初中物理人教版八年级下册7.2 弹力当堂检测题
展开知识点讲解
1、弹力概念
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性;
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性;
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
2、弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小;
(2)构造:弹簧、指针、刻度盘;
(3)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
3、弹簧测力计使用和读数
(1)观察量程、分度值;
(2)观察指针是否指在零刻度;
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳;
(4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上;
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
4、弹簧测力计在力的相互方面的应用
(1)弹簧测力计两边受到的力大小相等。(力的作用是相互的)
典例分析+变式训练
考点1 弹力概念
【典例1-1】下列关于弹力的说法中正确的是( )
A.具有弹性的物体就一定有弹力 B.只要两个物体接触就一定有弹力
C.只有橡皮筋才能产生弹力 D.弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力
【典例1-2】如图所示是中国甲骨文中“射”字,宛如搭弓射箭。用力拉弓弦时,弓弦被拉弯,说明力能改变物体的 ,弓弦发生了 (填“弹性”或“塑性”)形变产生了弹力,受力物体是 。
【变式1-1】下列现象中,哪个力不属于弹力?( )
A.运动员举杠铃对杠铃的力 B.手拉橡皮筋的力
C.地球对月亮的吸引力 D.运动员掷铅球时对铅球的力
【变式1-2】如图甲所示,用有机玻璃板制成的立方体,其上下左右四个面镂空并蒙上完全相同的橡皮膜。将该立方体浸没在水中时如图乙所示,其中下表面因形变产生的 最大(填写力的名称)。
【变式1-3】如图所示,一小朋友沿滑梯下滑,请画出小朋友所受弹力的示意图.
考点2 弹簧测力计
【典例2-1】弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长Δl与受到的拉力F成正比。如图所示的图象中,能正确表示这一关系的是( )
A. B.C.D.
【典例2-2】某实验小组的同学对A、B两根原长都为8cm、粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。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和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)橡皮筋下悬挂钩码时,橡皮筋伸长,这说明力的作用效果是改变物体的
。
(2)当在橡皮筋A下悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm。
(3)分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示的两个测力计,它们外壳相同,刻度线分布情况相同,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度较高。
(4)若将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为他们用同一小桶分别盛满了两种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,两次橡皮筋测力计的示数及对应液体的密度如表所示,则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计划度板上 N的位置。(g取10N/kg)
【变式2-1】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.下列说法中正确的是( )
A.利用相同钩码拉伸橡皮筋标注刻度 B.此测力计的刻度值应该是上大下小
C.所制作的测力计只能测量物体重力 D.不同橡皮筋做的测力计量程都相同
【变式2-2】利用弹簧、钩码、直尺等器材自制了一只弹簧测力计,测出弹簧的伸长量与拉力的数据如表:
在使用弹簧测力计时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与所测力的方向在 ,从表中数据可以得出,在弹簧的弹性限度内,弹簧的长度为6cm时,受到的拉力为 。
【变式2-3】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,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图像如图乙所示。
(1)分别用这两根橡皮筋制成测力计,则用橡皮筋B制成的测力计最大能测量 N的拉力,测量同一拉力, 测力计伸长量更长。(选填“A”或“B”)
(2)小强利用橡皮筋A做成的测力计探究重力与质量的关系。得到的数据如表。
分析数据能够得到的结论是 。根据数据描绘的图像如丙图中 所示。(填序号)
(3)小华也用该测力计探究重力与质量的关系,可是测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,则小华描绘的图线应该是图丙中的图线 。(填序号)
(4)接着小强在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.5N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了一杆简单而实用的液体密度秤,只要在容器中加100mL的待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度,如图丁所示时,该液体的密度值应标为
