6.2 怎样测量和表示力
一、选择题
1.下列关于弹簧测力计制作原理的说法中正确的是(设在弹性限度内)( )
A.弹簧受到的拉力跟弹簧的长度成正比
B.弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比
C.弹簧的长度跟所受拉力成正比
D.弹簧的伸长量跟所受拉力成正比
2.如图K-2-1所示,弹簧测力计的示数为( )
图K-2-1
A.4.3 N B.4.6 N C.4.8 N D.5.4 N
3.在使用弹簧测力计之前,把它的挂钩轻轻来回拉动几次,这样做的好处是( )
A.试试弹簧的弹性 B.可避免弹簧卡壳
C.是无意识的随便拉拉 D.看看能测多大的拉力,以便确定量程
4.关于弹簧测力计的使用方法,下列说法中错误的是 ( )
A.被测力的大小不允许超过测力计的最大测量值
B.弹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.对于力的示意图,下列说法正确的是( )
A.只能表示力的方向 B.只能表示力的大小
C.只能表示力的作用点 D.可以表示力的大小、方向和作用点
6.在画力的示意图时,力的作用点一定要画在( )
A.施力物体上
B.受力物体上
C.施力或受力物体都行
D.以上说法都不正确
7.如图K-2-2所示,水平桌面上的茶杯受到桌面支持力的示意图正确的是( )
图K-2-2
8.为了较准确地测一个约为6 N的力,所选用弹簧测力计的规格是( )
A.量程0~10 N,分度值0.2 N
B.量程0~5 N,分度值0.1 N
C.量程0~15 N,分度值0.5 N
D.量程0~20 N,分度值0.5 N
9.有一弹簧测力计,其弹簧可以自由伸缩,当挂钩上不受力时,指针没有指在零刻度线处,而是指在0.2 N的位置上,此时用手拉弹簧测力计的挂钩,使弹簧测力计的示数为4 N,则手拉弹簧测力计的力的大小是( )
A.4.2 N
B.3.8 N
C.4 N
D.无法判断
10.仔细观察多个弹簧测力计可知,弹簧测力计的刻度都是均匀的。自制弹簧测力计时,测得弹簧原长为5 cm,当弹簧受到5 N的拉力时,弹簧伸长0.5 cm,则弹簧受力后长度变为7 cm时,拉力的大小应是(弹性限度内) ( )
A.70 N
B.10 N
C.35 N
D.20 N
二、填空题
11.如图K-2-3所示是正在使用的弹簧测力计,这个弹簧测力计的量程是________N,分度值是________N,所测拉力的大小是________N。
图K-2-3
12.弹簧测力计在使用前应检查指针______________;如图K-2-4所示是使用弹簧测力计测力时的情景,请指出图中存在的操作错误:____________________________。
图K-2-4
13.某同学在做用一根弹簧制作弹簧测力计的实验时,在弹簧的下端挂不同质量的钩码,对应的弹簧的长度也不同,实验记录的数据如下表:
拉力F/N 0 1 2 3 4 5
弹簧长度L/m 3 5 7 9 11 13
请你分析表中数据,得到的一个结论是__________________________________________。
14.如图K-2-5所示,轻质弹簧一端固定,在保证撤去拉力后,弹簧可以恢复原来形状的前提下,小明用手拉弹簧的自由端,弹簧伸长。当他用更大的力拉弹簧时,弹簧伸得更长。请根据此情景,提出一个可以探究的科学问题:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
图K-2-5
三、作图题
15.如图K-2-6所示,水平地面上有一辆小车,甲水平向左推车,用力大小为6 N,乙用向左上方、与水平面成30°角、大小为9 N的力拉车,作出这两个力的示意图。(O点为力的作用点)
图K-2-6
四、实验探究题
16.课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与所受的拉力的关系”实验时,实验数据如下表。
拉力F/N 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
弹簧长度L/cm 22 23 24 25 26 27 28 28.5 28.6
图K-2-7
(1)在图K-2-7中画出弹簧长度L与所受拉力F的关系图像。
(2)根据实验数据,你认为用这样的弹簧能做一个测量范围是________的测力计,理由是________________________________________。
(3)当施加一个拉力后,弹簧长度为25.5 cm,那么这个向下拉弹簧的力是________N。
17.学校科技活动小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选取了甲、乙两种规格的弹簧进行测试,绘出如图K-2-8所示的图像。图中只有OA段和OB段是弹性形变,若他们制作量程较大的弹簧测力计,应选用________弹簧;若制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用________弹簧。
图K-2-8
18.力可以用带箭头的线段表示:线段是按一定比例(标度)画出的,它的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾通常表示力的作用点,此即为力的图示。如图K-2-9所示,物体A同时受到水平向右的拉力F1=40 N和与水平方向成30°角、斜向右上方的拉力F2=60 N的作用。请按照图中力F1的图示,用相同的比例(标度)在图中画出力F2的图示。
图K-2-9
教师详解详析
1.D
2.B [解析] 由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2 N,弹簧测力计的示数为4.6 N。
3.B
4.B [解析] 为保证测量准确和不损坏弹簧测力计,加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,故A选项正确;在正确使用的前提下,弹簧测力计的拉力方向不一定是竖直方向的,如可以沿斜面使用,故B选项错误;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选项正确;使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,故D选项正确。
5.D [解析] 力的示意图是用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,可见,力的示意图把力的三要素都能表示出来。
6.B 7. A
8.A [解析] 为了较准确地测一个约为6 N的力,弹簧测力计的最大测量值应大于6 N,而且分度值越小,读数越准确,所以应选A。
9.B
10.D [解析] 弹簧原长为5 cm,弹簧受力后的长度为7 cm,则弹簧的伸长量为7 cm-5 cm=2 cm。又知弹簧受5 N拉力时的伸长量为0.5 cm,2 cm是0.5 cm的4倍,所以弹簧所受拉力应该是5 N的4倍,所以拉力大小应为20 N。
11.0~5 0.2 3.2
12.是否对准零刻度线 拉力方向没有与弹簧测力计的轴线方向一致
13.在弹性限度内,弹簧的伸长量跟拉力成正比
14.弹簧的伸长量与拉力大小有什么关系
15.如图所示
16.(1)如图所示
(2)0~3 N 在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比 (3)1.75
[解析] (1)根据表格中的数据描点,并把这些点用平滑的曲线连接起来。(2)能做量程为0~3 N的测力计。理由是拉力小于3 N时,拉力每增加0.5 N弹簧都伸长1 cm,弹簧的伸长量与拉力成正比,而拉力大于3 N后,就不存在这种正比关系。(3)当施加一个拉力后,弹簧长度为25.5 cm,由于在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,则=,解得拉力F=1.75 N。
17.乙 甲 [解析] 由图像可知,在拉力相同时,弹簧甲的伸长更明显,因此它适合制作精确度较高的测力计;在弹性限度内,弹簧乙能承受较大的拉力,因此它适合制作量程较大的测力计。
18.如图所示
[解析] 根据题意,已知标度和作用点,从F1的作用点出发,沿与水平方向成30°角的斜向右上方的位置,画出三段标度长的线段,标明拉力F2=60 N即可。