第6章　熟悉而陌生的力

6.3 弹簧与弹簧测力计

1.弹力

定义：因物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力。

产生条件：两个物体相互接触而且发生了弹性形变。

弹性形变和塑性形变：

物体在外力作用下形状发生变化，当撤去外力后物体又恢复原来的形状，则物体的这种形状变化叫弹性形变。

物体在外力作用下形状发生变化，当撤去外力后物体无法恢复原来的形状，则物体的这种形状变化叫塑性形变。

常见的弹力：拉力、压力、支持力都是弹力

2.弹簧测力计

结构：由弹簧、指针、刻度盘、挂钩、外壳等部件组成；

原理：在一定的限度内，弹簧受到的力与弹簧的形变量成正比。

弹簧测力计使用的注意事项

①使用前应先进行调零，使指针正对零刻度线，并注意弹簧测力计的量程和分度值；

②测力时注意使弹簧测力计的轴线与被测力的方向一致，指针不与弹簧测力计的外壳摩擦；

③读数时，视线要与刻度板表面垂直；

④拉力不要超过弹簧测力计的量程；

1.弹簧测力计

【例1】（2020·河北省初二期中）使用弹簧测力计时，下列注意事项中错误的是（　　）

A．使用前必须检查指针是否指在零刻度线处 B．使用中，弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦

C．所测力的大小不能超出测量范围 D．弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜

【答案】D

【解析】

A．每次使用弹簧测力计时都要观察指针是否指在零刻度线处，故A正确，不符合题意；

B．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B正确，不符合题意；

C．加在弹簧测力计上的力，不能超出弹簧测力计的测量范围，否则会损坏弹簧测力计，故C正确，不符合题意；

D．测量力的大小时，只要保证力的方向与弹簧的轴线一致即可，不一定竖直放置，故D错误，符合题意。

故选D。

【常考1】弹力

【例1】（2020·江苏省初二月考）如图所示，一根弹簧一端固定在竖直墙上，在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧的另一端，下列有关“弹簧形变产生的力”描述正确的是（   ）

A．手对弹簧的拉力

B．弹簧对手的拉力

C．墙对弹簧的拉力

D．以上说法都不正确

【答案】B

【解析】

弹簧形变产生的力，就是弹力，这个力的施力物体为弹簧，因为是手拉弹簧，所以弹簧发生形变，产生的是对手的拉力。

故选B。

【常考2】弹簧测力计

【例2】（2020·河北省初二期中）如图所示，弹簧测力计的示数为

A．4.3 N B．4.6 N C．4.8 N D．5.4 N

【答案】B

【解析】

此弹簧测力计1个大格是1N，1个大格之间有5个小格每个小格是0.2N，此弹簧测力计的示数为4.6N。故B正确。

【热点题型1】弹簧测力计

1.（2020·北京市顺义区第十五中学初三零模）如图所示弹簧测力计的示数为（）N。

A．1.9N B．2.0N C．2.1N D．2.2N

【答案】B

【解析】

使用弹簧测力计前，应观察弹簧测力计的量程和分度值，并且应使指针指在零刻度线位置，由图可知，其分度值为0.2N，示数2N。

故选B。

1.（2020·河北省初二期中）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

【解析】

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，故A正确；

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，故B错误；

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，故C错误；

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，故D错误；

故选A。

2.（2020·全国初三专题练习）下列几种测量工具中，哪种是用来测量力的大小的工具（　　）

A．刻度尺 B．弹簧测力计

C．天平 D．温度计

【答案】B

【解析】

常用测量力大小的工具是弹簧测力计，刻度尺测量长度，天平测量质量，温度计测量温度。

故选B。

3.（2020·四川省北大附中成都为明学校初二月考）关于弹簧测力计的使用，下列说法中不正确的是

A．使用时必须检查指针是否对准零刻度线

B．弹簧测力计使用时必须竖直放置，不得倾斜

C．使用中要使弹簧测力计的受力方向沿弹簧的轴线方向

D．不能用来测量超过它的测最范围的力

【答案】B

【解析】

A．使用弹簧测力计之前，首先要观察指针是否在0刻度线处，否则会造成测量错误，故A正确，不符合题意；

B．弹簧测力计可以在竖直方向测量物重或拉力，也可以在其它方向测量力的大小，故B错误，符合题意；

C．为测量准确，使用中要使弹簧测力计的受力方向沿弹簧的轴线方向，故C正确，不符合题意；

D．不能使用弹簧测力计测量超过量程的力，会造成测量不准，甚至损坏弹簧测力计，故D正确，不符合题意．

4.（2020·四川省北大附中成都为明学校初二月考）如图所示，弹簧测力计的示数是（  ）

A．2.6N B．4.6N

C．4.4N D．4.8N

【答案】B

【解析】

弹簧测力计零刻度线在最上端，其分度值为0.2N，示数为4.6N。

故选B。

5（2019·广西壮族自治区初三二模）如图所示，甲、乙两同学沿水平方向分别向左右用力拉弹簧测力计，测力计静止时示数为4N，若不计弹簧测力计自身的重力，则下列说法正确的是

