【学霸夯基】2022年中考物理二轮专题复习——弹力
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弹力
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一、单选题
1.在弹性限度内,弹簧的伸长量ΔL与受到的拉力F成正比,如图所示,能正确表示这种关系的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】解:A、首先弄清横轴和纵轴代表的含义,在这里△L代表的是弹簧的伸长量,即L﹣L0,最后综合判断选取答案.实验中用纵轴表示弹簧的伸长量△L,横轴表示弹簧的拉力F;
B、弹簧平放时测量自然长度,此时弹簧伸长量为0cm;
C、当竖直悬挂时,由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量,但此时所挂重物的重力为0N(即:F=0N)
D、因为在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长与其所受的拉力成正比,综合上述分析,只有B选项符合题意.
2.原长为l的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个小钢球,将钢球从O点释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距离为2l,如图所示.则能反映钢球从O点运动到A点的过程中,其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】一开始钢球只受到重力(0~L),相当于自由落体,速度(动能)越来越大,当到达L时,开始受到向上的拉力,但合力还是向下的,所以还是处于加速运动,加速度>0,速度继续变大,当橡皮筋拉力F=G时,速度(动能)最大,之后F>G,钢球开始减速运动。速度(动能)越来越小.
3.关于弹力的说法正确的是( )
A.物体发生了形变就一定有弹力
B.人坐在椅子上时人和椅子都受到弹力作用
C.地球对月亮的吸引力是弹力
D.用弹簧测力计测量物体的重力时使弹簧伸长的力是物体的重力
【答案】B
【解析】弹力是物体发生弹性形变时,在恢复形变的过程中产生的力。物体的形变又分为弹性形变和塑性形变。如果物体发生是塑性形变那么物体就无法恢复形变,就不会产生弹力,故A错误;人坐在椅子上时发生了微小的形变,这种形变时弹性形变,故B正确;地球对月亮的吸引力不是弹力而是引力,同时也不存在形变,故 C答案错误; 弹簧测力计测量物体的重力时使弹簧伸长的力的直接影响者是弹簧形变产生的,而重力的间接影响,故D错误。
4.如图所示,一静止且平放的弹簧测力计两边同时用F1=F2=5N(在弹性限度内)拉弹簧,弹簧秤的示数是( )
A.5NB.10NC.0ND.无法确定
【答案】A
【解析】弹簧秤的示数等于弹簧所受到的拉力,为5N。
5.为了探究弹簧受到的弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图像。下列有关说法中,正确的是( )
A.若用A弹簧制作弹簧秤,其受到的拉力大小与伸长量之间的关系可表达为F=3x
B.用A弹簧制作的弹簧秤,伸长量为18厘米时,受到拉力为6牛
C.若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧B
D.若要制作一个量程较大的弹簧秤,应该选择弹簧B
【答案】D
【解析】AB.由图像知A的拉力F与弹簧伸长量的关系式为 FA=4N0.12m⋅x=1003N/m⋅x
伸长量为18厘米时,受到拉力为 F=1003N/m×0.18m=6N
但6N超过了A弹簧的弹性限度,AB不符合题意;
C.由图像可知,当拉力相同时,A弹簧的伸长量大于B弹簧的伸长量,所以若要制作较精确的测力计,减小误差,应该选择A弹簧,C不符合题意;
D.由图像可知,当伸长量相同时,B弹簧的拉力大于A弹簧的拉力,所以若要制作量程较大的测力计,应该选择B弹簧,D符合题意。
6.几个同学用同一弹簧拉力器比试臂力,拉力器上有三根弹簧,结果每个人都能把手臂撑直,则( )
A.臂力大的人所用拉力大B.手臂长的人所用拉力大
C.体重大的人所用拉力大D.每个人所用的拉力一样大
【答案】B
【解析】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.三个同学都把拉力器上的三根弹簧拉开,每个人都把手臂撑直,手臂越长的人,弹簧的伸长量越大,所用的拉力越大.B符合题意.
