第7章 二、弹力 力的测量
一、单选题
1.???一根长8cm的弹簧,当受到8N拉力时,长度变为12cm;则当它的长度为10cm时,所受的拉力是( )
A.?4N?????????????????????????
B.?6N?????????????????????????
C.?10N?????????????????????????
D.?16N
2.???几个同学用一个弹簧拉力器比试臂力,拉力器上有三根弹簧,结果每个同学都能把手臂撑直,则( )
A.?臂力大的同学所用拉力大?????????????????????????
B.?手臂长的同学所用拉力大?????????????????????????
C.?体重大的同学所用拉力大?????????????????????????
D.?他们所用的拉力一样大
3.???如图所示,将两只弹簧测力计A、B挂钩钩在一起,然后用两只手水平地左右拉弹簧测力计的圆环,当弹簧测力计静止时A的读数为4N,则B的读数及合力分别是( )
A.?4N,0N?????????????????????????
B.?4N,8N?????????????????????????
C.?0N,8N?????????????????????????
D.?8N,0N
4.???关于力,下列说法中错误的是( )
A.?物体发生弹性形变时一定会产生弹力????????????????????????????????????????
B.?只有人和动物才能产生力????????????????????????????????????????
C.?狗拉雪橇的力属于弹力????????????????????????????????????????
D.?力是物体对物体的作用
5.???一个足球放在一块长木板土,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于它们弹力的情况,以下说法错误的是( )
A.?木板形变是由于木板产生弹力造成的????????????????????????????????????????
B.?足球产生的弹力作用在木板上????????????????????????????????????????
C.?足球受到的支持力是木板产生的弹力????????????????????????????????????????
D.?足球产生的弹力就是足球对木板的压力
6.???关于弹簧测力计的使用,下列说法错误的是( )
A.?使用前需要观察量程和分度值????????????????????????????????????????
B.?使用前要检查指针是否指在零刻度线处????????????????????????????????????????
C.?使用时弹簧的指针、挂钩不能与外壳摩擦????????????????????????????????????????
D.?在太空运行的飞船中不能使用弹簧测力计
7.???关于弹簧测力计,下列说法正确的是( )
A.?使用弹簧测力计时应该先调零????????????????????????????????????????
B.?使用弹簧测力计时必须使其沿竖直方向????????????????????????????????????????
C.?弹簧测力计只能测量物体重力????????????????????????????????????????
D.?弹簧测力计的原理是:弹簧所受的拉力与弹簧的长度成正比
8.???下列关于弹簧测力计使用的说法错误的是( )
A.?每个弹簧测力计都有一个测量范围,被测力应小于或等于这个范围??????????
B.?使用前必须先对弹簧测力计校零????????????????????????????????????????
C.?弹簧测力计是测量质量的工具????????????????????????????????????????
D.?弹簧测力计可以测不同方向的力
9.???如图所示,弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计,物重4.0N,弹簧测力计A,B的示数分别为( )
A.?4.0N??4.0N?????????????????????????
B.?4.0N???0N?????????????????????????
C.?4.0N???8.0N?????????????????????????
D.?0N???4.0N
二、填空题
1.???如图所示,用手轻压放在水平桌面上的弹簧,弹簧上端受到的压力是由于______(选填“手”或“弹簧”)发生形变而产生的。
2.???在弹性限度内,弹簧受到的______越大,弹簧的______就越长。
3.???图中弹簧测力计的分度值是______N,量程是______N,图中弹簧测力计的示数为______N。
4.???在弹性限度内,弹簧受到的______越大,它的______越大,弹簧测力计就是根据弹簧的这种性质制成的。
5.???某同学在探究弹簧的特点时,得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图,请回答下列问题:
(1)这根弹簧的原长是______cm;
(2)弹簧在受到4N的拉力时,弹簧比原来伸长了______cm,此时弹簧发生了______形变。
(3)该弹簧如果做成测力计,能不能测量8N的拉力?______。
三、作图题
1.???如图所示,物体放置在竖直的弹簧上保持静止,请画出物体所受弹力的示意图。
2.???如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重力是2N的小球,小球处于静止状态,请用力的图示画出弹性杆对小球的弹力。
四、实验探究题
1.???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,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和橡皮筋的长度L,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)橡皮筋B的量程为______N,分别用这两根橡皮筋制成的弹簧测力计,用橡皮筋______制成的测力计测量的精确程度高(选填“A”或“B”)。
(2)其实英国物理学家胡克于1678年就提出(胡克定律):弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F与弹簧的伸长量(或压缩量)△x成正比,其大小表示为:F=k△x,其中k为劲度系数,其大小等于弹力F与弹簧的伸长量(或压缩量)△x的比值。则根据上述信息:在弹性限度以内,若将本实验中两根细橡皮筋并列起来后使用,其劲度系数k为______N/m。
2.???为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。如表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一
甲弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
5
6
甲弹簧的长度/cm
6
9
12
15
18
21
24
表二
乙弹簧受到的拉力/N
0
l
2
3
4
5
6
乙弹簧的长度/cm
6
8
10
12
14
16
18
(1)分析表一可知:在一定限度内,弹簧的伸长量与拉力成______(选填“正比”或“反比”),判断依据是______;
(2)在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧伸长的长度______(选填“大”或“小”)。
(3)如图所示,小明分别用甲乙两弹簧制作了弹簧测力计A和B,A和B的外壳相同,刻度线分布情况相同,则在A测力计的12cm处应标上______N的刻度,则精确程度较高(分度值较小)的是______(“A”或“B”)测力计。
第7章 二、弹力 力的测量
【答案】
1.??A???????2.??B???????3.??A???????4.??B???????5.??A???????
