几次挂钩:③观察弹簧测力计的量程,弄清分度值:④调整弹簧测力计指针位置:⑤待指针稳定后读数:⑥估计待测物体重力。上述操作正确的是顺序是( )
A.④⑥①②③⑤ B.⑥③②④①⑤
C.⑥③④②①⑤ D.⑥①③②④⑤
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A:“④⑥①②③⑤”,应该先估计重力,再了解量程和分度值等,然后再调整指针位置。故A错误;
B:“⑥③②④①⑤”,首先估计待测物体重力,这是合理的;接着观察弹簧测力计的量程并弄清分度值,为后续测量做准备;轻轻来回拉动几次挂钩,可检查测力计是否正常;然后调整弹簧测力计指针位置,使其归零;再把待测物体挂在挂钩上;最后待指针稳定后读数,这个顺序是正确的。故B正确;
C:“⑥③④②①⑤”,调整指针位置应该在挂钩挂上物体之前。故C错误;
D:“⑥①③②④⑤”,先把物体挂上去再进行其他操作不太符合常规,应该先做好准备工作再挂物体测量。故D错误。
综上所述,正确答案为 B。
【分析】 按照使用弹簧测力计测量重力的逻辑顺序来分析的。首先要对物体重力有个大致估计,然后了解测力计的量程和分度值等基本信息,接着通过拉动挂钩检查其灵活性并调整指针位置,之后挂上物体,等待指针稳定后进行读数。
二、多选题(每题6分,共18分)
7.(2024八下·东港月考)一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是( )
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
【答案】B,C
【知识点】弹力
【解析】【解答】AB.地面受到弹力,是由于物体发生了形变,而产生了向下压地面的力,故A错误,B正确;
CD.物体受到弹力是因为地面发生了形变,而产生了向上的支持力.故C正确,D错误。
故选BC。
【分析】产生弹力的物体是发生形变恢复原状的物体。
8.(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。
9.(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。
三、填空题(每空3分,共12分)
10.(2025八下·邛崃期中)观察如图所示的弹簧测力计,该测力计的量程是 N, 指针所指的示数是 。
【答案】0~5;2.8
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】如图所示的弹簧测力计的量程为0~5N ,分度值为0.2N,指针所指的示数是2.8N。
【分析】1.弹簧测力计的量程是指其能够测量的最大力的范围;
2.认清弹簧测力计的量程和分度值,再读数。
11.(2025八下·青秀期中)由高性能复合材料制成的撑杆,是决定撑杆跳高胜负的重要因素,因此制造撑杆的材料应具有较小的密度和较好的 性。如图所示,运动员压杆腾空时撑杆弯曲了,说明力可以改变物体的 。
【答案】弹性;形状
【知识点】力的作用效果;弹力
【解析】【解答】(1)撑杆在撤去外力作用时,能很好的恢复原状,物体具有的这种性质是弹性。
运动员压杆腾空时,压力改变了撑杆的形状,说明力改变了物体的形状。
故答案为:弹性;形状。
【分析】(1)撑杆一定具有很好的弹性,当撤去外力作用时,撑杆能恢复原状。
(2)力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态。
四、作图题(共2题,共8分)
12.(2025八下·南山期末)图甲是深圳中心公园的网红弯弯椅,供游客躺平小憩。请在图乙中画出游客所受重力(重心O点已标出)和游客对躺椅A 点的压力。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图
【解析】【解答】游客所受重力作用在重心O上,方向竖直向下;游客对躺椅A点压力的方向垂直于A点所在的平面向下,如图所示:
【分析】(1) 重力方向竖直向下,作用点在重心;
(2)根据压力与接触面垂直并指向接触面里画出压力示意图。
13.(2025九上·南山开学考)如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上,用手向下压小球,松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,请画出此时小球的受力示意图。
【答案】
【知识点】弹力;重力示意图
【解析】【解答】松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,小球受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力,弹力大于重力;
过小球的重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,标上符号G和F,注意弹力的线段长度大于重力的线段长度,如图所示:
【分析】对小球受力分析,然后从力的作用点,沿力的方向作有向线段,即可作出小球的受力示意图。
五、实验探究题(共6分)
14.(2024·广州) 实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的关系图像(图线记为a)。
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,则比值k的单位是 ,这根弹簧k的大小为 ;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大;
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为 cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为,则弹簧下端受到钩码的拉力 N,此时弹簧的伸长量 cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出图像(对应图线记为b); 。
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
⑤比较图线a、b,可以判断 (选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
【答案】(1)N/cm;0.5N/cm
(2)3.00;2.5;2.50;;丙