7.某同学在用已校零的弹簧测力计测量一物体的重力时,误将弹簧测力计倒置,物体挂在了拉环上,如图所示。当物体静止时,弹簧测力计的指针正好对齐9N刻线,则该物体的重力( )
A.一定等于11NB.一定等于9NC.一定小于9ND.一定大于11N
【答案】C
【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9N。
8.手提拉环,测力计处于静止状态,指针位置如图,(g=10N/kg)下列说法正确的是( )
A.该测力计的分度值为0.1N
B.该测力计现在可以直接测量
C.测量物体的重力前,应把测力计水平放置进行调零
D.利用该测力计测量重力,被测物质量不能超过500g
【答案】D
【解析】A.由图可知,弹簧测力计一个大格是1N,分为5个小格,一个小格是0.2N,分度值是0.2N,A不符合题意;
B.弹簧测力计的指针没有在零刻度线上,不能直接测量,B不符合题意;
C.测量物体的重力前,应把测力计竖直放置进行调零,C不符合题意;
D.测力计的最大测量值是5N,被测物体的质量不能超过 m=Gg=5N10N/kg=0.5kg=500g
D符合题意。
9.如图所示,弹簧测力计和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力G=10N,则弹簧测力计A和B的读数分别为( )
A.10N,20NB.10N,10NC.10N,0D.0,0
【答案】B
【解析】对A弹簧测力计,由重物平衡得到,弹簧的拉力大小FA=G=10N,则弹簧测力计A的示数为10N。
对B弹簧测力计,由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,弹簧的拉力大小FB=G=10N,则弹簧测力计B的示数为10N。
二、填空题
10.在实验室里,弹簧测力计是测量 的工具,弹簧测力计是根据在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长的性质制成的。
【答案】力的大小;伸长量
【解析】在实验室里,弹簧测力计是测量力的大小的工具, 弹簧测力计是根据在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长的性质制成的。
11.如图所示,撑杆跳高运动员使用的撑杆在受力时会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,撑杆的这种性质叫做 (选填“弹性”或“塑性”)。如图所示,弹簧测力计的读数是 N。
【答案】弹性;4.8
【解析】物体受力后发生形变,外力撤销后,又恢复原状,这种属性叫做弹性。
一大格为1N,分成5小格,一小格为0.2N。指针在4N刻度线下3小格处,为4.6N。
12.如图甲所示,木板上压的重物越重,木板弯曲程度越 ;如图乙所示,拉弹簧的拉力越大,弹簧伸得越 。比较两个实验,你能得到的结论是: 。
【答案】大;长;物体的形变程度与力的大小有关
【解析】重物对木板有向下的压力,木板上压的重物越重,木板弯曲程度越大;手对弹簧有向右的拉力,拉弹簧的拉力越大,弹簧伸得越长;这两个实验说明:力的大小影响力的作用效果,即物体的形变程度与力的大小有关。
13.取一根钢锯条,一端用手指按压在桌面上,另一端伸出桌面,用手指向下按压至如图所示a、b两位置,松手后都能恢复原状,在两种情景中,手指感觉用力较大的是把钢锯条压弯至 位置(填“a”或“b”)这一现象说明了 .
【答案】b;物体形变的大小与力的大小有关,力越大,形变越大
【解析】物体由于发生弹性形变而具有的力就弹力,弹性物体在一定范围内形变越大,弹力就越大,具有的弹性势能就越多.
14.如图所示,静止的弹簧测力计两端受到方向相反、大小都为4N的力F1和F2的作用,那么弹簧测力计的示数为 ;该弹簧测力计中弹簧的原长为4cm且此时伸长了4cm,当小华将这个弹簧测力计弹簧拉长为5cm时,小华拉弹簧的力是 .
【答案】4N;1N
【解析】静止的弹簧测力计两端受到方向相反、大小都为4N的力F1和F2的作用,弹簧处于平衡状态,那么弹簧测力计的示数显示的是一个力的大小,即4N;
由题意知,弹簧测力计受到4N拉力时,伸长了4cm;
当小华将这个弹簧测力计弹簧拉长为5cm时,伸长了 5cm−4cm=1cm ,根据弹簧在弹性形变范围内,拉力与伸长量成正比,可得受到的拉力为: 1cm×4N4cm=1N .
15.压力、支持力都是 力。在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越 (选填大或小)。 就是根据这个原理制成的。
【答案】弹;大;弹簧测力计
【解析】物体发生形变后,要恢复原状,对与它接触的物体有力的作用,这就是弹力;压力和支持力是按照作用效果命名的,其实质都是弹力。
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长,或者说弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。弹簧测力计就是根据这个原理制成的。
16.如图甲所示弹簧测力计的示数是 N;如图乙,弹簧测力计操作正确的是 (填序号)。
【答案】1.4;a
【解析】由图甲知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为1.4N。
将弹簧测力计的挂钩拉在物体上,沿斜面向上拉动物体,a图操作正确;b图中,将弹簧测力计的拉环拉在物体上,而挂钩固定,这与测力计使用时正确操作刚好相反,所以b图操作错误;c图中,物体竖直放置,而测力计斜射上拉动,这样会造成测力计卡壳,指针、弹簧与外壳间有较大摩擦,会对测量有较大影响,所以c图错误。
三、实验探究题
17.在“制作一个橡皮筋测力计”的小组活动中,小军提出了一个问题:“在一定的弹性范围内,橡皮筋伸长的长度跟它受到的拉力存在什么关系?”小明和小丽经过思考后的猜想如下图.究竟谁的猜想正确呢?他们决定通过实验来检验.
