第一章题型四弹簧测力计原理——华东师大版八年级上学期科学

这是一份第一章题型四弹簧测力计原理——华东师大版八年级上学期科学，共7页。
B．若乙弹簧受到4N的拉力，弹簧伸长2cm
C．若甲弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长3cm
D．若要制作精确度高的弹簧测力计，应选乙弹簧
2．如图甲所示，用水平拉力F1＝20N拉弹簧，弹簧伸长了2cm。现在两端同时用F2的力沿水平方向拉弹簧，如图乙所示，要使弹簧伸长3cm（仍在弹性限度内），则每个力F2为（ ）
A．15NB．30NC．20ND．40N
3．甲、乙、丙三条完全相同的弹簧悬挂在一根水平横杆上，甲弹簧无悬挂物品，乙弹簧悬挂重量为W1的砝码，丙弹簧悬挂重量为W1及W2的砝码，静止平衡时，三者的长度关系如图所示，若三条弹簧质量均很小忽略不计，且乙、丙两弹簧在取下砝码后，均可恢复原长，由上述信息判断W1：W2应为（ ）
A．1：2B．2：1C．2：3D．3：2
4．如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧，此时弹簧压缩了2cm。已知细线受到的拉力为3N，地面对B的支持力为5N，则A、B两物体的重力分别是（提示：劲度系数为100N/m，即该轻弹簧每受到100N的力，压缩或伸长1m）（ ）
A．1N和5NB．1 N和7 NC．7N和3 ND．5N和3N
5．如图所示，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的原长为5cm，且伸长了2cm，当小芳用力将这个弹簧拉长为8cm时，小芳拉弹簧的力是 N。
6．如图，是一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系的图像，由图可知弹簧的原长是 m，若弹簧伸长5cm时，所受弹力的大小是 N。
7．如图所示，将两根完全相同的轻质弹簧并接，共同挂上一个重G1＝12N的重物时，每根弹簧都伸长2cm，如果把它们串接起来并挂上重物G2，这时它们共伸长6cm，则重物G2＝ N。
8．如图所示，三个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同。
图①中弹簧的左端固定在墙上，此时弹簧的伸长量为x1，并处于静止状态。
图②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，此时弹簧的伸长量为x2，并处于静止状态。
图③中弹簧的左端挂一小物块，物块在粗糙的桌面上做匀速直线运动，此时弹簧的伸长量为x3。
则x1、x2、x3的大小关系是：x1 x2，x2 x3。
9．在一定范围内某弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图所示。
（1）当弹簧受到的拉力为8N时，弹簧的伸长量是多少？
（2）若在挂钩上施加13N的拉力，弹簧的长度是多少？
10．一根弹簧原长是8cm，第一次用50N的力拉弹簧时，弹簧全长为10cm；第二次拉弹簧时，使弹簧的全长为11cm，问：
（1）当弹簧受到50N的拉力时，弹簧伸长了多少cm？
（2）第二次用力拉弹簧时，弹簧伸长了多少cm？
（3）第二次的拉力大小是多少N？
2022年八年级上第一章题型四弹簧测力计原理
参考答案与试题解析
1．小莉要自制两个弹簧测力计，她选择了甲、乙两根不同规格的弹簧进行测试，拉力与伸长量的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的伸长量与受到的拉力成正比
B．若乙弹簧受到4N的拉力，弹簧伸长2cm
C．若甲弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长3cm
D．若要制作精确度高的弹簧测力计，应选乙弹簧
【分析】（1）弹簧测力计的原理，在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，在施加相同拉力的情况下，弹簧的伸长量越大，弹簧测力计越灵敏，弹簧伸长量越小，一般量程会越大，我们可以根据需要选择制作弹簧测力计的材料。
（2）根据F＝kΔL算出甲和乙的关系式，从而算出甲乙弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长量。
【解答】解：A、在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故A错误。
B、由图像知乙的拉力F与弹簧伸长量的关系式为：F乙＝4ΔL，所以若乙弹簧受到4N的拉力，弹簧伸长1cm，故B错误；
C、由图像知甲的拉力F与弹簧伸长量的关系式为：F甲＝ΔL，所以若甲弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长3cm，故C正确；
D、由图像可知，在相同拉力作用下，弹簧A的伸长量大，弹簧A较灵敏，可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计，故D错误。