A．甲对测力计的拉力是4N

B．乙对测力计的拉力是8N

C．乙对测力计的拉力比甲对测力计的拉力大4N

D．甲对测力计的拉力比乙对测力计的拉力大4N

【答案】A

【解析】

根据题意知道，测力计静止时示数为4N，说明弹簧秤里的弹簧受力为4N，即左侧手对弹簧测力计的拉力应为4N；而弹簧测力计整体要处于平衡状态，所以，右侧拉力也应为4N，故A正确。

故选A。

6.（2020·湖北省嘉鱼县南嘉中学初二月考）在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6N拉力并使其保持静止，此时弹簧测力计的示数为（　　）

A．0N

B．2N

C．6N

D．12N

【答案】C

【解析】

弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，题中弹簧测力计的挂钩上受到了6N的力，所以弹簧测力计的示数为6N。

故选C。

7.（2020·耒阳市冠湘中学初二月考）关于弹簧测力计的使用，下列几种说法中错误的是（　　）

A．弹簧测力计必须竖直放置  

B．使用前必须检查指针是否在零刻度处

C．使用时弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦

D．使用前必须观察它的量程范围和分度值

【答案】A

【解析】

A．测量时，要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向一致，但不是必须竖直放置，故A错误，符合题意；

B．使用前必须检查指针是否在零刻度线上，如果指针没有对准零刻度线，需要校零，故B正确，不符合题意；

C．使用过程中，弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦，否则会造成测量不准，故C正确，不符合题意；

D．加在弹簧测力计上的力不能小于它的最小刻度值，加在弹簧测力计上的力，不能超出弹簧测力计的测量范围，使用前必须观察它的量程范围和分度值，故D正确，不符合题意。

故选A。

8.（2019·湖南省初二期末）如图所示的弹簧秤，不能一次性测量下列物体重力的是（　　）

A．一个鸡蛋

B．一个3kg的铅球

C．一把学生用的塑料直尺

D．一支铅笔

【答案】B

【解析】

由图可知，弹簧秤的量程为0-5N，分度值为0.2N。

A． 一个鸡蛋的重力约为0.5N，没有超过弹簧秤的量程，可以一次性测量其重力，故A不符合题意；

B． 一个3kg的铅球，其重力

G=mg=3kg10N/kg=30N

30N超过了弹簧秤的量程，不能一次性测量其重力，故B符合题意；

C．一把学生用的塑料直尺的重力约为0.1N，小于弹簧秤的分度值，可以一次性测量两把直尺的总重力，再求一把直尺的重力，故C不符合题意；

D． 一支铅笔的重力约为0.1N，小于弹簧秤的分度值，可以一次性测量两支铅笔的总重力，再求一支铅笔的重力，故D不符合题意。

9.（2019·河南省初二期中）下列现象中发生的不是弹性形变的是（　　）

A．跳板被跳水运动员压弯 B．撑竿跳高运动员将竿压弯

C．弹簧拉力器被拉开 D．橡皮泥上留下指印

【答案】D

【解析】

A．跳板被跳水运动员压弯后，能恢复原状，是弹性形变，故A不符合题意；

B．撑竿被压弯后，能恢复原状，是弹性形变，故B不符合题意；

C．弹簧拉力器被拉开后，能恢复原状，是弹性形变，故C不符合题意；

D．橡皮泥发生形变后，不能恢复原状，不是弹性形变,故D符合题意。

故选D。

10.（2020·山西省初二月考）如图为老师用手压弹簧的示意图，下列选项中是由于弹簧形变产生的力是（　　）

A．手对弹簧的压力 B．弹簧对手的弹力

C．地面对弹簧的支持力 D．弹簧的重力

【答案】B

【解析】

A．手对弹簧的压力的施力物体是手，是由于手发生弹性形变产生的，故A不符合题意；

B．弹簧对手的弹力是由于弹簧发生弹性形变而给手的力，故B符合题意；

C．地面对弹簧的支持力是由于地面发生弹性形变产生的，故C不符合题意；

D．弹簧的重力的施力物体是地球，不是弹簧，故D不符合题意。

故选B。

1.（2020·耒阳市冠湘中学初二月考）某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时，错将物体挂在了拉环上，如图所示。当物体静止时，弹簧测力计的示数为8N，则物体的重力为（　　）

A．一定等于8N B．一定小于8N C．一定大于8N D．以上情况部有可能

【答案】B

【解析】

当将弹簧测力计倒置过来后，把物体挂在拉环上，因为弹簧测力计本身有重力，挂钩显示的示数等于弹簧测力计自身的重力和物体的重力之和，所以此时物体的重力要小于测力计示数8N。

故选B。

2.（2020·灌南县新知双语学校初二月考）如图所示，在弹簧测力计的两侧，沿水平方向各施加4N的拉力，并静止，此时弹簧测力计的示数为

A．0N B．4N C．2N D．8N

【答案】B

【解析】

弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的，静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态，受到的就一定是平衡力；

弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，题中弹簧测力计的挂钩上受到了4N的力，所以弹簧测力计的示数为4N.

故选B.

