一、选择题
第 2 节 弹力
测试时间:20 分钟
1.下图所示的各种形变不属于弹性形变的是( )
答案 D 泥土被砸出一个小坑,拿走苹果,泥土不能恢复原状。
下图展示了使用弹簧测力计的几种情景,其中哪种测量方法是错误的( )
答案 D 用弹簧测力计测力的大小时,力的方向必须沿着弹簧的中心轴线方向,这样才能使被测的力等于弹簧的弹力, 且不会因弹簧碰到外壳而使得弹簧测力计的示数不准。对比选项可知,A、B、C 选项的操作方法正确,选项 D 中的做法错误。
茶杯放在水平桌面上,下列关于茶杯和桌面受力情况的叙述中,正确的是( )
A.桌面受到向下的弹力是因为桌面发生了形变,茶杯没有发生形变B.桌面受到向下的弹力是因为茶杯发生了形变
C.茶杯受到向下的弹力是因为桌面发生了形变D.茶杯受到向上的弹力是因为茶杯发生了形变
答案 B 桌面受到向下的弹力,是茶杯施加的,是由于茶杯发生了形变,故 A 选项错误、B 选项正确。茶杯受到桌面向上的弹力,是由于桌面发生了形变,故 C、D 选项均错误。
如图所示,两匹马各用 1 000 N 的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计,则此时弹簧测力计的读数为( )
A.2 000 N B.1 000 N C.0 D.500 N
答案 B 弹簧测力计的两端受的力均为 1 000 N,处于静止状态,挂钩一端受的力为 1 000 N,弹簧测力计的示数应以
弹簧测力计挂钩一端所受的拉力(1 000 N)为准,故其示数是 1 000 N。
二、填空题
如图所示,“捏橡皮泥”、“用弹弓打鸟”是同学们在儿童阶段都做过的活动,那么,可以用橡皮泥捏成各种栩栩如生的形象,这是利用了橡皮泥的 ;拉紧的弹弓可以把玻璃球射得很远,这利用了橡皮筋的 (两空均选填“弹性”或“塑性”)。
答案 塑性 弹性
解析 用橡皮泥捏成各种栩栩如生的形象,利用的是橡皮泥的塑性;拉紧的弹弓可以把玻璃球射得很远,利用的是橡皮筋的弹性。
测量力的大小的工具叫 ,它是根据在 内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长的道理做成的。
答案 弹簧测力计 弹性限度 伸长
解析 测量力的大小的工具叫做弹簧测力计。在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长,利用这个道理做成了弹簧测力计。
如图所示,这个测力计的量程是 ,分度值是 ,示数是 N。
7.答案 0~5 N 0.2 N 3.6
解析 观察弹簧测力计可知,最大测量值为 5 N,故其量程为 0~5 N;每个大格表示 1 N,每个小格表示 0.2 N,故其分度值为 0.2 N,示数为 3 N+0.2 N×3=3.6 N。
在弹性限度内,一根原长为 10 cm 的弹簧挂重 2 N 的物体时,弹簧长度为 12.5 cm,则挂重 4 N 的物体时,弹簧的长度是cm。
答 案 15
2N 4N
解析 根据“在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比”可得到如下关系式: 12.5 cm - 10 cm=????2 - 10cm,解得挂
重 4 N 的物体时,弹簧的长度 L2=15 cm。
三、作图题
如图所示,手指用力压气球,气球发生形变,画出气球对手指的弹力的示意图。
答案 如图所示
解析 气球对手指的弹力与手指对气球的压力一对相互作用力,方向相反,作用点在手指和气球接触部分处。
四、实验探究题
小雨在“探究弹簧的伸长量与受到的拉力的关系”时,将弹簧悬挂在铁架台的支架上,刻度尺固定在弹簧的一侧,弹簧的轴线和刻度尺都在竖直方向上,在弹簧下端依次增加相同型号的钩码的个数(弹簧未超过弹性限度),待弹簧和钩码静止时记录数据如下表。请你解答下列问题:
所挂钩码数量 N(个) 0 1 2 3 4 5 6
弹簧长度 L(cm) 12.56 13.11 13.65 14.21 14.73 15.29
伸长量 ΔL(cm) 0 0.55 1.09 1.65 2.17 2.73
在图中画出弹簧的伸长量 ΔL 与所挂钩码个数 N 的关系图象;
根据图可知,在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力 ;
按照发现的规律推算,当挂 6 个钩码时,弹簧的伸长量应为 cm(未超过弹簧的弹性限度)。10.答案 (1)如图所示 (2)成正比 (3)3.28(3.27~3.29 均可)
解析 (1)描点连线。
(2)由图象可知,在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。(3)从图象中可读出,当挂 6 个钩码时,弹簧的伸长量约为 3.28 cm。
(
弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