故选：C。
【点评】本题要根据图中图像数据分析得出答案，学生要提高分析图像的能力，并真正理解弹簧测力计的原理。
2．如图甲所示，用水平拉力F1＝20N拉弹簧，弹簧伸长了2cm。现在两端同时用F2的力沿水平方向拉弹簧，如图乙所示，要使弹簧伸长3cm（仍在弹性限度内），则每个力F2为（ ）
A．15NB．30NC．20ND．40N
【分析】弹簧的伸长跟受到的拉力成正比，伸长同样的长度，受到的拉力将相同，根据力的作用效果相同进行分析。
【解答】解：物体间力的作用是相互的，甲图中用20N的力F1的力拉弹簧时，弹簧左端也受到向左的20N的拉力，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比，要使弹簧伸长3cm，则需要30N的拉力，在乙弹簧左右两端均施加水平拉力，弹簧仍伸长3cm，由于两种方法是等效的，所以加在弹簧乙上施加的力也是30N。
故选：B。
【点评】此题考查了弹簧测力计的测量原理以及等效替代法的应用。
3．甲、乙、丙三条完全相同的弹簧悬挂在一根水平横杆上，甲弹簧无悬挂物品，乙弹簧悬挂重量为W1的砝码，丙弹簧悬挂重量为W1及W2的砝码，静止平衡时，三者的长度关系如图所示，若三条弹簧质量均很小忽略不计，且乙、丙两弹簧在取下砝码后，均可恢复原长，由上述信息判断W1：W2应为（ ）
A．1：2B．2：1C．2：3D．3：2
【分析】在弹性限度内，弹簧所受拉力与伸长的长度成正比。
【解答】解：乙图中挂W1时，弹簧伸长2cm；图丙中挂W1和W2时，弹簧伸长3cm。
因为弹簧所受拉力与伸长的长度成正比，则有：＝，则有：W1＝2W2，所以W1：W2应为2：1。
故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】深入理解弹力与伸长长度间的关系，可解答此题。
4．如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧，此时弹簧压缩了2cm。已知细线受到的拉力为3N，地面对B的支持力为5N，则A、B两物体的重力分别是（提示：劲度系数为100N/m，即该轻弹簧每受到100N的力，压缩或伸长1m）（ ）
A．1N和5NB．1 N和7 NC．7N和3 ND．5N和3N
【分析】（1）弹簧的劲度系数为k，伸长或压缩的长度为x，那么产生的弹力根据F＝kx计算；
（2）物体A处于静止状态，那么它受到向上的弹力F，细线的拉力F拉，向下的重力GA，即：F+F拉＝GA；
物体B处于静止状态，它受到向下的重力GB，向下的弹力F，向上的支持力F支，即：F支＝GB+F。
【解答】解：弹簧的弹力为：F＝kx＝100N/m×0.02m＝2N；
物体A处于静止状态，那么它受到向上的弹力F，细线的拉力F拉，向下的重力GA，即：
F+F拉＝GA
2N+3N＝GA
GA＝5N；
物体B处于静止状态，它受到向下的重力GB，向下的弹力F，向上的支持力F支，即：
F支＝GB+F
5N＝GB+2N
GB＝3N。
故选：D。
【点评】知道弹簧的弹力和形变之间的数量关系，能够对物体进行正确的受力分析是解答此题的关键。
二．填空题（共3小题）
5．如图所示，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 3 N。若此时弹簧测力计中的弹簧的原长为5cm，且伸长了2cm，当小芳用力将这个弹簧拉长为8cm时，小芳拉弹簧的力是 4.5 N。
【分析】（1）作用在一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、作用在一条直线上，这两个力就是一对平衡力。弹簧测力计的示数等于挂钩受到的拉力的大小；
（2）在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
【解答】 解：（1）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，那么挂钩受到的拉力的大小为3N，所以弹簧测力计的示数为3N；
②弹簧测力计受到3N拉力时，伸长了2cm，根据弹簧的伸长量与受到的拉力成正比可知，伸长了8cm﹣5cm＝3cm时，受到的拉力为3×N＝4.5N。
故答案为：3；4.5。
【点评】此题考查了二力平衡的应用和弹簧测力计的测量原理，其中对弹簧测力计拉力的计算，容易出错，应搞清拉力与伸长量之间的关系。
6．如图，是一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系的图像，由图可知弹簧的原长是 0.1 m，若弹簧伸长5cm时，所受弹力的大小是 10 N。
【分析】弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关，当为原长时，没有发生形变时，弹力为0N，据此结合题图分析弹簧的原长；根据弹簧的伸长量为5cm得出弹簧的长度，再由图得出所受弹力的大小。
