初中物理苏科版八年级下册力 弹力课后练习题
展开这是一份初中物理苏科版八年级下册力 弹力课后练习题,共44页。试卷主要包含了下列结果中,不是由弹力产生的是等内容,欢迎下载使用。
8.1 力 弹力
一.选择题(共20小题)
1.下列结果中,不是由弹力产生的是( )
A.撑竿跳高运动员跳起并跃过横杆
B.手中的石块释放后自由下落
C.玩具手枪用弹簧将“子弹”射出去
D.“蹦极”运动中落到低处的人被绳拉起
2.如图所示,弹簧测力计的正确读数是( )
A.2.4N B.3.4N C.2.6N D.3.2N
3.如图展示了几位同学使用弹簧测力计的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
4.一弹簧测力计上挂几个钩码,弹簧测力计的示数为G,若将弹簧测力计倒过来,将钩码挂在吊环上,手提秤钩,则弹簧测力计的示数将( )
A.大于G B.等于G C.小于G D.无法确定
5.用绳子系住水桶,手握绳子从井中提水,水桶受到的力有( )
A.重力、绳子的拉力和手的拉力
B.重力和手的拉力
C.绳子的拉力和手的拉力
D.重力和绳子的拉力
6.如图所示,乒乓球是我国的国球也是同学们喜爱的运动项目之一。下列关于乒乓球受力及运动的说法中,错误的是( )
A.用球拍击球时,乒乓球与球拍之间的作用力是弹力
B.乒乓球既是受力物体同时也是施力物体
C.运动的乒乓球在碰到桌面后会改变运动方向,表明力可以改变物体的运动状态
D.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的大小有关
7.如图所示,小丽同学把一根钢尺的下端固定,分别用不同的力去推它使它发生a、b、c、d各图所示的形变。若F1=F3=F4<F2,小丽同学的下列分析正确的是( )
A.图a和b说明力的作用效果跟力的大小有关
B.图c和d说明力的作用效果跟力的方向有关
C.图b和d说明力的作用效果跟力的作用点有关
D.图b和c说明力的作用效果跟力的方向有关
8.如图所示的各力中,不属于弹力的是( )
A.磁铁对小铁球的吸引力
B.手对弹簧的拉力
C.人对跳板的压力
D.手对弓的拉力
9.关于力的概念,下列说法中错误的是( )
A.只有接触的物体才能产生力的作用
B.物体受力的同时也一定在施力
C.力是物体对物体的作用
D.力是改变物体运动状态的原因
10.如图所示,两匹马各用5000N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计,则此时弹簧测力计的读数为( )
A.2500N B.5000N C.0 D.1000N
11.几位同学使用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.几个同学都一样大 B.手臂长的同学
C.体重大的同学 D.力气大的同学
12.如图所示,小强用大小相同的力往同一方向推开家里的门时,发现推A点比推C点要容易,这说明力的作用效果跟下面哪个因素有关( )
A.力的大小 B.力的方向
C.力的作用点 D.物体的运动状态
13.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N B.0N,5N C.5N,5N D.5N,10N
14.乒乓球比赛中,有时会出现“擦网球”(如图),乒乓球擦网前后运动状态的变化情况是( )
A.只改变了运动快慢
B.只改变了运动方向
C.运动快慢和运动方向都发生了变化
D.运动快慢和运动方向都不发生变化
15.用细线绑住干净的玻璃板,将玻璃板吊在弹簧测力计的下面,静止时测力计示数为F1;又使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,且没有离开水面,如图所示,测力计示数为F2;再将玻璃板慢慢浸没在水中,玻璃板没有接触杯底,静止时测力计示数为F3.则( )
A.F2>F1>F3 B.F1>F2>F3 C.F2>F1=F3 D.F1=F2=F3
16.如图所示,手对桌子作用一个力F1,桌子也对手作用一个力F2,则下列说法正确的是( )
A.F1是手受到的压力,施力物体是桌子,受力物体是手
B.F1是手受到的重力,施力物体是地球,受力物体是手
C.F2是手受到的支持力,施力物体是桌子,受力物体是手
D.F2是桌子受到的压力,施力物体是手,受力物体是桌子
17.下列各因素中,不能影响力的作用效果的是( )
A.作用点 B.大小 C.方向 D.单位
18.实验室常用的弹簧秤如图甲所示,弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连,另一端固定在外壳上的O点,外壳上固定一个圆环,整个外壳重为G,弹簧和拉杆的质量忽略不计.现将该弹簧秤以如图乙和丙的两种方式固定在地面上,并分别用同样的力F0(F0>G)竖直向上拉弹簧秤,则稳定后弹簧秤的读数分别为( )
A.乙图读数为F0﹣G,丙图读数为F0+G
B.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0﹣G
C.乙图读数为F0,丙图读数为F0﹣G
D.乙图读数为F0﹣G,丙图读数为F0
19.弹簧所受到的拉力F与弹簧的伸长量x成正比,即F=kx,k为常量,如图所示,已知当物体受到拉力F作用时,弹簧伸长量为x,则当拉力变为2F时(在弹性限度内),弹簧伸长量为( )
A.小于2x B.大于2x C.等于2x D.无法判断
20.如图所示,将两只弹簧测力计A、B挂钩在一起,然后用手水平地左右拉弹簧测力计的圆环,当左边弹簧测力计A的读数为8N时,右边弹簧测力计B的读数及手对弹簧测力计的拉力分别是( )
A.8N,8N B.8N,16N C.0N,16N D.16N,8N
二.填空题(共10小题)
21.如图所示,弹簧测力计的测量范围是 N,弹簧测力计的示数是 N。
22.为了科学的测量物理量,首选要有一个公认的比较标准,这个标准叫做 ;其次,还要有合适的 ,使用弹簧测力计之前,应先观察它的量程和 .