g/cm3,此“密度秤”的测量范围是0到 g/cm3。
考点3 弹簧测力计使用和读数
【典例3-1】如图所示,小明同学把钩码挂到弹簧秤的挂钩上,下列有关说法错误的是( )
A.此弹簧秤的量程为0~5N,示数为5.4N
B.钩码受到的重力与它的质量成正比,其比值为定值
C.称量时挂钩和钩码之间力的作用是相互的
D.称量时弹簧秤中的弹簧在拉力的作用下发生了形变
【典例3-2】如图所示弹簧测力计的示数为 N,弹簧不受拉力时,长度为12cm,当受到4N的拉力时,长度为14cm,若弹簧的长度为16cm时,其所受的拉力为 N。
【变式3-1】关于弹簧测力计的使用方法,下列说法不正确的是( )
A.弹簧测力计只能测量重力
B.测量前应该把指针调节到指“0”的位置上
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住
D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程
【变式3-2】如图所示,弹簧测力计的量程是0~5N,分度值是 N,所测物重的大小是 N。该物体的质量是 kg。(g取10N/kg)
考点4 弹簧测力计在力的相互方面的应用
【典例4-1】如图所示,弹簧测力计和细线的质量及摩擦均不计,物体所受的重力G=6N,则弹簧测力计甲和乙的示数分别为( )
A.6N、6NB.0、6NC.6N、12ND.6N、0
【典例4-2】如图所示,甲、乙两装置中弹簧测力计和物体的重力都相同,弹簧测力计和细线的重力及摩擦均不计,甲装置中弹簧测力计A的示数为 N,弹簧测力计B的示数为 N。
【变式4-1】如图甲所示,将一根弹力皮筋的一端固定在竖直墙壁上,用50N的水平力拉另一端,弹力皮筋伸长了2cm。改为两手分别拉该弹力皮筋的两端,如图乙所示,该弹力皮筋也伸长了2cm,则左、右手分别用力( )
A.50N 0NB.0N 50NC.50N 50ND.25N 25N
【变式4-2】如图所示,物重G1=5N、G2=10N,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,则弹簧测力计A的示数为 N,弹簧测力计B的示数为 N,弹簧测力计C的示数为 N。
巩固训练
一、选择题。
1.(2023•六合区校级开学)下列物体的形变中,不属于弹性形变的是( )
A.被拉长的橡皮筋 B.被挤压变形的汽车外壳
C.被拉弯的弓 D.被拉长的弹簧(未超出弹性限度)
2.(2023春•毕节市月考)仔细观察每个弹簧测力计可知,弹簧测力计的刻度都是均匀的。自制弹簧测力计时,量得弹簧原长5cm,当弹簧受到5N的拉力时,弹簧伸长0.5cm,则弹簧受力后长度变为8.5cm时,所受外力的大小应是( )
A.70NB.10NC.35ND.20N
3.(2023•沂水县二模)如图所示的测量工具读数正确的是( )
A.2.2N
B.39.8s
C.64g
D.6.70cm
4.(2022秋•重庆期末)如图所示,将弹簧测力计A、B的挂钩挂在一起,然后用手水平左右拉弹簧测力计的圆环,使其保持静止状态,当弹簧测力计A的示数为4N时,则弹簧测力计B的示数及右手对弹簧测力计B的拉力大小分别是( )
A.8N、4NB.4N、8NC.4N、4ND.0N、8N
二、填空题。
5.(2023春•辽阳期末)如图所示,将钢尺一端固定在桌面上,用手下压另一端,松手后钢尺能恢复原状,说明钢尺发生的是 形变。手指压钢尺的力是由 发生形变产生的。
6.(2023春•木兰县期末)弹簧测力计是测量 的大小的仪器,它的工作原理是在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,它的 越长。
7.(2023春•邻水县期末)在弹性范围内,弹簧的伸长量和所受拉力成 。一根弹簧不受任何力时,长度为6cm,如果受到12N的拉力,弹簧的长度为9cm;如果弹簧所受拉力为16N,则弹簧的伸长量为 cm。
8.(2023春•铅山县期末)如图甲是一种握力计,乙是它的表盘,它是用来测 的工具,从物理学的观点来看,它不应该用公斤作单位,而应用 作单位。如指针指在乙图所示位置,则在测握力前还应进行 。
9.(2023春•罗湖区校级期中)小明和小华将一个铁块挂在竖直方向调好零的弹簧测力计的挂勾上,如图所示,则铁块的重力是 N,取下铁块,水平调零后,两人同时用4N的力水平拉此测力计的两端,测力计的示数为 N;若将此测力计一端固定在墙上,另一端用5N的水平力拉它,测力计示数为 N。之所以会出现这样的结果是因为力的作用是 。(所测的力均未超过测力计的弹性限度)
三、作图题。
10.(2023•南京三模)图中,弹簧左端连物块,右端固定在墙面,物块静止在水平地面且受到地面向右的摩擦力,请作出此物块所受弹力的示意图。
四、实验探究题。
11.(2023春•会昌县期末)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 (选填“大”或“小”)。
(2)如图乙所示的弹簧测力计的量程是 N,测得物体的重力是 N。
(3)如图丙(1)所示,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,则此测力计的分度值为 N。如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,则拉力F为 N。
(4)如图丁所示,两同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,则弹簧测力计的示数为 N。
液体种类
酒精
植物油
橡皮脂制力计的示数/N
2.6
2.7
液体密度ρ/(×103kg•m﹣3)
0.8
0.9
拉力F/N
1
2
3
4
5
6
7
长度L/cm
2.50
2.90
3.30
3.70
4.10
4.50
4.90
伸长量ΔL/cm
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
实验次序
1
2
3
4
5
物体质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
所受重力G/N
0.5
1.