【解答】解：弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关，当为原长时，没有发生形变时，弹力为0N，图中可以看到弹簧长度是10cm，10cm＝0.1m；
当弹簧伸长5cm时，弹簧的长度为10cm+5cm＝15cm，由图可知此时受到的弹力大小为10N。
故答案为：0.1；10。
【点评】本题考查了弹簧的弹力和伸长量的关系，还要注意单位转换。
7．如图所示，将两根完全相同的轻质弹簧并接，共同挂上一个重G1＝12N的重物时，每根弹簧都伸长2cm，如果把它们串接起来并挂上重物G2，这时它们共伸长6cm，则重物G2＝ 9 N。
【分析】由两根完全相同的轻弹簧并接，共同挂上一个重G1＝12N的重物时，每根弹簧都伸长2cm，可知，每根弹簧受到的拉力是6N时，弹簧伸长2cm，然后根据弹簧的伸长跟拉力成正比，可求出两弹簧串接起来共伸长6cm，受到的拉力即重物G2的大小。
【解答】解：（1）因为两弹簧并接，受到12N的拉力，每根弹簧都伸长2cm，所以，每根弹簧受到的拉力是6N时，弹簧伸长2cm，
即当F1＝6N时，△L1＝2cm，
（2）因为把它们串接起来并挂上重物G2，这时它们共伸长6cm，每个弹簧受到的拉力相等，大小与G2相等，所以，每个弹簧受到的拉力大小为F2＝G2时，△L2＝3cm。
根据弹簧的伸长跟拉力成正比，
∴F2＝
∴G2＝F2＝9N。
故答案为：9
【点评】本题考查了弹簧的伸长跟拉力成正比的运用，一定要求出每个弹簧的伸长，再代入求解，不能将伸长6cm代入上式中，这是本题的一个易错点要特别注意。
三．实验探究题（共1小题）
8．如图所示，三个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同。
图①中弹簧的左端固定在墙上，此时弹簧的伸长量为x1，并处于静止状态。
图②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，此时弹簧的伸长量为x2，并处于静止状态。
图③中弹簧的左端挂一小物块，物块在粗糙的桌面上做匀速直线运动，此时弹簧的伸长量为x3。
则x1、x2、x3的大小关系是：x1 ＝ x2，x2 ＝ x3。
【分析】解答此题的关键是要弄清楚二力平衡的知识和测力计的原理﹣﹣在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
【解答】解：
用大小均为F的拉力作用在弹簧的右端，弹簧受到了一对平衡力，无论弹簧的左端情况怎样，弹簧受的是平衡力，它两端的拉力总相等。且在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，所以三个弹簧的伸长量相同。
故答案为：＝；＝。
【点评】此题主要考查的是物体在受到平衡力的作用时，弹簧受到的拉力是相等的，再根据弹簧的伸长与受的拉力成正比来分析就可以了。
四．计算题（共1小题）
9．在一定范围内某弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图所示。
（1）当弹簧受到的拉力为8N时，弹簧的伸长量是多少？
（2）若在挂钩上施加13N的拉力，弹簧的长度是多少？
【分析】在弹性限度以内，弹簧的伸长跟它受到的外力成正比，结合图象解答得出结论。
【解答】解：（1）读图可知，当拉力为0时，弹簧的长度为2cm，弹簧在受8N拉力时，其长度为8cm，则其伸长量为8cm﹣2cm＝6cm；
（2）由（1）可知，弹簧每伸长1cm受到的弹力为：k＝＝＝2N/cm，
当在挂钩上施加13N的拉力时，弹簧的伸长量为：ΔL'＝＝＝6.5cm，
则此时弹簧的长度为：4cm+6.5cm＝10.5cm。
答：（1）当弹簧受到的拉力为8N时，弹簧的伸长量是6cm；
（2）若在挂钩上施加13N的拉力，弹簧的长度是10.5cm。
【点评】阅读图象是本题解答的重要手段，搞清横纵坐标所表示的量，读出关键的数据再进行针对性的分析，才能得出正确的结论。
五．解答题（共1小题）
10．一根弹簧原长是8cm，第一次用50N的力拉弹簧时，弹簧全长为10cm；第二次拉弹簧时，使弹簧的全长为11cm，问：
（1）当弹簧受到50N的拉力时，弹簧伸长了多少cm？
（2）第二次用力拉弹簧时，弹簧伸长了多少cm？
（3）第二次的拉力大小是多少N？
【分析】弹簧测力计是使用原理是：在弹簧的弹性限度内“弹簧的受力越大，弹簧的伸长越长”，弹簧测力计的读数大小等于挂钩处受到的拉力大小。
【解答】解：（1）当弹簧受到50N的拉力时，弹簧伸长了10cm﹣8cm＝2cm。
（2）第二次用力拉弹簧时，弹簧伸长了11cm﹣8cm＝3cm。
（3）设第二次的拉力为F，
根据“在弹性限度内，弹簧的伸长与拉力成正比”可得：＝，
所以F＝50N×＝75N。
答：（1）弹簧伸长了2cm；（2）弹簧伸长了3cm；（3）第二次的拉力大小是75N；
【点评】常用测力计的原理与使用：测量力大小的工具称为测力计，实验室用的测力计就是弹簧测力计。弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内，弹簧的伸长量跟所受拉力成正比。