3.（2020·朝阳市第一中学初二月考）如图所示，一平放弹簧测力计两边同时用力拉，它的示数是10N，这两边的拉力分别为 

A．5 N，5 N B．10 N，10 N

C．0 N，0 N D．20 N，20 N

【答案】B

【解析】

弹簧测力计读数时应处于平衡状态，即处于静止状态或匀速直线运动状态；水平放置的弹簧测力计的示数为10N，说明弹簧所受的拉力F1和圆环所受的拉力F2是一对平衡力，因此两个力的大小都为10N，故选B。

4.（2020·甘肃省初二期中）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。

【答案】0.2N    0~5N    2.0N   

【解析】

[1]由图可知，弹簧测力计0~1N之间有5个小格，每一个小格为0.2N，即弹簧测力计的分度值为0.2N。

[2]由图可知，弹簧测力计的量程为0~5N。

[3]根据弹簧测力计的读数规则，由图可知，弹簧测力计的示数为2.0N。

5.（2020·江苏省初二期中）弹簧测力计是测量_________（质量/力）的大小的仪器．如图所示，弹簧测力计的量程为________N，鱼对弹簧测力计秤钩的拉力是________N。

【答案】力    0~5    2.2   

【解析】

[1]弹簧测力计的作用是测量各种力的大小的仪器。

[2]图中弹簧测力计的最大值为5N，所以量程为0~5N。

[3]该弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为2.2N。

6.（2020·广西壮族自治区初三其他）如图所示，弹簧测力计下挂着一个重物处于静止，则弹簧测力计的示数为_________N。 

【答案】4.6N

【解析】

图中弹簧测力计的最小分度值为0.2N，所以图中弹簧测力计的读数为4.6N。

7.（2020·江苏省初二月考）如图所示：手拉弹簧的力越大，弹簧的_____越大，根据此原理制成了测量力的工具弹簧测力计，即用弹簧的_____大小，间接反映力的大小，_____（填写：刻度尺或量筒或温度计）也运用了此研究方法．

【答案】伸长    伸长    温度计   

【解析】

手拉弹簧的力越大，弹簧的伸长就越大，根据此原理制成了弹簧测力计，即用弹簧的伸长大小，间接反映力的大小，这用到了转换法；温度计是利用液体热胀冷缩的大小反映温度的高低也用到了转换法．

9.（2020·山西省初三一模）橡皮筋受到拉力也会伸长，为什么市面上的测力计很多都用弹簀制作而不用橡皮筋呢?

小青选了一根弹簧和一根橡皮筋，在它们的弹性限度内，分别研究其伸长与所受拉力的关系，测得的数据如下表。请你解答下列问题：

(1)在图中作出弹簧伸长△x与所受拉力F关系的图象；

（______）

(2)根据作出的图象得出的结论是___________________________；

(3)进一步分析表中数据并结合实际，指出用橡皮筋制作测力计的一个缺陷是____________。

【答案】  见解析  在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比    刻度不均匀，制作和使用不便(橡皮筋易老化，性能不稳定)   

【解析】

(1)根据弹簧的拉力与伸长数据在表格上描点，之后，将这些点连成线。

(2)[1]弹簧的伸长与拉力的关系图像是一条过原点的直线，这是正比例函数图像，所以结论是：在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。

(3)[2]橡皮筋的伸长与其拉力不成正比，制成的测力计刻度不均匀，制作与使用不方便；橡皮筋长时间使用易老化，伸长与拉力的关系也会发生变化；不如弹簧耐用。

10.（2020·山西省山西大附中初二期末）小明观察发现∶弹簧测力计的刻度是均匀的，由此他猜想∶在弹性限度内，弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想，小明决定进行实验。

(1)要完成实验，除了需要如图甲所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重巳知）、铁架台以外，还需要的测量仪器是_______。 进行实验后小明记录数据如下表，表中不符合猜想的数据是___________________；

(2)去除不符合题意的一组数据，在图中作出弹簧仲长量与它所受拉力的关系图像；

（______）

(3)由图像可验证小明的猜想是______（选填“正确”或“错误"）的；

(4)小华认为实验中可以用弹簧测力计代替钩码。他的做法是∶用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端，向下拉来改变力的大小，力的数值由弹簧测力计读出。你认为小华的实验________（选填“合理”或“不合理"），理由是___________。

【答案】刻度尺    1.10        正确    不合理    弹簧测力计难控制，力的大小、弹簧的伸长量不易确定   

【解析】

(1)[1]钩码的重已知，因此不需要测量，实验中要测量的是弹簧的伸长量，所以需要刻度尺。

[2]分析数据发现，数据1.10是错误的，其余6次弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比。

(2)[3]将表中拉力对应横坐标，弹簧伸长量对应纵坐标，图象如下：

(3)[4]由图像可知，在0~6N拉力的作用下，弹簧的伸长量与它所受到的拉力成正比，故小明的猜想是正确的。

(4)[5][6]实验中，如果用弹簧测力计挂钩勾住弹簧下端，向下拉来改变力的大小，尽管力的数值由弹簀测力计读出，但是弹簧测力计难控制，力的大小、弹簧的伸长量难以确定，因此还是用钩码好些。