6.??D???????7.??A???????8.??C???????9.??A???????
【解析】
1.??
解:原长为8cm,受到8N的拉力时,弹簧长为12cm,则8N的拉力伸长4cm,所以1N拉力伸长0.5cm。
当长度变为10cm时,伸长2cm,因为1N拉力伸长0.5cm,因此所受拉力为4N。
故选:A。
弹簧测力计是根据弹簧在一定的弹性范围内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比制成的。
此题主要考查了弹簧测力计的原理--在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比。
2.??
解:弹簧伸长越长,弹簧产生的弹力越大,人对弹簧施加的拉力也越大;
几个同学都把拉力器上的三根弹簧拉开,都把手臂撑直,手臂越长的人,弹簧的伸长量越大,人所用的拉力越大。
故选:B。
在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧的拉力成正比,人所施加的拉力越大,弹簧的伸长量越大,据此分析解答此题。
本题考查了弹簧的弹力与伸长量的关系,正确理解弹簧的伸长量与拉力的关系是解决本题的关键;将弹簧拉开这只是“现象”,谁将弹簧拉得更长,这才是“本质”,所以我们要学会透过现象看本质。
3.??
解:
当弹簧测力计静止时A的读数为4N,说明弹簧测力计A受到向右的拉力为4N,由于力的作用是相互的,所以弹簧测力计B受到向左的拉力也为4N,即弹簧测力计B的示数为4N;而弹簧测力计B处于静止状态,其受到的合力为0N。
故选:A。
当弹簧测力计静止时A的读数为4N,说明弹簧测力计A受到向右的拉力为4N,由于力的作用是相互的,可求弹簧测力计B受到向左的拉力(即弹簧测力计B的示数);弹簧测力计B在静止时,受平衡力的作用,其合力为0N。
本题考查了力作用的相互性的应用、求合力的大小,注意物体受平衡力时合力为0N.
4.??
解:
A、物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力,所以物体发生弹性形变时一定产生弹力,故A正确;
B、发生弹性形变的物体都可以产生弹力,不是只有人和动物才能产生力,故B错误;
C、拉力属于弹力,所以狗拉雪橇的力是弹力,故C正确;
D、力是物体对物体的作用,故D正确。
故选:B。
(1)弹力是由于物体发生弹性形变而产生的;
(2)力是物体对物体的作用,力的作用是相互的。
本题考查力的概念和弹力,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
5.??
解:
A、木板的形变是由于足球产生的弹力造成的,故A错误;
B、木板对足球有弹力的作用,物体间力作用是相互的,足球产生的弹力作用在木板上,故B正确;
C、足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的,故C正确;
D、足球产生的弹力就是足球因为受到重力对木板产生压力的结果,故D正确。
故选:A。
弹力是由于物体发生弹性形变而产生的。
物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,也受到对方施加的力。
6.??
解:
A、使用前必须观察它的量程范围和分度值,故A正确;
B、每次使用弹簧测力计是都要观察指针是否指在零点,不在零点的就要校零,故B正确;
C、使用中弹簧指针、挂钩不能与外壳摩擦,否则会影响实验的结果,故C正确;
D、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,所以在太空运行的飞船中能使用弹簧测力计,故D错误。
本题选错误的;
故选:D。
根据弹簧测力计的使用分析:
(1)观察测力计的量程及分度值,加在测力计上的力不能超过其量程;
(2)使用前将测力计的指针调到零;
(3)使用时力的方向应与弹簧的轴线一致。
本题考查的是弹簧测力计的使用方法和使用时的注意事项,弹簧测力计是我们研究力学时都要用到的,需要掌握。
7.??