23.如图所示,小明用F=10N的拉力将木板从物体A下面拉出,物体A静止,弹簧测力计的示数为 N,该弹簧测力计的分度值是 N。
24.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,鱼的重力和 是一对平衡力.
25.如图所示为某中学足球赛的精彩画面,脚把足球踢飞,说明力可以改变物体的 ;同时脚感觉到疼,说明力的作用是 的.
26.在春季运动会上,班级的男同学吹气球时发现:用手轻轻一压,气球就变扁了,说明力可以改变 ;用手轻轻一推,气球就向一侧飞走了,说明力可以改变 .
27.如图所示,运动员借助撑杆起跳时,撑杆弯曲说明力可以使物体发生 ,同时撑杆帮助运动员向上跳起,说明物体间力的作用是 的,运动员跃过栏杆下落过程中,因受重力作用速度不断变大,说明力可以改变物体的 .
28.用力推课桌的下部,课桌会沿底面滑动,而推课桌的上部,则课桌可能会翻到,这说明力的作用效果与力的 有关.
29.如图,①中弹簧左端固定在墙上,右端受到大小为F的拉力作用,此时弹簧的伸长量为Xl并处于静止状态.②中弹簧两端都受到大小为F的拉力作用,此时弹簧的伸长量为X2并处于静止状态.③中弹簧两端各挂一小物块,在大小为F的拉力作用下,两物体在粗糙桌面上一起向右做匀速直线运动,此时弹簧伸长量为X3.则Xl、X2、X3大小关系是:Xl X2,X2 X3.
30.如图所示,有一根弹簧测力计,由于某种原因,它表面的刻度值没有了,但弹簧测力计的其他部件都完好.为了利用这把弹簧测力计,现把一小段长度均匀分割的刻度线粘贴到弹簧测力计上.当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧秤的指针刚好指在刻度线5下面的第三条黑线位置;当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7上面第二条刻度线的位置.由此可知,利用图中的刻度线,此弹簧测力计能够测量的范围是 .如果将刻度线的粘贴位置向挂钩方向移动一小段,则此时弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差将 (选填:“变大”或“不变”或“变小”).
三.实验探究题(共8小题)
31.物理小组探究“弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系的实验装置如图甲所示,探究过程中,实验数据如表:
悬挂物质量/g | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 |
弹簧伸长量/cm | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
(1)如图乙所示的弹簧测力计,它的分度值是 N。
(2)弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是 N。
(3)分析表中数据得出:在弹性限度内,弹簧的 (选填“长度”或“伸长量”)与弹簧受到的拉力成正比。
32.归纳式探究﹣﹣研究金属杆承受拉力的能力:
科学研究表明:在一定范围内,金属杆的伸长与它所受的拉力成正比.
现在,我们要知道一根长度为2.5m、横截面积为0.8cm2的金属杆A,最大伸长0.4m时所能承受的拉力.但是直接对A进行测试有困难,因此我们就对同种材料制成的不同规格的样品进行了测试.测试中,所用拉力F始终为1000N,测得的数据如下表.请回答:
长度l/m | 横截面积S/cm2 | 伸长△l/cm |
l | 0.05 | 0.16 |
l | 0.10 | 0.08 |
4 | 0.20 | 0.16 |
(1)△l=k ,其中k= (填上数值和单位).将数据表格形式变成公式形式,这里运用的科学方法是 法.
(2)金属杆A所能够承受的最大拉力为 N.
33.林红同学在探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,根据实验数据绘出了如图所示图象,图中L是弹簧的长度,F是弹簧受拉力的大小.
请回答下列问题:
(1)这根弹簧的原长是 cm.拉力为6N时,弹簧长度比原长长了 cm,弹簧发生了 (选填“弹性”或“塑性”)形变;
(2)当这根弹簧的长度为4cm时,此时弹簧受到的拉力为 N.
(3)分析图象及有关数据,可以得出结论是 .
34.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,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高(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.
35.课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与受的拉力的关系”实验时,实验数据如表.
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 |
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,弹簧所受的拉力F与伸长量△L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.
36.小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”.弹簧的一端固定在木板上,他先在木板上标上0~7.00cm的刻度.把木板竖直放置,在弹簧下端挂钩码(每个钩码的质量为50g).实验数据记录如下表.
(1)当挂三个钩码时,指针所对刻度如图乙,请在表中填写此时弹簧的长度和弹簧的伸长量.
(2)分析表中弹簧的伸长跟拉力的数据,你能得到的结论是 .
(3)小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”,他找来一个质量为100g的小桶,挂在弹簧下面的挂钩上,测量时,在桶中加满待测液体,根据指针指示的刻度,就能直接读出液体的密度.
①该“密度秤”的零刻度线应在 cm刻度处.
②在桶中加满水,指针指在4cm刻度处,如图丙,则该小桶的容积是 cm3.
③该“密度秤”能测量的最大的密度是 g/cm3.
④利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是 g/cm3.
⑤小明想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是 (只要一种即可).
钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
弹簧长度/cm | 2.00 | 2.50 | 3.00 |
| 4.00 | 4.50 | 5.00 | 5.50 | 6.00 | 6.50 | 7.00 |
弹簧的伸长/cm | 0 | 0.50 | 1.00 |
| 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 | 4.50 | 5.00 |
37.力的作用效果与哪些因最有关呢?为了探究这个问题,小华设计了这样的实验,用一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钓码,通过钢片受力而发生形变来研究问题,如图所示是小华设计的实验的主要步骤,(小华使用的钩码规格相同)
(1)通过比较甲和乙中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的 有关.
(2)通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向,可以发现: ;
(3)通过比较 和 中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的作用点有关;
(4)在本实验中,小华采用的方法叫做 法.
38.为研究弹簧的性质,我们在竖直悬挂的轻质弹簧下加挂钩码(如图a),同时记录弹簧总长度L与钩码质量m,所得数据记录在表中.已知弹簧原长L0=6.0cm.实验过程中,弹簧形变在弹性限度内,不计弹簧所受的重力.(g取10N/kg)
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
钩码质量m/g | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
弹力F/N | 0 | 0.3 | 0.6 | 0.9 |
| 1.5 |
弹簧总长度L/cm | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 |
弹簧伸长量△x/cm |
| 1.2 | 2.4 | 3.6 | 4.8 | 6.0 |
(1)实验中弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力,请将表格中弹力的数据补充完整;
(2)分析表格中对的数据,请将表格中弹簧伸长量数据补充完整;
(3)请在图b坐标系中描点作出弹力F跟弹簧伸长量△x的关系图象;
(4)分析表格中数据或图象可以定量得出:在弹性限度内, .
39.我们知道,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.
(1)如图甲所示是某根弹簧的F与x之间的关系图,则该弹簧的劲度系数k为多少?
(2)因单根弹簧的弹性限度有限,某同学将两根同样的轻质弹簧并联起来使用,如图乙所示,忽略整个装置的重力,若所挂物体的质量为1kg,则每根弹簧受到的拉力为多大?
(3)试推导上述两根并联弹簧的劲度系数k′与单根弹簧的劲度系数k的关系.
40.小华利用图甲所示装置“探究弹簧的伸长跟外力的关系”时,记录数据如下表:
钩码质量/g | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
指针位置/cm | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 14 |
当去掉钩码后,指针指在2.5cm刻度线处.
(1)指出实验操作中的错误之处 ;
(2)分析数据,得出结论: ;
(3)根据实验数据他们作出了图乙所示的图象,其中正确的是 (A/B/C/D).
参考答案与解析
一.选择题(共20小题)
1.下列结果中,不是由弹力产生的是( )
A.撑竿跳高运动员跳起并跃过横杆
B.手中的石块释放后自由下落
C.玩具手枪用弹簧将“子弹”射出去
D.“蹦极”运动中落到低处的人被绳拉起
【分析】物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力.判断一个力是不是弹力,主要是看这个力是不是由于发生弹性形变时要恢复原状而产生的力.
【解答】解:
A、撑竿跳高运动员在对竿施加力的作用,使竿发生弹性形变,由于竿要恢复原状,因此对运动员施加一个弹力,故A不符合题意;
B、手中的石块释放后会下落,是由于重力的作用,石块并没有发生形变,故不是由弹力引起的,故B符合题意;
C、玩具弹簧手枪中的弹簧被压缩,松手后,弹簧要恢复原状对子弹施加一个弹力,故C不符合题意;
D、“蹦极”运动中落到低处时,绳子被拉长,绳子要恢复原状对人施加一个弹力使人向上弹起,故D不符合题意.
故选B.
【点评】掌握弹力是由于物体发生弹性形变时产生的力,知道弹力和其他力的不同之处.
2.如图所示,弹簧测力计的正确读数是( )
A.2.4N B.3.4N C.2.6N D.3.2N
【分析】此题在弹簧测力计的量程内读数,由图示可知此弹簧测力计的最小刻度值为0.2N,根据弹簧测力计的读数规则即可读出示数.
【解答】解:由图知:弹簧秤的最小刻度值为0.2N,因此弹簧测力计的示数为2.6N;
故选C.
【点评】在弹簧秤读数时,首先观察量程与最小刻度,并且视线要与测力计指针持平.
3.如图展示了几位同学使用弹簧测力计的情景,其中测量方法错误的是( )
A. B. C. D.
【分析】弹簧测力计在使用时,为了减小摩擦和防止损坏弹簧测力计,被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致.
【解答】解:
使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,由图可知ABC正确,D错误.
故选D.
【点评】此题主要考查了弹簧测力计的正确使用方法,属于基础题目.
4.一弹簧测力计上挂几个钩码,弹簧测力计的示数为G,若将弹簧测力计倒过来,将钩码挂在吊环上,手提秤钩,则弹簧测力计的示数将( )
A.大于G B.等于G C.小于G D.无法确定
【分析】弹簧测力计的结构除弹簧外,还包括外壳、拉环等,这些都有一定的重力,如要倒过来使用,这些重力都会由弹簧来承担,会影响测量的结果.
【解答】解:将弹簧测力计倒过来使用时,测力计外壳、拉环等的重力都由弹簧来承担,会在测力计上显示一定的示数,从而使最终的测量结果偏大.
故选A.
【点评】搞清弹簧测力计外壳、拉环等的重力由谁来承担?会不会在刻度盘上显示示数?是正确判断此题的关键.
5.用绳子系住水桶,手握绳子从井中提水,水桶受到的力有( )
A.重力、绳子的拉力和手的拉力
B.重力和手的拉力
C.绳子的拉力和手的拉力
D.重力和绳子的拉力
【分析】力是物体对物体的作用;
地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用.