(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,还必需的一种器材是 .
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
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要知道小丽的猜想是否正确,则应对表格中的哪两行数据进行分析和比较?
答:应对 (选填序号)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?
你是如何分析数据并做出此判断的?
【答案】(1)刻度尺
(2)4.5;1.8;1、2;小明;拉力增加几倍,伸长量就增加几倍
【解析】因为要测量橡皮筋伸长的长度,所以还必需的一种器材是刻度尺.①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0=4.5cm;②根据橡皮筋所受拉力增大0.5N时,长度伸长0.6cm,表格中第3行的数据应为“1.8”.③要知道小丽的猜想是否正确,则应对表格中的1 、2两行数据进行分析和比较。④分析表格中的数据,实验能初步验证小明的猜想是正确的.
比较1、3两行可以看出:拉力增加几倍,伸长量就增加几倍.
18.弹簧测力计的刻度是均匀的,由此有同学猜想“弹簧在弹性限度内,它的伸长量与受到的拉力一定成正比”。请你根据实验室提供的器材设计一个实验,证明他们的猜想是正确的。
(1)实验室里有一根弹性限度在10N左右两头带钩的弹簧,还有一个可以悬挂弹簧的铁架台,以及多个相同规格的钩码(1个钩码能提供竖直向下1N的拉力),如图所示。要想完成实验,除此以外还需要的测量仪器是 。
(2)请你写出实验步骤 :
(3)请你画出实验数据记录表。
【答案】(1)刻度尺
(2)①将弹簧竖直一端挂在铁架台上,测出弹簧的原长,记为L;②在弹簧的下端挂一个钩码,静止后,钩码对弹簧的拉力记为F,测量并记录此时弹簧的长度为L′。③弹簧下端每次增加一个悬挂的钩码,直至六个,记录每次静止时钩码对弹簧的拉力F和弹簧的长度L′;④用ΔL=L−L算出每次弹簧的伸长量ΔL。
(3)实验次数
【解析】(1)要验证“弹簧在弹性限度内,它的伸长量与受到的拉力一定成正比”,需测量它的伸长量,因此需用刻度尺来测量。
(2)在实验中要验证“弹簧在弹性限度内,它的伸长量与受到的拉力一定成正比”,需要测量弹簧原长,再逐渐改变弹簧的下端的钩码数,使拉力改变,再测量对应弹簧长度,减去原长得弹簧伸长量,寻找伸长量与受力之间的数量关系,因此实验步骤如下:
①将弹簧竖直一端挂在铁架台上,测出弹簧的原长,记为L;
②在弹簧的下端挂一个钩码,静止后,钩码对弹簧的拉力记为F,测量并记录此时弹簧的长度为L′。
③弹簧下端每次增加一个悬挂的钩码,直至六个,记录每次静止时钩码对弹簧的拉力F和弹簧的长度L′;
④用ΔL=L−L
算出每次弹簧的伸长量ΔL。
(3)实验数据记录表中需记录弹簧原长L,弹簧总长L′,计算出弹簧伸长量ΔL,钩码对弹簧拉力F,因此表格如下:
19. 小红同学在研究弹簧的伸长量与拉力大小的关系实验时,得到如下数据:
(1)请填全表格内的数据 。
(2)根据表中数据可判断,当所加拉力为5N 时,弹簧的长度应为 cm;
(3)测量结束后,如何根据实验数据判断弹簧的“伸长量”与所受“拉力大小”是否成正比?你认为下列方法可行的有______ ( 填字母 )
A.做出 F−△L 图象,若是一条过原点的直线,则说明二者成正比
B.计算拉力F和 △L 的比值,若为一定值,则说明二者成正比
C.每当拉力F增加3N时,弹簧的伸长量 △L 相应增加 1.5cm ,则说明二者成正比
D.当拉力F变为原来的n倍时,伸长量 △ L 也总是变为原来的n倍,则说明二者成正比
(4)在弹性限度范围内,弹簧的伸长量 △L 与所受拉力F的关系可写成 △L=Fk ,则此处 k= 。
【答案】(1)6
(2)17.5
(3)A;B;C;D
(4)2N/cm
【解析】 (1) 由表格中的信息可知,当拉力每次增大3N时,弹簧就伸长 1.5cm ,故空格处的数据为6cm;
(2) 拉力每次增大3N时,弹簧就伸长 1.5cm ,故拉力增大1N时,弹簧伸长 0.5cm ,当当所加拉力为5N 时,弹簧伸长 5×0.5cm=2.5cm ,故弹簧的长为 2.5cm+15cm=17.5cm ;
(3)A. “伸长量”与所受“拉力大小”成正比时, F−△L 图象是一条过原点的直线,A符合题意;
B.当拉力 F 和伸长量 △L 的比值为一定值,则说明二者成正比,B符合题意;
C.拉力 F 增加 3N 时,弹簧的伸长量 △L 相应增加 1.5cm ,就说明二者成正比,C符合题意;
D.当拉力F变为原来的 n 倍时,伸长量 △L 也总是变为原来的n倍,则说明二者成正比,D符合题意。
(4) 在弹性限度范围内,当弹簧的伸长量 △L 为 1.5cm 时,拉力的大小为3N,则 △L=Fk ,带入数据: 1.5cm=3Nk ,则 k=3N1.5cm=2N/cm 。
四、综合题
20.阅读短文,回答问题。
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越厉害,产生的弹力就越大。例如,把弓拉得越满,箭就射得越远;把物体放在支持物上,物体越重,支持物弯曲得越厉害,支持力就越大。