【知识点】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】(1)分析图甲的数据,得到实验结论:,代入数值:。
(2)①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为3.50cm,读数时,要有一位估读值。
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为0.5N,则5个钩码的拉力F=2.5N,此时弹簧的长度为6.00cm,伸长量x=2.50cm。
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F-x图象(对应图线记为b),如图所示:
【分析】 (1)弹簧的弹性系数,也叫劲度系数,单位是N/cm。
(2)根据F=kx,变形得:。
(3)测弹簧的长度,读数时,要读到分度值的下一位。
(4)求出弹簧剪短之后的劲度系数,通过比较得出结论。
六、计算题(共2题,共12分)
15.(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。
16.(2025九下·长沙竞赛)如图甲所示,在容器底部固定一个轻质弹簧,在弹簧上端连有一边长为0.1m的实心正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有 的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(已知水的密度为 g取10N/ kg)求:
(1)物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)往容器中缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水面升高的高度(整个过程弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量的关系如图乙所示)。
【答案】(1)解:边长为0.1m的实心正方体物块A的体积 ,物块A有 的体积露出水面,则物块A受到的浮力
。
(2)解:此时弹簧恰好处于自然伸长状态,则物块A不受弹簧的拉力,处于自然漂浮状态,由沉浮条件可知,物块A受到的浮力等于重力,则物块A的密度 。
(3)解:物块A恰好浸没时受到的浮力 ;则弹簧受到的拉力等于物块A受到的增大的浮力 由乙图可知,弹簧受到的拉力为6N时,弹簧伸长6cm,则水面升高的高度 。
【知识点】密度公式及其应用;弹力;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)边长为0.1m的实心正方体物块A的体积 ,物块A有 的体积露出水面,根据计算物块A受到的浮力。
(2)此时弹簧恰好处于自然伸长状态,则物块A不受弹簧的拉力,处于自然漂浮状态,由沉浮条件可知,物块A受到的浮力等于重力,则物块A的密度
(3)物块A恰好浸没时受到的浮力 ,弹簧受到的拉力等于物块A受到的增大的浮力 ,由乙图可知,弹簧受到的拉力为6N时,弹簧伸长6cm,据此计算水面升高的高度 。
七、科普阅读题(共8分)
17.(2025八下·南海期末)阅读短文,回答问题:
材料的拉伸性
在食品运输和储存中,包装材料需具备较商的拉伸强度才不易破裂,因此离分子聚乙烯(HDPE)材料被大量使用,它还用于侧逸管道、排水系垅和防水腿,制造汽车上的油箱、挡泥板和内饰件,以及医疗器城和包装材斜等。
拉伸强度可用以下公式来计算:拉伸强度=拉伸力/拉伸面积,以MPa为单位,它是衡量材料在受力状态下延展能力的重受指标,反映材料抵抗拉伸破坏的最大能力,如题图是某种材料的力P=kML仲长曲线图,屈服点指材料开始发生塑性形变的临界点:弹性极限指材料可完全恢复形变的最大受力。材料在受力时,会经历弹性形变(可恢复)和塑性形变(不可恢复)两个阶段。材料受力后从弹性形变阶段,进入屈服点B后出现塑性阶段,最终在断裂点E失效。
(1)图中曲线变化说明力可以改变物体的 ;橡皮筋长期使用后变松,说明橡皮筋处在图像中的 段:
(2)在OA段,材料受到的拉力F与伸长量△L成正比,可表示为F=k△L,其中k为材料特性系数.k值越大说明材料越 (选填“难”或“易”)拉伸,利用此性质可制成测量工具 ,填测量工具名称):
(3)请举出材料拉伸性能在生活中的应用实例: 。
(4)某型号汽车安全带要求材料在突发状况下既能适度拉伸缓冲又要及时锁止,锁止装置需断裂拉力≥500N.技术攻关小组测试了横截面积均为1mm2三种材料的拉伸性能,得到数据如表,其中最大弹性拉力是指材料发生弹性形变的最大拉力,即弹性极限,根据参数表,选择材料 .(选填“A”“B”或“C”)最适合.
材料 最大弹性拉力/N 断裂拉力/N 最大伸长率(%)
A 150 450 220
B 80 380 180
C 200 600 250
【答案】(1)形状;AB
(2)难;弹簧测力计
(3)橡皮筋
(4)C
【知识点】弹力
【解析】【解答】(1)第1空,由图可知,在物体受到力的作用时,形状发生变化,故可说明力可以改变物体的形状;
第2空, 橡皮筋长期使用后变松, 但仍可发生弹性形变,且不能完全恢复到原来状态,故说明橡皮筋处在弹性形变加塑性形变的阶段,即AB段;
(2)第1空,由塑料受到的拉力F与伸长量△L成正比,可表示为F=k△L,可知,但材料被拉伸的长度相同时,k值越大,所需要的拉力越大,即越难拉伸;
第2空,弹簧测力计利用了弹簧受到的拉力F与伸长量△L成正比的原理,故利用该关系可制成弹簧测力计;
(3) 橡皮筋在使用时会被拉伸,是材料拉伸性能在生活中的典型应用实例,所以答案为橡皮筋 ;
(4)某型号汽车安全带要求材料在突发状况下既能适度拉伸缓冲又要及时锁止,锁止装置需断裂拉力≥500N。
材料 A 的断裂拉力为 450N,小于 500N,不满足要求;
材料 B 的断裂拉力为 380N,小于 500N,不满足要求;
材料 C 的断裂拉力为 600N,大于 500N,且最大弹性拉力和最大伸长率也能满足适度拉伸缓冲的要求,所以最适合的材料是 C。
故答案为:(1)形状;AB;(2)难;弹簧测力计;(3)橡皮筋;(4)C。
【分析】(1)力的作用效果:一是可以使物体发生形变;二是可以改变物体运动状态;根据题意分析判断;
(2)由 材料受到的拉力F与伸长量△L成正比,据此分析判断;弹簧测力计利用了弹簧受到的拉力F与伸长量△L成正比的原理;
(3)根据生活实际分析判断;
(4)分析表格中三种材料的数据与标准进行对比分析。
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