1.5
2
2.5
7.2弹力(考点解读)(解析版)
知识导航
知识点讲解
1、弹力概念
(1)弹性:物体受力发生形变,失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性;
(2)塑性:物体受力时发生形变,失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性;
(3)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
2、弹簧测力计
(1)用途:测量力的大小;
(2)构造:弹簧、指针、刻度盘;
(3)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。
3、弹簧测力计使用和读数
(1)观察量程、分度值;
(2)观察指针是否指在零刻度;
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳;
(4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上;
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
4、弹簧测力计在力的相互方面的应用
(1)弹簧测力计两边受到的力大小相等。(力的作用是相互的)
典例分析+变式训练
考点1 弹力概念
【典例1-1】下列关于弹力的说法中正确的是( )
A.具有弹性的物体就一定有弹力 B.只要两个物体接触就一定有弹力
C.只有橡皮筋才能产生弹力 D.弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力
【答案】D。
【解答】解:A、具有弹性的物体没有发生弹性形变就没有弹力,故A错误;
B、两个物体接触不一定有弹力产生,物体还必须有相互作用而发生弹性形变。故B错误。
C、只要物体具有弹性,比如弹簧、桌面等在发生弹性形变时都可以产生弹力,故C错误;
D、弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力,故D正确。
故选:D。
【典例1-2】如图所示是中国甲骨文中“射”字,宛如搭弓射箭。用力拉弓弦时,弓弦被拉弯,说明力能改变物体的 形状 ,弓弦发生了 弹性 (填“弹性”或“塑性”)形变产生了弹力,受力物体是 箭 。
【答案】形状;弹性;箭。
【解答】解:用力拉弓弦时,在力的作用下弓的形状发生改变,说明力能改变物体的形状;
拉力撤去后,弓弦能恢复原来的形状,说明弓弦发生了弹性形变;
弓弦发生了弹性形变产生了弹力,会对箭施力,则受力物体是箭。
故答案为:形状;弹性;箭。
【变式1-1】下列现象中,哪个力不属于弹力?( )
A.运动员举杠铃对杠铃的力 B.手拉橡皮筋的力
C.地球对月亮的吸引力 D.运动员掷铅球时对铅球的力
【答案】C。
【解答】解:
A、运动员对杠铃的支持力是运动员手部肌肉发生弹性形变产生的,属于弹力,故A错误;
B、手拉橡皮筋的力是手部肌肉发生弹性形变产生的,属于弹力,故B错误;
C、地球对月亮的吸引力是万有引力,不属于弹力,故C正确;
D、运动员掷铅球时对铅球的力,属于弹力,故D错误。
故选:C。
【变式1-2】如图甲所示,用有机玻璃板制成的立方体,其上下左右四个面镂空并蒙上完全相同的橡皮膜。将该立方体浸没在水中时如图乙所示,其中下表面因形变产生的 弹力 最大(填写力的名称)。
【答案】弹力。
【解答】解:将该立方体浸没在水中时如图乙所示,其中下表面形变程度最大产生的弹力最大。
故答案为:弹力。
【变式1-3】如图所示,一小朋友沿滑梯下滑,请画出小朋友所受弹力的示意图.