在金属丝的下面挂一个横杆,用力扭这个横杆,金属丝就发生形变,这种形变叫扭转形变。放开手,发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来。金属丝扭转角度越大,弹力就越大。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变。实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。写成公式就是F=kx,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。对于直杆和线的拉伸(或压缩)形变,也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)弹簧测力计的工作原理遵从 定律。常用的弹簧测力计测物体重力时弹簧的形变主要是 形变。
(2)使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的 。
(3)弹簧的 在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小 (选填“有关”或“无关”),它的单位是 (选填“N/m”、“N/m²”或“N·m”)。
(4)一根弹簧挂0.5N的物体时长12cm,挂1N的物体时长14cm,则弹簧原长 。
【答案】(1)胡克;拉伸
(2)弹性限度
(3)劲度系数;无关;N/m
(4)10cm
【解析】(1)弹簧测力计的工作原理遵循胡克定律,常用的弹簧测力计主要是拉伸形变;(2)使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的弹性限度;(3)弹簧的劲度系数是数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小无关,单位是N/m;(4)弹簧从挂0.5N到1N,长度变化2cm,则受0.5N的拉力,长度伸长2cm,则不挂物体时的长度为12cm-2cm=10cm。
【分析】(1)弹簧测力计的工作原理遵循胡克定律,常用的弹簧测力计主要是拉伸形变;(2)使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的弹性限度;(3)弹簧的劲度系数是弹力和弹簧伸长量的比值,它与受力大小无关,单位是N/m;(4)根据弹簧受力伸长的变化量,可以计算弹簧原长。
21.阅读短文,回答问题
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越历害,产生的弹力就越大。例知,把弓拉得越满,箭就射得越远;把物体放在支持物上,物体越重,支持物弯曲得越厉害,支持力就越大。
在金属丝的下面挂一个横杆,用力扭这个横杆,金属丝就发生形变,这种形变叫扭转形变。放开手,发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来。金属丝扭转角度越大,弹力就越大。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变。实验表明:弹簧弹力的大小 F 和弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成正比。写成公式就是 F=kx ,其中 k 是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。对于直杆和线的拉伸(或压缩)形变,也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)弹簧测力计的工作原理遵从 定律;
(2)使用弹簧测力计时,注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的 ;
(3)弹簧的 在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)胡克定律
(2)弹性限度
(3)劲度系数;无关
【解析】(1)弹簧测力计产生的弹力与伸长量成正比,所以它的工作原理遵从胡克定律。
(2)如果超过了弹性限度,弹簧产生的弹力与伸长量不再成正比;所以,使用弹簧测力计时,注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的弹性限度。
(3)由题可知,弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它是由弹簧自身的粗细、长短、材料决定的,与它受力的大小无关。
实验次数
1
2
3
4
5
6
弹簧原长L/cm
弹簧总长L′/cm
钩码对弹簧拉力F/N
弹簧伸长量ΔL/cm
实验次数
1
2
3
4
5
6
弹簧原长L/cm
弹簧总长L′/cm
钩码对弹簧拉力F/N
弹簧伸长量ΔL/cm
拉力的大小 FN
0
3
6
9
12
15
弹簧的长度 L/cm
15
16.5
18
19.5
21
23
弹簧的伸长 △L/cm
0
1.5
3
4.5
8
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