【解答】解:
用绳子提水过程中,绳子与水桶接触,对水桶有向上的拉力;
水桶受到重力的作用.
所以水桶受到的力是重力和绳子的拉力.
故选D.
【点评】地球附近的物体都受重力;拉力属于弹力的一种,两个物体必须直接接触才可能存在弹力的作用.
6.如图所示,乒乓球是我国的国球也是同学们喜爱的运动项目之一。下列关于乒乓球受力及运动的说法中,错误的是( )
A.用球拍击球时,乒乓球与球拍之间的作用力是弹力
B.乒乓球既是受力物体同时也是施力物体
C.运动的乒乓球在碰到桌面后会改变运动方向,表明力可以改变物体的运动状态
D.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的大小有关
【分析】解答此题从以下几方面入手:
(1)力的作用效果有两个,一是力可改变物体的运动状态;二是力可改变物体的形状。
(2)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的,判断一个力是否存在时,要看能不能找到施力物体。
(3)力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。
(4)物体间力的作用是相互的。作用力与反作用力的关系是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
【解答】解:A、乒乓球拍击球时,乒乓球和球拍都会因受力发生弹性形变,从而产生弹力,故A正确。
B、力的作用是相互的,任何一个物体,同时既是受力物体,也是施力物体,故B正确。
C、运动的乒乓球在碰到桌边后,受到了桌边给的力后改变了运动方向,表明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D、击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的作用点有关,故D错误。
故选D。
【点评】本题考查了多个力学的相关知识点,熟知力的三要素,力的作用效果,平衡力与相互作用力的判断等,可顺利解答此题。
7.如图所示,小丽同学把一根钢尺的下端固定,分别用不同的力去推它使它发生a、b、c、d各图所示的形变。若F1=F3=F4<F2,小丽同学的下列分析正确的是( )
A.图a和b说明力的作用效果跟力的大小有关
B.图c和d说明力的作用效果跟力的方向有关
C.图b和d说明力的作用效果跟力的作用点有关
D.图b和c说明力的作用效果跟力的方向有关
【分析】(1)力的三要素:力的大小、方向和作用点。力的三要素同时影响力的作用效果。
(2)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状。
(3)用控制变量法研究力的作用效果和力的三要素之间的关系。
【解答】解:A、图a和b,力的方向和作用点相同时,研究力的作用效果跟力的大小的关系。力越大钢尺形变大。故A正确;
B、图c和d,力的大小相同,力的作用点和方向不同,没有遵循控制变量的研究方法,无法研究力的作用效果跟力的方向的关系。故B错误;
C、图b和d,力的方向相同,力的大小和力的作用点不同,没有遵循控制变量的研究方法,无法研究力的作用效果跟力的作用点的关系。故C错误;
D、图b和c,力的作用点相同,力的大小和力的方向不同,没有遵循控制变量的研究方法,无法研究力的作用效果跟力的方向的关系。故D错误;
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对力的三要素的理解和掌握,以及对控制变量法的理解,属于典型的题目,比较简单。
8.如图所示的各力中,不属于弹力的是( )
A.磁铁对小铁球的吸引力
B.手对弹簧的拉力
C.人对跳板的压力
D.手对弓的拉力
【分析】弹力是物体发生形变后要恢复原状时产生的力,两物体直接接触并且发生形变,两物体间才会有弹力作用。
【解答】解:A、磁铁对小球的引力是磁场力,不是弹力,在该事例中不存在弹力,故A符合题意;
B、人拉弹簧拉力器时,弹簧变长发生形变,会产生弹力,故B不符合题意;
C、跳板在人的压力作用下弯曲,发生形变,会产生力的作用,故C不符合题意;
D、拉弓射箭时,弓发生形变,会产生弹力作用,故D符合题意。
故选A。
【点评】本题考查了判断是否有弹力产生,看物体是否发生形变是判断弹力有无的关键。
9.关于力的概念,下列说法中错误的是( )
A.只有接触的物体才能产生力的作用
B.物体受力的同时也一定在施力
C.力是物体对物体的作用
D.力是改变物体运动状态的原因
【分析】理解力的概念应把握:
(1)物体间推、拉、提、压、排斥、吸引等作用都叫力的作用;
(2)物体间力的作用是相互的,
(3)力的作用效果是:改变物体的形状,改变物体的运动状态。
【解答】解:
A、两个不相互接触的物体间,也会有力的作用,比如磁铁吸引铁钉,故A错误;
BC、因为力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,所以物体受力的同时也一定在施力,故BC正确;
D、力是改变物体运动状态的原因,故D正确。
故选A。
【点评】本题考查的力的概念、作用效果和相互作用性,为全面正确理解力的特点做一个很好的铺垫,也是后面学习受力分析的基础,同学们应联系实际认真分析和领会
10.如图所示,两匹马各用5000N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计,则此时弹簧测力计的读数为( )
A.2500N B.5000N C.0 D.1000N
【分析】解答此题的关键是看物体处于什么状态。如果物体处于静止状态,那么弹簧测力计所受到的一定是一对平衡力;
再根据力的作用是相互的就可以得出答案。
【解答】解:
弹簧测力计两端沿水平方向各施加5000N的拉力,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(5000N)为准,所以,其示数是5000N,故B正确。
故选B。
【点评】此题主要考查对弹簧测力计读数的理解和掌握。要注意分析物体所处的状态,区分弹簧测力计的示数和弹簧所受到的合力的不同。
11.几位同学使用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.几个同学都一样大 B.手臂长的同学
C.体重大的同学 D.力气大的同学
【分析】拉力的大小不仅取决于弹簧的根数,同时与弹簧的伸长有着直接的关系.因为弹簧所受拉力越大,伸长会越长.