【解答】解:小朋友所受的弹力是接触面对小朋友产生的垂直于斜面向上的力,因此弹力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点,据此画图,如图所示:
考点2 弹簧测力计
【典例2-1】弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长Δl与受到的拉力F成正比。如图所示的图象中,能正确表示这一关系的是( )
A. B.C.D.
【答案】B。
【解答】解:已知在弹性限度内弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,由数学知识可知,弹簧的伸长量ΔL与受到的拉力F的图像为一条过原点的直线,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【典例2-2】某实验小组的同学对A、B两根原长都为8cm、粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。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和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)橡皮筋下悬挂钩码时,橡皮筋伸长,这说明力的作用效果是改变物体的 改变物体的形状 。
(2)当在橡皮筋A下悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 12 cm。
(3)分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示的两个测力计,它们外壳相同,刻度线分布情况相同,则用橡皮筋 A (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度较高。
(4)若将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为他们用同一小桶分别盛满了两种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,两次橡皮筋测力计的示数及对应液体的密度如表所示,则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计划度板上 1.8 N的位置。(g取10N/kg)
【答案】(1)改变物体的形状;(2)12;(3)A;(4)1.8。
【解答】解:(1)橡皮筋下悬挂钩码时,对橡皮筋产生拉力,橡皮筋会变长,橡皮筋在力的作用下发生了形变,说明力可以改变物体的形状;
(2)由图乙知,A橡皮筋在受到拉力不大于10N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一条直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比关系,即FA=kAΔx,
由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm,代入数据得kA=0.5N/cm,在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为:ΔxA′===12cm;
(3)由图乙知,在测量范围为内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的弹簧测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的弹簧测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力计测量精确程度高;
(4)液体的重力为G液=mg=ρ液gV,
测量液体密度时,弹簧测力计的示数F=G液+G桶,
测量酒精时,G桶+0.8×103kg/m3×V×10N/kg=2.6N①,
测量植物油时,G桶+0.9×103kg/m3×V×10N/kg=2.7N②,
将①②两式联立,解方程组的G桶=1.8N,该密度计的零刻度应标记在A橡皮筋测力计刻度板的1.8N位置。
故答案为:(1)改变物体的形状;(2)12;(3)A;(4)1.8。
【变式2-1】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.下列说法中正确的是( )
A.利用相同钩码拉伸橡皮筋标注刻度 B.此测力计的刻度值应该是上大下小
C.所制作的测力计只能测量物体重力 D.不同橡皮筋做的测力计量程都相同
【答案】A。
【解答】解:A、钩码上标有质量的数值,且每个钩码的质量相同,故可以用钩码拉伸皮筋标注刻度,故A正确;
B、在弹性限度内,橡皮筋的伸长跟受到的拉力成正比,因此测力计的刻度值应该是上小下大,故B错误;
C、所制作的测力计可以测量重力,也可以测量其它力,例如拉力,故C错误;
