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【寒假衔接讲义】人教版 初中物理 八年级下册 专题知识讲义 第02讲 弹力(教师卷+学生卷)
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1.了解弹性与塑性的概念;
2.知道什么是弹力及弹力产生的原因;
3.了解弹性形变概念;
4.了解弹簧测力计的工作原理;
5.能正确使用弹簧测力计。
【基础知识】
一、弹性形变与塑性形变
1.形变
物体的形状或体积的改变,叫做形变。
2.弹性形变
(1)物体在力的作用下发生形变,当力撤去后,物体又恢复原状,这样的形变叫弹性形变。
(2)物体在外力消失后能自动恢复原状的性质叫弹性。
3.塑形形变
(1)也有一些物体发生了形变,当力撤去后,不能恢复原状,我们把这样的形变叫塑性形变。如面团、橡皮泥等受力后发生的形变就是塑性形变。
(2)物体形变后不能自动恢复原状的性质叫塑性。
二、弹力
1.弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。
2.弹力的方向:与施力物体发生弹性形变的方向相反。
如图所示,用手向右拉弹簧,弹簧因形变而产生弹力,它作用在手上,方向向左。
3.弹力的施力物体和受力物体:施力物体是发生形变的物体,受力物体是使它发生形变的物体。
4.大小:与使物体发生弹性形变的外力大小相等。
5.产生条件:物体间相互接触且接触部位相互挤压或拉伸。
6.弹力的形式:压力、支持力、拉力、推力等都是推力。
三、探究“弹簧的伸长跟受到拉力的关系”
【提出问题】弹簧受到拉力时会伸长,弹簧的伸长量与受到的拉力的大小关系呢?
【猜想与假设】弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长就会越长。
【设计并进行实验】
(1)将弹簧固定在铁架台上,测出其长度。
(2)分别将1个、2个、…6个钩码挂在弹簧的下端的挂钩上,并记下对应的伸长量,将数据填入表格中。
【分析论证】
通过对比表中钩码的拉力以及弹簧弹簧伸长量可以发现:在弹簧弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
【交流与评估】
(1)弹簧下所挂钩码数量要合适,如果钩码的拉力超过其弹性限度就会将弹簧损坏。
(2)不要将弹簧的长度和伸长混为一谈。
(3)在弹性限度内,弹簧的伸长量和受到的拉力成正比,即伸长量和拉力的比值是一个定值。
【常考方向】
(1)分析表中数据,得出结论;
(2)根据弹簧测力计的原理。结合表中数据,计算某种情况下的拉力大小或弹簧伸长量的总长度;
(3)根据表中数据绘制图像;
(4)在弹簧的弹性限度内(弹簧测力计的测量范围),弹簧的伸长量与弹力成正比;
(5)弹簧测力计的工作原理—在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹力成正比。
★易错提示:弹簧的伸长量与弹簧的长度
弹簧的伸长量不是指弹簧被拉长后的长度,而是指受到力的作用后,弹簧形变的长度,即“伸长了”的长度;若弹簧的原长为L0,受力后弹簧的长度为L,则弹簧的伸长量为ΔL=L-L0。与拉力成正比的是弹簧的伸长量,而不是弹簧的长度。
四、弹簧测力计
1.测力计
测量力的大小的工具叫做测力计。其中利用弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长的原理制成的测力计叫做弹簧测力计。
2.测力计的种类
(1)为了满足不同测量力的需求,人们制造了各式各样的测力计,如握力计、弹簧秤和托盘秤等,如图所示。
握力计 弹簧秤 托盘秤
(2)测力计有各种不同的构造,但它们的主要部分弯曲而由弹性的钢片或螺旋型弹簧。
(3)当外力使弹性钢片或弹簧发生形变时,通过杠杆等传动装置带动指针转动,根据指针停在刻度盘上的位置,即可读出外力的大小。
3.弹簧测力计
(1)构造:弹簧测力计主要由弹簧、指针、挂钩和刻度盘等组成。如图所示,是实验室常用的两种弹簧测力计。
条形盒测力计 圆筒测力计
(2)测力原理(弹簧的性质):在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。也可表达为:在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大。
(3)使用方法
1)首先看清量程,加在弹簧测力计上的力不允许超过它的量程;
2)认清它的分度值,以便读数时快速准确;
3)观察指针是否指在零刻度线处,若没有,需要校零;
4)使用前,最好轻轻拉几次它的挂钩,可以避免弹簧被外壳卡住;
5)使用时,拉力方向应与弹簧轴线方向一致,确保测量准确。
【考点剖析】
考点一:弹力
【答题技巧】
(1)弹力产生的条件:“接触”且“产生弹簧形变”;
(2)常见的压力、拉力、支持力等都是弹力;
(3)受力物体受到的弹力是由施力物体发生弹性形变产生的。
【例1】如图所示,用手压气球,气球形变,下列关于弹力说法正确的是( )。
A.气球对手的弹力是气球发生形变产生的;
B.手对气球的弹力是气球发生形变产生的;
C.手对气球有弹力作用,气球对手没有弹力作用;
D.气球对手有弹力作用,手对气球没有弹力作用
考点二:弹簧测力计的使用方法
【答题技巧】
弹簧测力计的使用口诀:
认分度、看量程、先校零;
要顺拉、勿摩擦、不猛拉;
正对看、记数值、带单位。
【例2】关于弹簧测力计的使用,下列说法中不正确的是( )。
A.使用中要使弹簧测力计的受力方向沿弹簧的轴线方向;
B.使用时必须检查指针是否对准零刻度线;
C.弹簧测力计使用时必须竖直放置,不得倾斜;
D.不能用来测量超过它的测量范围的力
考点三:弹簧测力计的读数
【答题技巧】弹簧测力计倒挂时,弹簧测力计显示的拉力=弹簧测力计外壳对弹簧的拉力+重物对弹簧的拉力。