【解答】解:因为弹簧所受拉力越大,伸长越长,所以在同样拉开三根弹簧的情况下,我们还要比较两位同学谁把弹簧拉得更长.它们都将手臂撑直了,那么手臂长的同学当然就用了更大的力.
故选B.
【点评】都将弹簧拉开,这只是“现象”,谁将弹簧拉得更长,这才是“本质”,所以我们要学会透过现象看本质.
12.如图所示,小强用大小相同的力往同一方向推开家里的门时,发现推A点比推C点要容易,这说明力的作用效果跟下面哪个因素有关( )
A.力的大小 B.力的方向
C.力的作用点 D.物体的运动状态
【分析】力的大小、方向、作用点叫做力的三要素,力的三要素影响力的作用效果.
【解答】解:由题知,分别在A、C两处用相同大小、相同方向的力推门时,可以感受到在A点用力容易把门推开,这说明力的作用效果与力的作用点有关.
故选C.
【点评】本题考查了学生对力的三要素的掌握,属于基础知识的考查,比较简单.
13.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N B.0N,5N C.5N,5N D.5N,10N
【分析】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小.
【解答】解:因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是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.
故选C.
【点评】此题考查了二力平衡条件的应用,根据物体处于静止状态,得出物体受平衡力的作用,从而得出测力计的示数,同时涉及到了定滑轮的特点.
14.乒乓球比赛中,有时会出现“擦网球”(如图),乒乓球擦网前后运动状态的变化情况是( )
A.只改变了运动快慢
B.只改变了运动方向
C.运动快慢和运动方向都发生了变化
D.运动快慢和运动方向都不发生变化
【分析】力的作用效果有两个,一个是可改变物体的运动状态;一个是可改变物体的形状.运动状态的改变包括:速度大小的改变和方向的改变.
【解答】解:乒乓球擦网时,乒乓球的运动方向和速度大小都发生了改变.故C说法正确.
故选C.
【点评】本题考查了力的作用效果,是一道基础题.
15.用细线绑住干净的玻璃板,将玻璃板吊在弹簧测力计的下面,静止时测力计示数为F1;又使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,且没有离开水面,如图所示,测力计示数为F2;再将玻璃板慢慢浸没在水中,玻璃板没有接触杯底,静止时测力计示数为F3.则( )
A.F2>F1>F3 B.F1>F2>F3 C.F2>F1=F3 D.F1=F2=F3
【分析】(1)分子间同时存在着引力和斥力,当分子距离较近时表现为斥力,当分子间距离较远时表现为引力,玻璃板和水分子之间存在引力.
(2)浸没在水中物体受浮力.
【解答】解:将玻璃板吊在弹簧测力计的下面,静止时测力计示数为F1=G;
使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,且没有离开水面时因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大即F2>G.
再将玻璃板慢慢浸没在水中,玻璃板没有接触杯底,静止时测力计示数为F3=G﹣F浮.
综上分析:F2>F1>F3,故A正确.
故选A.
【点评】本题考查物理规律在生产生活中的应用,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象.
16.如图所示,手对桌子作用一个力F1,桌子也对手作用一个力F2,则下列说法正确的是( )
A.F1是手受到的压力,施力物体是桌子,受力物体是手
B.F1是手受到的重力,施力物体是地球,受力物体是手
C.F2是手受到的支持力,施力物体是桌子,受力物体是手
D.F2是桌子受到的压力,施力物体是手,受力物体是桌子
【分析】力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体;其中受到力的作用的物体叫受力物体;对别的物体施加了力的物体叫施力物体.物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力.
【解答】解:
AB、F1是桌子受到的压力,施力物体是手,受力物体是桌子,故AB错误;
CD、F2是手受到的支持力,施力物体是桌子,受力物体是手,故C正确、D错误.
故选C.
【点评】深入理解力的概念是解答此题的关键,是一道基础题目.
17.下列各因素中,不能影响力的作用效果的是( )
A.作用点 B.大小 C.方向 D.单位
【分析】力的大小、方向与作用点决定了力的作用效果,被称为力的三要素.
【解答】解:影响力的作用效果的大小因素包括力的大小、方向、作用点;力的单位对作用效果无影响.
故选:D.
【点评】本题考查了力的效果的决定因素,即力的三要素,是一道基础题,掌握基础知识即可正确解题.
18.实验室常用的弹簧秤如图甲所示,弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连,另一端固定在外壳上的O点,外壳上固定一个圆环,整个外壳重为G,弹簧和拉杆的质量忽略不计.现将该弹簧秤以如图乙和丙的两种方式固定在地面上,并分别用同样的力F0(F0>G)竖直向上拉弹簧秤,则稳定后弹簧秤的读数分别为( )
A.乙图读数为F0﹣G,丙图读数为F0+G
B.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0﹣G
C.乙图读数为F0,丙图读数为F0﹣G
D.乙图读数为F0﹣G,丙图读数为F0
【分析】弹簧测力计在静止下使用,此时弹簧受到的力为平衡力,弹簧测力计指针指示的示数为这个力的大小,分析出乙、丙两图放置方式中弹簧挂钩的受力情况,就可得出正确答案.
【解答】解:按乙图放置,弹簧测力计的示数为F1,弹簧挂钩的受力情况是F0=G+F1,所以弹簧测力计读数F1=F0﹣G;
按丙图放置,弹簧测力计的示数为F2,弹簧挂钩的受力情况是F0=F2,所以弹簧测力计读数F2=F0.