甲弹簧的长度/cm
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
乙弹簧的长度/cm
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
)为制作弹簧测力计,小明对弹簧的伸长与拉力的关系进行了探究。如表是小明利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
分析表中数据可知:
①在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成 ;
②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧 (大/小)。
如图所示的 A、B 两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同。分析如表数据可知:
量程较大的是 (A/B)测力计,精度较高的是 (A/B)测力计。
经实验探究发现:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,请设计一个简单实验,证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关。答:
。11.答案 (1)①正比 ②小 (2)A B (3)将一根弹簧截成长度不同的两段,分别用大小相同的力拉两根弹簧,比较弹簧伸长的长度
解析 (1)①根据表格数据可以得出,不论是甲弹簧还是乙弹簧,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长,弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值,即在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比;②计算出甲、乙弹簧在拉力相同时伸长的长度,发现甲弹簧伸长的长度总小于乙弹簧伸长的长度。(2)根据甲、乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度小于乙弹簧伸长的长度,可得出在弹簧的伸长相同时,甲弹簧所受拉力大于乙弹簧所受拉力,由题意知,A、B 两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同即两弹簧的伸长相同,则甲弹簧所受拉力大于乙弹簧所受拉力即甲弹簧测力计的量程大于乙,即量程较大的是 A 测力计;同样根据甲、乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度小于乙弹簧伸长的长度,在拉力相同时用乙弹簧做成的测力计,示数间的间距较大,刻刻度时可以刻得更小,因此用乙弹簧做成的测力计精度更高,即精度较高的是 B 测力计。(3)要证实弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系,设计实验时要采用控制变量法,需要控制弹簧的材料、粗细、所受拉力相同,只改变弹簧的原长,要控制弹簧的材料、粗细相同可以取同一根弹簧来做实验,再将弹簧截成长度不同的两段,就可以改变弹簧的原长,并分别用大小相同的力拉两根弹簧,就可以控制弹簧所受的拉力相同,最后比较弹簧伸长的长度。
第七章 力
第 2 节 弹力
基础闯关全练拓展训练
1.(2018 江西赣州宁都期中)下列情况中不属于弹性形变的是( )
A.手轻压钢条,使钢条变弯一些B.把橡皮泥捏成各种不同的形状C.手轻拉弹簧,弹簧伸长些
D.运动员拉开弓,准备射箭
答案 B 把橡皮泥捏成各种不同的形状,橡皮泥不能恢复,不属于弹性形变,故 B 选项符合题意;其他三个选项中,外力撤去后,物体均能恢复原状,故均属于弹性形变。
2.(2018 江西赣州宁都期中)如图所示,弹簧测力计的量程是 ,分度值是 。该弹簧测力计 (填“能”或“不能”)直接用来测力的大小。若未调零测得拉力是 3.6N,则拉力真实值是 N。
答案 0~5.0N 0.2N 不能 3.2
解析 由图可知,弹簧测力计的最大刻度为 5.0N,所以它的量程是 0~5.0N,在 1N 之间有 5 个小格,所以其分度值为
0.2N。观察可知,弹簧测力计的指针没有指在零刻度线上,所以它不能直接用来测力的大小,应先调节指针,使其指在零刻度线上,才能进行测量。原来指针在 0.4N,未调零测得拉力是 3.6N,则拉力真实值是 3.6N-0.4N=3.2N。
3.电视纪录片《复活的军团》以科学的态度真实地再现了秦始皇的军队的强悍骁勇。其中重点介绍了秦弩(如图所示)的威力,弩是古代一种武器,在射击前,必须把机栝(即一根刚性的弹簧片)拉开,然后在其中放入短箭。一扣扳机,机栝松开后就能将短箭发出,射中远处的敌人。请你从物理学的角度分析秦弩为什么有这么大的威力?