D、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,故D错误。
故选:A。
【变式2-2】利用弹簧、钩码、直尺等器材自制了一只弹簧测力计,测出弹簧的伸长量与拉力的数据如表:
在使用弹簧测力计时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与所测力的方向在 同一直线上 ,从表中数据可以得出,在弹簧的弹性限度内,弹簧的长度为6cm时,受到的拉力为 9.75 。
【答案】同一直线上;9.75N。
【解答】解:(1)在使用弹簧测力计时,要使弹簧测力计内弹簧的伸长方向与所测力的方向在同一直线上;
(2)由表格数据可知,拉力每增加1N,弹簧伸长0.4cm,则弹簧的原长L0=2.50cm﹣0.4cm=2.1cm;
当弹簧长度为6cm时,弹簧的出伸长量为6cm﹣2.1cm=3.9cm,
此时受到拉力F=×3.9cm=9.75N。
故答案为:同一直线上;9.75N。
【变式2-3】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,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图像如图乙所示。
(1)分别用这两根橡皮筋制成测力计,则用橡皮筋B制成的测力计最大能测量 7.5 N的拉力,测量同一拉力, A 测力计伸长量更长。(选填“A”或“B”)
(2)小强利用橡皮筋A做成的测力计探究重力与质量的关系。得到的数据如表。
分析数据能够得到的结论是 物体所受的重力跟它的质量成正比 。根据数据描绘的图像如丙图中 ① 所示。(填序号)
(3)小华也用该测力计探究重力与质量的关系,可是测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,则小华描绘的图线应该是图丙中的图线 ② 。(填序号)
(4)接着小强在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.5N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了一杆简单而实用的液体密度秤,只要在容器中加100mL的待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度,如图丁所示时,该液体的密度值应标为 1.5 g/cm3,此“密度秤”的测量范围是0到 4.5 g/cm3。
【答案】(1)7.5;A;(2)物体所受的重力跟它的质量成正比;①;(3)②;(4)1.5;4.5。
【解答】解:(1)B在弹性范围内,受到的最大拉力为7.5N,最多伸长15cm,故橡皮筋B制成的测力计,能够测量力的最大值为15N,
测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理制成的,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20cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长10cm,故A测力计伸长量更长;
(2)从表中数据知:物体的质量增大几倍,物体所受的重力大小也增大几倍,重力大小与质量的比值相等,所以得到结论:物体所受的重力跟它的质量成正比,根据数据描绘的图像如丙图中的①为正比例图像;
(3)另一小组在测量前忘记调零,指针指在 0.2N刻度处,当质量为0时,G不为零,根据重力与质量的关系成正比,则该小组描绘的图线应该是图乙中的图线②;
(4)容器挂在秤钩上,示数为0.5N,容器的重力为0.5N,所以示数0.5N,即密度秤的零刻度;
容器中倒入100mL的待测液体,由图丁科长,示数在2N刻度上,
液体的重力为:G=2N﹣0.5N=1.5N,
液体的质量为:m===0.15kg,
液体的体积:V=100mL=100cm3=1×10﹣4m3,
液体的密度为:ρ===1.5×103kg/m3=1.5g/cm3。
被测液体的密度值越大,则质量越大,所受重力越大,测力计示数越大,可知,当测力计达到最大拉力时被测液体的密度最大取值,由图丁知,测力计最大时数为F示=5N,则可知该液体所受重力大小为G液=F示﹣G容=5N﹣0.5N=4.5N,
由G=mg可知,液体质量m液===0.45kg,
液体的体积V=100mL=100cm3,
该液体的密度ρ===4.5g/cm3,
故答案为:(1)7.5;A;(2)物体所受的重力跟它的质量成正比;①;(3)②;(4)1.5;4.5。
考点3 弹簧测力计使用和读数
【典例3-1】如图所示,小明同学把钩码挂到弹簧秤的挂钩上,下列有关说法错误的是( )
A.此弹簧秤的量程为0~5N,示数为5.4N
B.钩码受到的重力与它的质量成正比,其比值为定值
C.称量时挂钩和钩码之间力的作用是相互的
D.称量时弹簧秤中的弹簧在拉力的作用下发生了形变
【答案】A。
【解答】解:A.由图知,在弹簧秤上1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧秤的分度值为0.2N.此时的示数为4.6N,故A错误;