故选D.
【点评】本题的关键是理解“弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连,另一端固定在外壳上的O点”,因此解题的关键对挂钩进行分析.
19.弹簧所受到的拉力F与弹簧的伸长量x成正比,即F=kx,k为常量,如图所示,已知当物体受到拉力F作用时,弹簧伸长量为x,则当拉力变为2F时(在弹性限度内),弹簧伸长量为( )
A.小于2x B.大于2x C.等于2x D.无法判断
【分析】根据胡克定律可知,弹簧的伸长量相同时,弹簧弹力相同,根据力的合成原则及胡克定律即可分析x′与x关系.
【解答】解:
已知当物体受到拉力F和重物G作用时,弹簧伸长量为x,如果在弹簧的弹性限度内,则当拉力变为2F时,弹簧受到的拉力变为F的两倍,物重不变,不计弹簧自重,根据胡克定律F=k△x可知,弹簧伸长量小于2x,所以A正确.
故选A.
【点评】本题主要考查了胡克定律的直接应用,知道弹簧伸长量相同时,弹力相等,难度不大,属于基础题.
20.如图所示,将两只弹簧测力计A、B挂钩在一起,然后用手水平地左右拉弹簧测力计的圆环,当左边弹簧测力计A的读数为8N时,右边弹簧测力计B的读数及手对弹簧测力计的拉力分别是( )
A.8N,8N B.8N,16N C.0N,16N D.16N,8N
【分析】弹簧测力计使用时总是在平衡状态下使用的,即弹簧测力计在静止或匀速直线运动状态下工作的,此时弹簧测力计受到一对平衡力的作用.
【解答】解:弹簧秤A的读数为8N时,说明弹簧测力计A的弹簧受力为8N,即左侧手对弹簧测力计的拉力应为8N;而弹簧测力计整体要处于平衡状态,即右边弹簧测力计B对弹簧测力计A的拉力也是8N;因为力的作用是相互的,故右边弹簧测力计B拉力也应为8N;即右边弹簧测力计B的读数是8N;
故选A.
【点评】此题根据弹簧测力计的原理分析,要学会用二力平衡的知识来分析弹簧测力计.
二.填空题(共10小题)
21.如图所示,弹簧测力计的测量范围是 0~5 N,弹簧测力计的示数是 3.6 N。
【分析】首先观察弹簧测力计的量程和分度值,然后根据所示的指针位置进行读数即可。
【解答】解:
由图知:此弹簧测力计的量程是0~5N;弹簧秤的分度值为0.2N,指针正好指在3.6N的刻度上,因此弹簧测力计的示数为3.6N。
故答案为:0~5;3.6。
【点评】本题考查了弹簧测力计的读数,属于基础性题目。
22.为了科学的测量物理量,首选要有一个公认的比较标准,这个标准叫做 单位 ;其次,还要有合适的 测量工具 ,使用弹簧测力计之前,应先观察它的量程和 分度值 .
【分析】(1)要想比较就必须有一个共同比较标准,即单位,还要有进行测量的工具;
(2)弹簧测力计的正确使用方法:首先看清弹簧测力计的量程,也就是弹簧测力计上的最大刻度即弹簧测力计的测量范围.加在弹簧测力计上的力,不能超出这个范围;认清弹簧测力计上最小刻度值,即每一小格表示多少N,以便用它测量时可以迅速读出测量值;
【解答】解:
单位是大家公认的比较标准,为了测量的需要和方便,一定要选择合适的测量工具和仪器;
在使用弹簧测力计前,要注意观察弹簧测力计的量程和分度值.
故答案为:单位;测量工具;分度值.
【点评】解决本题的关键是了解单位的概念和意义以及弹簧测力计的使用注意事项,这要求我们多注意基础知识的掌握.
23.如图所示,小明用F=10N的拉力将木板从物体A下面拉出,物体A静止,弹簧测力计的示数为 3.4 N,该弹簧测力计的分度值是 0.2 N。
【分析】先确定测力计的分度值,再根据指针位置读数。
【解答】解:由图可知,在3N﹣4N之间有5个小格,每个小格为0.2N,即分度值为0.2N,示数为3.4N。
故答案为:3.4;0.2。
【点评】本题考查了弹簧测力计的读数,属于基础知识。
24.如图所示,弹簧测力计的量程为 0~5N N,鱼对弹簧测力计秤钩的拉力是 2.2 N,鱼的重力和 测力计对鱼的拉力 是一对平衡力.
【分析】弹簧测力计的量程即弹簧测力计所能测量的最大范围;分度值指的是所能测量的最小值(或者是相邻两刻线之间的距离所表示的值);读取弹簧测力计的示数首先要认清分度值.
物体由于自身的重力会对弹簧测力计的挂钩施加一个竖直向下的拉力,拉力和重力是一对平衡力,大小是相等的.
【解答】解:弹簧测力计的最大刻度值是5N,因此量程是0~5N;每1N分成5等份,故分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是2.2N,即鱼对弹簧测力与测力计对鱼的拉力是一对相互作用力,大小相等,故鱼对秤钩的拉力是2.2N,鱼静止不动,处于平衡状态,鱼的重力和拉力是一对平衡力.
故答案为:0~5N;2.2;测力计对鱼的拉力.
【点评】主要考查了弹簧测力计的使用方法,是最基本的测量工具的使用.是一道力学的基础题.