答案 秦弩的机栝具有弹性,拉开机栝时,发生了弹性形变,扣动扳机,机栝对短箭产生弹力作用,短箭受力后,运动状态发生变化,射向远处,属于远程武器,在冷兵器时代,具有很大的威力。
能力提升全练拓展训练
1.(2018 山东临沂模拟)一测力计因弹簧断裂而损坏,若去掉断裂的一小段弹簧,将剩余的较长的一段弹簧重新安装好,并校
准了零刻度,那么用这个修复的弹簧测力计测量时,测量值与原来测量值相比较,结果是( ) A.测量值比实际值大 B.测量值比实际值小
C.测量值与实际值相等 D.以上情况都有可能
答案 B 弹簧变短后,在同样的拉力作用下,伸长量会比原来减小,如果仍用原来的刻度盘,其示数会偏小。
2.(2019 安徽合肥瑶海二模)我们将物体由于发生弹性形变而产生的力称为弹力。如图,长方体物块甲放在水平桌面上,另一长方体物块乙放在物块甲上,乙受到甲的弹力(支持力)是因为 (选填“甲”或“乙”)发生了弹性形变。
答 案 甲
解析 乙受到甲的弹力(支持力)是由于甲发生了弹性形变。
3.弹簧测力计的原理是:在 内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。在弹性限度内,一根原长为 10cm 的弹簧挂重
2N 的物体时,弹簧长度为 12.5cm,则挂重 4N 的物体时,弹簧的长度是 cm。答案 弹性限度 15
解析 根据“在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比”可得到如下关系式: 2N = 4N
,解之得挂重 4N
12.5cm-10cm L2-10cm
的物体时,弹簧的长度 L2=15cm。
4.(2019 江西抚州临川一中月考)在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大, 橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(如图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
(1)要完成实验,除了需要一条橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的一种器材是 。(2)小明和小丽的实验记录数据如表:
1 拉力(钩码总重)F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
2 橡皮筋的总长度L/cm 4.5 5.1 5.7 6.3 6.9 7.5
3 橡皮筋伸长的长度ΔL/cm 0 0.6 1.2 2.4 3.0
①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0= cm。
②请将表格中第 3 行的数据补充完整。
③要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较? 答:应对 两行数据进行比较。
④分析表格中的数据,你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的? 答 : 。
你是如何分析数据并做出此判断的?请简要写出你的判断依据: 。
答案 (1)刻度尺 (2)①4.5 ②1.8 ③1、2 ④小明 橡皮筋伸长的长度与拉力的比值为定值(或拉力扩大几倍,橡皮筋伸长的长度也扩大几倍)
解析 (1)因为本实验是要探究拉力大小与橡皮筋长度以及伸长的长度的关系,所以需要用刻度尺来准确测出长度,以便做好实验数据记录;(2)没有挂钩码时,橡皮筋的长度为原长;从所提供的数据看出,橡皮筋伸长的长度与拉力成正比,拉力增大几倍,橡皮筋伸长的长度就增大几倍,所以小明的说法是正确的。
三年模拟全练拓展训练
1.(2019 江苏无锡惠山期中,13,★★☆)小明分别购买了两只不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,它们设计
了几种方案,你认为能够解决这个问题的最佳方案是 ( ) A.把两球分别向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离
B.让两球从乒乓球桌面上方的同一高度自由落下,比较它们反弹的高度C.用乒乓球拍分别击打两球,比较两球飞出去的距离
D.用手捏乒乓球,比较它们的硬度
答案 B 把两球向墙掷去,它们反弹后离墙的距离除去与它们的弹性大小有关外,还可能与用力的大小有关,所以 A 方案无法比较。同理,可知 C 方案无法比较。让两球置于乒乓球桌面上方同一高度自由落下时,它们反弹的高度能说明其弹性的大小,所以 B 方案可行。用手捏乒乓球,它们的硬度不能反映弹性的大小,所以 D 方案无法比较。
2.弹簧测力计分别受到水平向左的 F1 和水平向右的 F2 的拉力作用,F1、F2 均为 3N,静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为 0N B.弹簧测力计的示数为 6N C.F1、F2 是一对相互作用力 D.弹簧测力计的示数为 3N