解:A、使用弹簧测力计时,要先观察量程、分度值和零刻度,不在零刻度要进行调零,故A正确。
B、簧测力计可以测量任何方向的力,故B错误。
C、弹簧测力计可以测量重力,可以测量拉力,故C错误。
D、弹簧测力计的工作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比,故D错误。
故选:A。
(1)使用弹簧测力计时先观察量程和分度值,再来回拉一下弹簧测力计,然后调零,进行使用。
(2)弹簧测力计可以测量任何方向的力。
(3)弹簧测力计可以测量重力,可以测量拉力等。
(4)弹簧测力计的工作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比。
本题考查了弹簧测力计的正确使用和工作原理。
8.??
解:
A、弹簧测力计都有自己的测量范围,如果被测力大于这个范围就可能会损坏弹簧测力计,故A正确;
B、每次使用弹簧测力计之前都要观察指针是否指在零刻度线处,如不在零刻度线处,就要校零,故B正确;
C、弹簧测力计是测量力的工具,不是测量质量的工具,测量质量的工具是天平,故C错误;
D、只要弹簧的伸长和所测力的方向在一条直线上,弹簧测力计可以测不同方向上的力,故D正确。
本题选错误的;
故选:C。
(1)使用弹簧测力计时,所测力不能超过弹簧测力计的测量范围;
(2)每次使用弹簧测力计时,都要观察弹簧测力计的指针是否指在零点,不在零点就要校零;
(3)弹簧测力计是力的测量工具,质量用天平测量;
(4)弹簧测力计是根据弹簧的伸长来显示所测力,只要弹簧的伸长和所测力的方向在一条直线上,弹簧测力计都可以测量。
本题考查的是弹簧测力计的使用方法和使用时的注意事项,弹簧测力计是我们研究力学时都要用到的,需要掌握。
9.??
解:对A:由重物平衡得到,弹簧的拉力大小FA=G=4.0N,弹簧测力计A的读数为4.0N;
对B:由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,弹簧的拉力大小FB=G=4.0N,弹簧测力计B的读数为4.0N。
故选:A。
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。
此题考查了利用二力平衡条件判断弹簧测力计的示数,根据物体处于静止状态,得出物体受平衡力的作用,从而得出测力计的示数,同时涉及到了定滑轮的特点。
【填空题答案】
1.??手???????
2.??拉力? 伸长量???????
3.??0.2? 0~5? 2.0???????
4.??拉力? 伸长量???????
5.??2? 4? 弹性? 超过了弹簧的弹性限度,不能测量8N拉力???????
【解析】
1.??
解:
用手轻压放在水平桌面上的弹簧时,手和弹簧都会发生弹性形变,手对弹簧施加的压力是由于手掌发生形变而产生的。
故答案为:手。
根据对弹簧和手进行受力分析,结合弹力的特点进行分析。
本题考查了对弹力特点的理解,对物体进行受力分析,难度不大。
2.??
解:
因为弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,所以弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长量越长。
故答案为:拉力;伸长量。
在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
本题考查了弹簧伸长(量)与拉力的关系,属于基本规律的考查,难度较小,是一道基础题。
3.??
解:
由图可知,弹簧测力计的量程为0~5N;因为每1N被平分成了5份,所以其分度值为0.2N;弹簧测力计的示数F=2.0N;
故答案为:0.2;0~5;2.0。
量程是指弹簧测力计的最大称量范围,分度值是指相邻小格的刻度所代表的值。读数时要先读大格,再读小格,并明确分度值,数准小格的数量。
本题考查对测力计的读数,读数时要明确分度值,从大刻度读起,再加上小格的示数,便是测量的值了。
4.??
解:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大,弹簧测力计就是根据弹簧的这种性质制成的。
故答案为:拉力;伸长量。
弹簧测力的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比或者是在弹性限度内,弹簧所受的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。
本题考查了弹簧测力计的原理,属于识记内容,是一道基础题目。
5.??