25.如图所示为某中学足球赛的精彩画面,脚把足球踢飞,说明力可以改变物体的 运动状态 ;同时脚感觉到疼,说明力的作用是 相互 的.
【分析】(1)力的作用效果:力可以改变物体的形状,力也可以改变物体的运动状态;
(2)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的.
【解答】解:脚把足球踢飞,说明力可以改变物体的运动状态;脚对球施加力的作用,脚会感觉到痛,说明物体间力的作用是相互的.
故答案为:运动状态;相互.
【点评】本题考查了力的作用效果以及力的相互性,属于力学基础知识的考查,相对比较简单.
26.在春季运动会上,班级的男同学吹气球时发现:用手轻轻一压,气球就变扁了,说明力可以改变 物体的形状 ;用手轻轻一推,气球就向一侧飞走了,说明力可以改变 物体的运动状态 .
【分析】力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变.②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;
【解答】解:用手轻轻一压,手对球用了力,气球就变扁了,说明力可以改变物体的形状;
用手轻轻一推,气球就向一侧飞走了,气球由静止变为运动,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态.
故答案为:物体的形状;物体的运动状态.
【点评】明确力的两个作用效果是解答此题的关键.
27.如图所示,运动员借助撑杆起跳时,撑杆弯曲说明力可以使物体发生 形变 ,同时撑杆帮助运动员向上跳起,说明物体间力的作用是 相互 的,运动员跃过栏杆下落过程中,因受重力作用速度不断变大,说明力可以改变物体的 运动状态 .
【分析】力的作用效果有两个:力可以改变物体的形状即使物体发生形变.力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体.
【解答】解:跳水运动员起跳时会把跳板压弯,说明力可以使物体发生形变;运动员受到跳板的弹力作用向上跃起,说明物体间力的作用是相互的;运动员在上升的过程中,质量不变,高度增加,重力势能增大;运动员受重力作用速度不断变大,说明力可以改变物体的运动状态.
故答案为:形变;相互;运动状态.
【点评】深入理解力的作用效果、力的相互作用,是解答此题的关键.
28.用力推课桌的下部,课桌会沿底面滑动,而推课桌的上部,则课桌可能会翻到,这说明力的作用效果与力的 作用点 有关.
【分析】力的三要素指力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果.
【解答】解:
力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果.用力推课桌的下部,课桌会沿底面滑动,而推课桌的上部,则课桌可能会翻到,说明力的作用效果有力的作用点有关.
故答案为:作用点.
【点评】正确理解力的三要素对力的作用效果的影响,是解答此题的关键.难度不大,是一道基础题.
29.如图,①中弹簧左端固定在墙上,右端受到大小为F的拉力作用,此时弹簧的伸长量为Xl并处于静止状态.②中弹簧两端都受到大小为F的拉力作用,此时弹簧的伸长量为X2并处于静止状态.③中弹簧两端各挂一小物块,在大小为F的拉力作用下,两物体在粗糙桌面上一起向右做匀速直线运动,此时弹簧伸长量为X3.则Xl、X2、X3大小关系是:Xl = 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,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比.
【解答】解:(1)①②中用大小均为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,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,所以①②两个弹簧的伸长量相同,即X1=X2.
(2)中弹簧两端各挂一小物块,在大小为F的拉力作用下,两物体在粗糙桌面上一起向右做匀速直线运动,右边物体受到水平向右的拉力F,水平向左的摩擦力f,弹簧对物体水平向左的拉力F′,物体在这三个力的作用下处于平衡状态,受到力为平衡力,大小相等,即F=f+F′,所以F′<F,在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,所以②③两个弹簧的伸长量X2>X3
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,再根据弹簧的伸长量与受的拉力成正比来分析就可以了.
30.如图所示,有一根弹簧测力计,由于某种原因,它表面的刻度值没有了,但弹簧测力计的其他部件都完好.为了利用这把弹簧测力计,现把一小段长度均匀分割的刻度线粘贴到弹簧测力计上.当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧秤的指针刚好指在刻度线5下面的第三条黑线位置;当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7上面第二条刻度线的位置.由此可知,利用图中的刻度线,此弹簧测力计能够测量的范围是 0.4N≤F≤3.4N .如果将刻度线的粘贴位置向挂钩方向移动一小段,则此时弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差将 不变 (选填:“变大”或“不变”或“变小”).
【分析】弹簧测力计的量程就是弹簧测力计的最大测量值;弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长和所受拉力成正比.所以弹簧测力计的刻度是均匀的.根据弹簧测力计刻度的均匀性做出解答.
【解答】解:“当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧秤的指针刚好指在刻度线5下面的第三条黑线位置;当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7上面第二条刻度线的位置”这说明了弹簧测力计受到1N的拉力时,弹簧的伸长是5个小格,所以每伸长一个小格所用的拉力为:N.
当指针指在5cm时,是在1N上方的三格处,其示数为1N﹣N=N;
当指针指在8cm时,是在2N下方的7格处,其示数为2N+N=3.4N;
故弹簧测力计能够测量的范围是0.4N≤F≤3.4N;
弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差就是量程,和弹簧测力计旁边的刻线是没有关系的,因此,其最大值和最小值的差值不变.
故答案为:0.4N≤F≤3.4N,不变.
【点评】此题是考查弹簧测力计的原理和量程,需要注意的是弹簧测力计的量程和弹簧测力计旁边所画的刻度线是没有关系的.