【例3】在实验时,小明将一个正常的铁质外壳测力计的挂钩挂在铁架台上,静止时有如图所示的示数。接着,他把这个测力计像右图中乙那样,上下各挂一个100g的钩码,并挂到甲测力计下,g取10N/kg,则甲乙两测力计的示数分别是( )。
A.1.0N 和2.0N B.3.0N 和 1.0N C.3.0N 和 2.0N D.2.0N 和 3.0N
考点四:弹簧测力计与力的相互性
【答题技巧】当弹簧测力计处于静止状态或用弹簧测力计匀速拉动物体时,弹簧测力计的示数就等于作用在挂钩上的力的大小。
【例4】图中的测力计在两个水平拉力作用下处于静止,拉力的大小均为F,该测力计的示数为( )。
A.0 B.F/2 C.F D.2F
考点五:弹簧测力计的测量原理
【答题技巧】力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。力的三要素指的是力的大小、方向和作用点。
【例5】课外学习小组在“探究弹簧的伸长量与受到的拉力的关系”时,得到的实验数据如表。
根据实验数据,你认为:
(1)用这样的弹簧能做一个测量范围是________的测力计。
(2)在一定范围内,该弹簧所受的拉力F与伸长量ΔL关系的数学表达式是____________。
(3)当悬挂物体后,弹簧长度是25.5cm,那么该物体向下拉弹簧的力是________N。
【真题演练】
1.(山东枣庄市)如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则每个人的拉力F分别为( )。
A.4N 0B.0 4NC.4N 4ND.8N 8N
2.(湖南怀化市)(1)如图甲所示,所测物体的长度是______cm;
(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数是______ N。
3.(湖南郴州)图中测量仪器的使用,操作正确的是( )。
A. 图甲:用刻度尺测量木块的长度;
B. 图乙:用天平测量液体的质量;
C. 图丙:用弹簧测力计测量物体的重力;
D. 图丁:用温度计测量液体温度
4.(湖北黄冈市、孝感市、咸宁市)如图甲所示是某景区奇观,图乙是其简化图,O点为上方巨石的重心。请在图乙画出上方巨石受到支持力的示意图。
5.(湖南衡阳)学校劳动实践基地南瓜挂满藤,请你在图中画出南瓜A的受力示意图。
【过关检测】
1.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.力有大小、方向和作用点三要素,只有人才能产生力;
C.力是物体对物体的作用;
D.施力物体也是受力物体
2.如图所示,用2N的水平拉力向右拉弹簧测力计,下列说法中不正确的是( )。
A.手对弹簧的拉力是由于弹簧发生形变而产生的;
B.弹簧对手的拉力也是2N;
C.弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而产生的;
D.在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长
3.如图所示,ABCD顺序表示了射箭的整个过程,运动员先将箭搭在弓上,然后慢慢拉弓,将弓拉满后松手,箭疾驰而飞,在以上过程中,弓的弹力最大的时刻是( )。
A. B. C. D.
4.在弹簧弹性形变的限度内,如图所示能正确表示弹簧的伸长量△L与其受到的拉力F的关系的是( )。
A.B.C.D.
5.几位同学使用同一弹簧拉力器锻炼身体,每位同学都可以将弹簧拉力器拉开至两臂伸直。两臂伸直时,对弹簧拉力器拉力最大的是( )。
A.力气大的同学B.手臂长的同学
C.体重大的同学D.几位同学都一样大
6.弹簧测力计是用来测量 (选填“质量”或“力”)的大小,如图所示的弹簧测力计的分度值是 N,弹簧测力计对物体A的拉力为 N。
7.如图,静止的弹簧测力计两端受到方向相反、大小都为3N的力F1和F2的作用,那么弹簧测力计的示数为 N;若此时弹簧测力计中的弹簧伸长了3cm,当小芳用力将这个弹簧拉长了5cm时,小芳拉弹簧的力是 N。
8.小球放置在一竖直放置的弹簧上,请作出小球静止时受到弹力的示意图。
9.为研究橡皮筋是否也与弹簧有类似的性质,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(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量△x,根据多组测量数据画出的图线如图乙所示.
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重为6N 的钩码时,橡皮筋 A 的伸长量为_____cm,橡皮筋 B 的伸长量为_____cm.
(2)分别用这两根橡皮筋制成测力计,则用橡皮筋_____制成的测力计量程大(均选填“A”或“B”).
(3)将本实验中相同的两根橡皮筋A并联起来可以制成量程更大的弹簧测力计,能够测量力的最大值为_____N.
10.在弹性限度内弹簧的伸长x和受到的拉力F成正比,在物理学中用劲度系数k表示弹簧的弹性性能,则有关系式F=kx.小明根据这个原理自制了一个弹簧测力计。首先,把一根轻质弹簧A端固定,让其自由下垂,B端正对刻度尺的零刻度线(如图),然后在下方挂50N的重物,观察到B端正对着刻度10cm。(均在弹簧的弹性限度内)
(1)此弹簧测力计的劲度系数是多少?
(2)当弹簧挂150N重物时,B端所对刻度尺读数应是多少?
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
钩码的拉力/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
伸长量/cm
0
1
2
3
4
5
6
拉力F/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
弹簧长度/cm
22
23
24
25
26
27
28
28.5
28.6
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