解:(1)弹簧不受外力时,由图象可知,弹簧伸长2cm,此时弹簧的长度就是弹簧原长,L0=2cm;
(2)根据图象,拉力不超过6N时,弹簧伸长与拉力成正比,拉力为6N时,弹簧长度8cm,伸长8cm-2cm=6cm,可得,F=1N/cm×△L,故弹簧在受到4N的拉力时,弹簧比原来伸长了4cm,此时弹簧发生了弹性形变,产生了弹力;
(3)根据图象,拉力不超过6N时,弹簧伸长与拉力成正比,超过6N时就不成比例了,即超过了弹簧的弹性限度,故不能测量8N拉力;
故答案为:(1)2;(2)4;弹性;(3)超过了弹簧的弹性限度,不能测量8N拉力。
(1)根据图象,不受外力作用时弹簧的长度就是弹簧原长;
(2)(3)根据图象,拉力不超过6N时,弹簧伸长与拉力成正比,据此解答。
本题考查探究弹簧测力计原理的实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
【作图题探究题答案】
??解:
物体放置在竖直的弹簧上时,受竖直向下的重力G与竖直向上的弹簧的弹力F作用;从物体的重心沿弹力的方向画出弹力的示意图,如图所示:
故答案为:见上图。???????
2.??解:小球保持静止状态,处于平衡状态,合力为零;
再对小球受力分析,受重力和弹力,根据二力平衡条件可判断弹力和重力等值、反向、共线,故弹力为2N,竖直向上;
如图所示:
???????
1.??0~15? A? 150???????
2.??正比? 弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值? 大? 4? A???????
【解析】
1.??
对物体受力分析,然后从力的作用点,沿力的方向作有向线段,即可作出物体的受力示意图。
力的示意图是用一个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。
2.??
小球保持静止状态,合力为零,小球受重力和弹力,根据二力平衡条件可判断弹力的大小和方向。
本题关键结合平衡条件对物体受力分析,要注意杆的弹力方向与重力的方向相反。
1.??
解:(1)由图乙可知,B橡皮筋在受到的拉力不超过15N时,橡皮筋伸长量与橡皮筋受到拉力大小变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长与受到拉力成正比,但超过15N后,不再成正比变化,说明超过了弹簧的弹性限度,所以B的量程是0~15N;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B制成的测力计伸长5cm,所以根据受同样的力伸长量大的,测量精度越高,故用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高;
(2)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,而当F=10N时,橡皮筋B制成的测力计伸长10cm,即当拉力F为15N时,橡皮筋AB并联伸长长度为10cm,即△x=0.1m,将数据代入F=k△x,得k=150N/m.
故答案为:(1)0-15;A;(2)150。
(1)量程可以根据图象数据分析解答;要想弹簧测力计精度高,则相同拉力下弹簧伸长越长就可以使分度值更小,更精密;
(2)根据表格中数据分析解答。
本题考查探究弹簧测力计原理的实验,关键是将课本知识内容掌握清楚,仔细分析即可。
2.??
解:(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)根据表中数据可知,在拉力相同的情况下甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度;
(3)根据表一的数据可知,弹簧受到的拉力每增大1N,弹簧就伸长3cm,当弹簧伸长12cm时,受到的拉力为4N,所以在A测力计的12cm处应标上4N的刻度;
根据甲乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度,可得出在弹簧的伸长相同时,甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力,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,则甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力即甲弹簧测力计的量程小于乙,即量程较大的是B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大于乙弹簧伸长的长度,在拉力相同时用甲弹簧做成的测力计,示数间的间距较大,刻刻度时可以刻得更小,因此用甲弹簧做成的测力计精度更高,即精度较高的是A测力计。
故答案为:(1)正比;弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值;(2)大;(3)4;A。
(1)分析表一和表二数据,弹簧受到的拉力为0时,弹簧的长度是原长,用弹簧的长度减去弹簧的原长即为弹簧伸长的长度,计算出弹簧伸长的长度分析它与所受拉力的关系;
(2)根据表中数据分析,在拉力相同的情况下甲弹簧伸长的长度和乙弹簧伸长的长度的关系;
(3)比较量程实质是比较在弹簧的伸长相同时弹簧所受拉力的关系,因此可根据甲乙弹簧在拉力相同时甲弹簧伸长的长度大于乙弹簧伸长的长度,得出在弹簧的伸长相同时,甲弹簧所受拉力小于乙弹簧所受拉力,从而得出结论;
同样比较测力计的精度实质是在弹簧的拉力相同时比较弹簧伸长的长度,弹簧伸长的长度大的测力计,示数间的间距较大,刻刻度时可以刻得更小,精度更高。
本题既考查学生分析实验数据的能力又考查学生应用获取的信息解决问题的能力,还考查学生利用控制变量法探究实验的能力。