B.钩码受到的重力与其质量成正比,其比值为定值,故B正确;
C.称量时挂钩对钩码、钩码对挂钩的作用力是相互的,故C正确;
D.弹簧秤的弹簧在拉力的作用下发生形变,故D正确。
故选:A。
【典例3-2】如图所示弹簧测力计的示数为 3.6 N,弹簧不受拉力时,长度为12cm,当受到4N的拉力时,长度为14cm,若弹簧的长度为16cm时,其所受的拉力为 8 N。
【答案】3.6;8。
【解答】解:(1)由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为3.6N;
(2)由题知F1=4N,x1=14cm﹣12cm=2cm,x2=16﹣12m=4cm,
根据弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比得:F1:F2=x1:x2
4N:F2=2cm:4cm,
解得F2=8N。
故答案为:3.6;8。
【变式3-1】关于弹簧测力计的使用方法,下列说法不正确的是( )
A.弹簧测力计只能测量重力
B.测量前应该把指针调节到指“0”的位置上
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住
D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程
【答案】A。
【解答】解:A、弹簧测力计不仅能测量重力,也可以在水平方向或者斜方向上拉动测力计测量物体受到的拉力,故A错误;
B、测量前应该把指针调节到指“0”的位置上,如果指针没有指到“0”的位置上,会导致测量的结果不准确,故B正确;
C、测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住,否则会影响弹簧测力计的正常使用,故C正确;
D、所测的力不能超出弹簧测力计的量程,一旦超过弹簧的弹性限度,弹簧将不能恢复原状,会损坏弹簧测力计,故D正确。
故选:A。
【变式3-2】如图所示,弹簧测力计的量程是0~5N,分度值是 0.2 N,所测物重的大小是 1.6 N。该物体的质量是 0.16 kg。(g取10N/kg)
【答案】0.2;1.6;0.16。
【解答】解:由图可知,弹簧测力计的量程是0~5N,分度值是0.2N,弹簧测力计示数为1.6N,所以物重为1.6N;
该物体的质量是m===0.16kg。
故答案为:0.2;1.6;0.16。
考点4 弹簧测力计在力的相互方面的应用
【典例4-1】如图所示,弹簧测力计和细线的质量及摩擦均不计,物体所受的重力G=6N,则弹簧测力计甲和乙的示数分别为( )
A.6N、6NB.0、6NC.6N、12ND.6N、0
【答案】A。
【解答】解:左图中,通过定滑轮改变了拉力的方向,弹簧测力计挂钩受到的拉力F甲=G=6N,弹簧测力计甲的读数为6N;
右图中,通过两个定滑轮改变了拉力的方向,弹簧测力计挂钩受到的拉力F乙=G=6N,弹簧测力计乙的读数为6N。
故选:A。
【典例4-2】如图所示,甲、乙两装置中弹簧测力计和物体的重力都相同,弹簧测力计和细线的重力及摩擦均不计,甲装置中弹簧测力计A的示数为 4.7 N,弹簧测力计B的示数为 4.7 N。
【答案】4.7;4.7。
【解答】解:由图知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为4.7N;A弹簧测力计保持静止,说明A弹簧测力计受到向左、向右的拉力都是4.7N,所以物体G的重力是4.7N;同理,B测力计两端受的力都是4.7N,示数也为4.7N。
故答案为:4.7;4.7。
【变式4-1】如图甲所示,将一根弹力皮筋的一端固定在竖直墙壁上,用50N的水平力拉另一端,弹力皮筋伸长了2cm。改为两手分别拉该弹力皮筋的两端,如图乙所示,该弹力皮筋也伸长了2cm,则左、右手分别用力( )
A.50N 0NB.0N 50NC.50N 50ND.25N 25N
【答案】C。
【解答】解:甲图中弹力皮筋伸长了2cm,拉力为50N,则墙对弹力皮筋的拉力也为50N;乙图中改为两手分别拉该弹力皮筋的两端,其中一只手跟墙一样起到了固定弹力皮筋的作用,因为弹力皮筋也伸长了2cm,所用拉力也不变,还是50N,所以两只手所用的拉力均为50N。
故选:C。
【变式4-2】如图所示,物重G1=5N、G2=10N,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,则弹簧测力计A的示数为 5 N,弹簧测力计B的示数为 5 N,弹簧测力计C的示数为 5 N。
【答案】5;5;5。
【解答】解:因为物重G1=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,测力计静止,向左受到的拉力也是5N,示数也为5N;同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N;