答案 D 用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计,如图静止时,只会显示一个力的大小,弹簧测力计的示数为 3N,故A、B 错误,D 正确;因为 F1、F2 都作用在弹簧测力计上,所以 F1、F2 不是一对相互作用力,故 C 错误。
3.(2019 安徽蚌埠五河期中,23,★★☆)小明在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系时,记录了如下实验数据:(6 分)
拉力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0
指针位置/cm 2 3 4 5 6 7 7.5 7.5
(1)分析实验数据,你可以得出的结论是 ; (2)该研究在实际中的应用是 ;
(3)分析实验数据,你能对使用弹簧测力计提出一点合理化建议吗? 答案 (1)在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比
(2)制作弹簧测力计 (3)使用弹簧测力计时,拉力不能超过其弹性限度。
解析 (1)分析实验数据可得拉力为 0N 时,弹簧的长度为 2cm;拉力为 0.5N 时,弹簧的长度为 3cm;一直到拉力为 2.0N 时, 都是弹簧受到的拉力增加 0.5N,弹簧就伸长 1cm,因此在该弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;拉力大于 2.0N 时,拉力与弹簧的伸长不成正比。(2)探究弹簧的长度跟外力的变化关系在实际的应用是弹簧测力计,因为弹簧测力计的原理就是该关系。(3)使用弹簧测力计时拉力不能超过其弹性限度。
五年中考全练拓展训练
1.下列四幅图是描述一轻质弹簧在弹性限度内,在水平拉力 F 作用下发生形变后静止时的
情景,其中与事实相符的是( )
答案 D 在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,它伸长的长度越长。在水平拉力 F 作用下发生弹性形变时,弹簧的伸长应该是均匀的,故本题应选 D。
2.(2018 江苏徐州中考,4,★☆☆)用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码和刻度尺等,做一个如图所示的橡皮筋测力计。下列说法中错误的是( )
刻度可以标在牙膏盒上
可以把回形针上端当做指针
可以利用钩码拉伸橡皮筋标注刻度D.不同橡皮筋做的测力计量程都相同
答案 D 牙膏盒平整可以在上面标注刻度;回形针在弹簧的下部,可以把回形针上端当做测力计的指针;钩码上标有质量的数值,且每个钩码的质量相同,故可以用钩码拉伸橡皮筋标注刻度;橡皮筋的长短、粗细都影响着测力计的量程,所以不同橡皮筋做的测力计量程不相同。
核心素养全练拓展训练
阅读短文,回答问题。
无处不在的弹簧弹簧在生活中随处可见,它在不同的领域发挥着重要作用。
弹簧的特点就是在弹性限度内拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力,而且形变越大,产生的弹力越大;一旦外力消失,形变也消失。物理学家胡克研究得出结论:在弹性限度内,弹簧的形变量与它受到的拉力(或压力)成正比。
弹簧具有测量功能、紧压功能、复位功能、缓冲功能,以及储存能量的功能。弹簧在生产和生活中有许多应用,例如, 制作弹簧测力计、钢笔套上的夹片、机械钟表的发条等。
(1)在弹性限度内弹簧被拉伸或压缩时都产生反抗外力作用的弹力,这说明 。(2)胡克的结论是 。
下表是小明研究弹簧长度与所受拉力大小关系时记录数据的表格,空格中的数据是 。
钩码重/N 0 0.5 1.0 2.0 2.5
弹簧长度/cm 4 5 6 7 8 9
举一个生活中应用弹簧的实例: 。(短文中实例除外)
答案 (1)物体间力的作用是相互的 (2)在弹性限度内,弹簧的形变量与它受到的拉力(或压力)成正比(3)1.5 (4)弹簧门
解析 该题借助“科普阅读”的形式,在考查“获取和处理信息”能力的同时,还考查了对物理知识的“应用能力”。(1) 弹簧的特点就是在弹性限度内拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力,而且形变越大,产生的弹力越大,这说明物体 间力的作用是相互的。(2)由短文中第 2 段的末尾可知,物理学家胡克研究得出结论:在弹性限度内,弹簧的形变量与它受到的拉力(或压力)成正比。(3)由表中数据可知,弹簧受到的拉力每增加 0.5N,弹簧伸长 1cm,由此可得弹簧长度为 7cm
时,钩码重 1.5N。(4)弹簧的应用在生活中随处可见,比如家里夏天防苍蝇蚊子使用的纱门,门被推开后,弹簧可以使纱门自动关闭。