C中的弹簧测力计处于平衡状态,受到水平向左的拉力,拉力大小等于G1的重力,为5N,所以示数也为5N。
故答案为:5;5;5。
巩固训练
一、选择题。
1.(2023•六合区校级开学)下列物体的形变中,不属于弹性形变的是( )
A.被拉长的橡皮筋 B.被挤压变形的汽车外壳
C.被拉弯的弓 D.被拉长的弹簧(未超出弹性限度)
【答案】B。
【解答】解:A、橡皮筋被拉长,橡皮筋具有弹性,撤去外力能恢复原状,是弹性形变,故A不符合题意;
B、被挤压变形的汽车外壳,撤去外力不能恢复原状,是非弹性形变,故B符合题意;
C、拉弯的弓具有弹性,撤去外力能恢复原状,是弹性形变,故C不符合题意;
D、被拉长的弹簧(未超出弹性限度),撤去外力能恢复原状,是弹性形变,故D不符合题意。
故选:B。
2.(2023春•毕节市月考)仔细观察每个弹簧测力计可知,弹簧测力计的刻度都是均匀的。自制弹簧测力计时,量得弹簧原长5cm,当弹簧受到5N的拉力时,弹簧伸长0.5cm,则弹簧受力后长度变为8.5cm时,所受外力的大小应是( )
A.70NB.10NC.35ND.20N
【答案】C。
【解答】解:弹簧原长为5cm,弹簧受力后的长度为8.5cm,则弹簧的伸长量为8.5cm﹣5cm=3.5cm,又知道弹簧受5N拉力时的伸长量为0.5cm,3.5cm是0.5cm的7倍,所以所受拉力也应该是5N的7倍,因此为35N。
故选:C。
3.(2023•沂水县二模)如图所示的测量工具读数正确的是( )
A.2.2N
B.39.8s
C.64g
D.6.70cm
【答案】C。
【解答】解:A.弹簧测力计每一个大格为1N,分为5个小格,每一个小格为0.2N,指针在1N下方的第四个小格,示数为1.8N,故A错误;
B.在停表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“1”和“2”之间,偏向“2”一侧,所以分针指示的时间为1min,且大表盘读0~60s;在停表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在39.8s处,所以秒针指示的时间为39.8s,即停表的读数为t=1min39.8s=99.8s,故B错误;
C.称量标尺的每一个大格为1g,分为5个小格,每一个小格为0.2g,游码左边缘在4g右边,所对刻度的值为4g,被测物体的质量为m=50g+10g+4g=64g,故C正确;
D.刻度尺上1cm之间有10个小格,分度值为0.1cm=1mm,物体左侧与4.00刻度线对齐,右侧与6.70cm对齐,所以物体的长度为L=6.70cm﹣4.00=2.70cm,故D错误。
故选:C。
4.(2022秋•重庆期末)如图所示,将弹簧测力计A、B的挂钩挂在一起,然后用手水平左右拉弹簧测力计的圆环,使其保持静止状态,当弹簧测力计A的示数为4N时,则弹簧测力计B的示数及右手对弹簧测力计B的拉力大小分别是( )
A.8N、4NB.4N、8NC.4N、4ND.0N、8N
【答案】C。
【解答】解:
弹簧测力计A的读数为4N时,说明弹簧测力计A的弹簧受力为4N,由于弹簧测力计A处于静止,受平衡力作用,则左侧手对弹簧测力计的拉力为4N;
弹簧测力计A的弹簧受力大小为4N,由于力的作用是相互的,A弹簧对B弹簧的拉力等于弹簧测力计A的弹簧受力大小,也是4N,即弹簧测力计B的示数为4N;
而两个弹簧测力计整体要处于平衡状态,右手对弹簧测力计B的拉力等于左侧手对弹簧测力计的拉力,也是4N。故只有选项C正确。
故选:C。
二、填空题。
5.(2023春•辽阳期末)如图所示,将钢尺一端固定在桌面上,用手下压另一端,松手后钢尺能恢复原状,说明钢尺发生的是 弹性 形变。手指压钢尺的力是由 手 发生形变产生的。
【答案】弹性;手。
【解答】解:弹性形变指的是物体受力时,发生形变,不受力时恢复形变,故松手后钢尺能恢复原状,说明是钢尺发生的是弹性形变;手指压钢尺的力,手是施力物体,手发生了弹性形变,手要恢复形变,而产生的对尺子的力。
故答案为:弹性;手。
6.(2023春•木兰县期末)弹簧测力计是测量 力 的大小的仪器,它的工作原理是在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,它的 伸长 越长。
【答案】力;伸长。
【解答】解:实验室常用弹簧测力计测量力的大小,弹簧测力计的原理是:在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。
故答案为:力;伸长。
7.(2023春•邻水县期末)在弹性范围内,弹簧的伸长量和所受拉力成 正比 。一根弹簧不受任何力时,长度为6cm,如果受到12N的拉力,弹簧的长度为9cm;如果弹簧所受拉力为16N,则弹簧的伸长量为 4 cm。
【答案】正比;4。
【解答】解:弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;
当弹簧受到的拉力F1=12N时,弹簧的伸长量ΔL1=L1﹣L0=9cm﹣6cm=3cm,
当弹簧受到的拉力F2=16N时,弹簧的伸长量ΔL2,
因在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比,
所以,即,
解得:ΔL2=4cm。
故答案为:正比;4。
8.(2023春•铅山县期末)如图甲是一种握力计,乙是它的表盘,它是用来测 力 的工具,从物理学的观点来看,它不应该用公斤作单位,而应用 牛顿 作单位。如指针指在乙图所示位置,则在测握力前还应进行 调零 。
【答案】力;牛顿;调零。
【解答】解:已知此工具叫握力计,所以它是用来测力的工具;
力的基本单位是牛顿,“公斤”也就是千克,是质量的单位,所以握力计应该以牛顿作单位;
由乙图知,指针没有指在“0”的位置,所以使用前要先调零。
故答案为:力;牛顿;调零。
9.(2023春•罗湖区校级期中)小明和小华将一个铁块挂在竖直方向调好零的弹簧测力计的挂勾上,如图所示,则铁块的重力是 4.6 N,取下铁块,水平调零后,两人同时用4N的力水平拉此测力计的两端,测力计的示数为 4 N;若将此测力计一端固定在墙上,另一端用5N的水平力拉它,测力计示数为 5 N。之所以会出现这样的结果是因为力的作用是 相互的 。(所测的力均未超过测力计的弹性限度)
【答案】4.6;4;5;相互的。
【解答】解:(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时所测得铁块的重力为4.6N;
(2)两人同时用4N的力水平拉此测力计的两端,则测力计显示的是一端力的大小,为4N;
若将其一端固定在墙上,另一端用5N的水平力拉它,则与同时拉两侧的效果相同,即示数为5N。造成这一结果是因为力的作用是相互的。
故答案为:4.6;4;5;相互的。
三、作图题。
10.(2023•南京三模)图中,弹簧左端连物块,右端固定在墙面,物块静止在水平地面且受到地面向右的摩擦力,请作出此物块所受弹力的示意图。
【解答】解:图中物块处于静止时,共受四个力的作用:竖直方向上:竖直向下的重力和竖直向上的支持力构成一对平衡力;水平方向上:水平向左的弹力和水平向右的摩擦力构成一对平衡力,故其所受弹力的示意图为:
。
故答案为:见解析。
四、实验探究题。
11.(2023春•会昌县期末)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 调零 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 大 (选填“大”或“小”)。
(2)如图乙所示的弹簧测力计的量程是 0~5 N,测得物体的重力是 2.8 N。
(3)如图丙(1)所示,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,则此测力计的分度值为 0.2 N。如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,则拉力F为 0.8 N。
(4)如图丁所示,两同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,则弹簧测力计的示数为 3 N。
【答案】(1)调零;大;(2)0~5;2.8;(3)0.2;0.8;(4)3。
【解答】解:(1)图甲中,弹簧测力计不能直接用来测量力的大小,因为指针没有指在零刻度线上,需要调零;若直接测力,所测力的结果比实际值偏大;
(2)图乙中,弹簧测力计的最大刻度值是5N,量程为0~5N;每1N分成5等份,分度值为0.2N,弹簧测力计的示数是2.8N,则物体受到的重力为2.8N;
(3)图丙(1)中,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,此时被拉下5个格,此弹簧测力计的分度值为0.2N;
如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,被拉下2个格,拉力F=2×0.4N=0.8N;
(4)图丁中,两同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,两个拉力在一条直线上且方向相反,所以是一对平衡力,弹簧测力计的示数应以弹簧测力计挂钩一端所受的拉力,所以其示数是3N。
故答案为:(1)调零;大;(2)0~5;2.8;(3)0.2;0.8;(4)3。液体种类
酒精
植物油
橡皮脂制力计的示数/N
2.6
2.7
液体密度ρ/(×103kg•m﹣3)
0.8
0.9
拉力F/N
1
2
3
4
5
6
7
长度L/cm
2.50
2.90
3.30
3.70
4.10
4.50
4.90
伸长量ΔL/cm
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
实验次序
1
2
3
4
5
物体质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
所受重力G/N
0.5
1.
1.5
2
2.5
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