三.实验探究题(共8小题)
31.物理小组探究“弹簧的伸长量与其受到的拉力的关系的实验装置如图甲所示,探究过程中,实验数据如表:
悬挂物质量/g | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 |
弹簧伸长量/cm | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
(1)如图乙所示的弹簧测力计,它的分度值是 0.2 N。
(2)弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是 1.75 N。
(3)分析表中数据得出:在弹性限度内,弹簧的 伸长量 (选填“长度”或“伸长量”)与弹簧受到的拉力成正比。
【分析】(1)弹簧测力计的量程是指它的最大称量范围,分度值是每相邻的两个小格所代表的力的大小;
(2)该实验探究的是弹簧的伸长与拉力之间的关系,从数据中可以看出,拉力每增加0.5N,弹簧伸长1cm,然后可求得弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力;
(3)在一定限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
【解答】解:(1)读图可知,弹簧测力计最大称量值为5N,所以其量程应记作0~5N;
从0~1N之间一共分出了5个小格,所以每个小格就是它的分度值0.2N;
(2)从数据中可以看出,拉力每增加0.5N,弹簧伸长1cm,所以当弹簧的伸长量为3.5cm时,弹簧受到的拉力是1.75N;
(3)分析表中数据得出:在一定的弹性范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比。
故答案为:(1)0.2; (2)1.75;(3)伸长量。
【点评】在研究弹簧的伸长与拉力的关系问题时,一定要特别区分“弹簧的长度”与“弹簧的伸长”的不同,同时,得出的结论应该具有普遍性。
32.归纳式探究﹣﹣研究金属杆承受拉力的能力:
科学研究表明:在一定范围内,金属杆的伸长与它所受的拉力成正比.
现在,我们要知道一根长度为2.5m、横截面积为0.8cm2的金属杆A,最大伸长0.4m时所能承受的拉力.但是直接对A进行测试有困难,因此我们就对同种材料制成的不同规格的样品进行了测试.测试中,所用拉力F始终为1000N,测得的数据如下表.请回答:
长度l/m | 横截面积S/cm2 | 伸长△l/cm |
l | 0.05 | 0.16 |
l | 0.10 | 0.08 |
4 | 0.20 | 0.16 |
(1)△l=k ,其中k= 8×10﹣6cm3/(N•m) (填上数值和单位).将数据表格形式变成公式形式,这里运用的科学方法是 放大 法.
(2)金属杆A所能够承受的最大拉力为 1.2×104 N.
【分析】(1)应用控制变量法,分析表中实验数据,得出金属杆伸长量与长度、与横截面积的关系.通过金属棒长度的变化,带动指针偏转,将微小的伸长量放大
(2)根据金属杆承受拉力的表达式,把杆A的数据代入公式即可求出最大拉力.
【解答】解:(1)由题意可知,金属杆受到拉力会伸长,在一定范围内,金属杆的伸长△l与它所受到的拉力F成正比,金属杆的伸长量△l与横截面积S成反比,金属杆的伸长量△l与金属杆的长度l成正比;
由此可知,△l=k,将第一组实验数据代入解得:k===8×10﹣12m3/(N•m)=8×10﹣6cm3/(N•m);
当外力拉动金属棒时,金属棒伸长,同时带动指针转动;金属棒移动较短的距离,由于指针较长,指针在刻度盘上显示移动较大的刻度,故这是一种放大法.
(2)由△l=k可知,金属杆A承受的最大拉力:
F===1.2×104N.
故答案为:(1);8×10﹣6cm3/(N•m);放大;(2)1.2×104.
【点评】本题通过提供信息,考查学生分析数据的能力,会利用控制变量法分析得结论,会利用等量关系列方程解题.
33.林红同学在探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,根据实验数据绘出了如图所示图象,图中L是弹簧的长度,F是弹簧受拉力的大小.
请回答下列问题:
(1)这根弹簧的原长是 2 cm.拉力为6N时,弹簧长度比原长长了 3 cm,弹簧发生了 弹性 (选填“弹性”或“塑性”)形变;
(2)当这根弹簧的长度为4cm时,此时弹簧受到的拉力为 4 N.
(3)分析图象及有关数据,可以得出结论是 在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比 .
【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)弹簧不受外力时,由图象可知,弹簧伸长2cm,此时的长度就是弹簧的原长,L0=2cm;由图象可知,弹簧在受到6N的拉力时,弹簧长L=5cm,则弹簧伸长,△L=L﹣L0=5cm﹣2cm=3cm,由图象可知弹簧发生了弹性形变,它产生了弹力;
(2)因为F=6N,△L=3cm,弹簧每伸长1cm,受到的压力为2N,弹簧的长度为4cm时,弹簧伸长2cm,受到的拉力F=4N.
(3)有图象可知,在外力不超过6N时,弹簧的伸长跟它受到的外力成正比,超过6N就不成正比了,
故可得结论,在弹性限度内,弹簧的伸长跟它受到的外力成正比.
故答案为:(1)2;3;弹性;(2)4;(3)在弹性限度内,弹簧的伸长跟它受到的外力成正比.
【点评】这是一道考察弹簧测力计原理以及结合图象的实验简答题,会看图象是解题的关键.
34.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 12 cm,橡皮筋 B 的伸长量为 6 cm.
(2)分别用这两根橡皮筋制成测力计,则用橡皮筋 B 制成的测力计量程大,用橡皮筋 A 制成的测力计测量的精确程度高(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 20 N.
【分析】(1)根据图乙分别找出在一定范围内A、B橡皮筋伸长与受到的拉力的函数关系式,根据函数关系式作答;
(2)根据弹簧则力计的测力原理确定测力范围;根据受同样的力(在测量范围内)伸长量大的,测量精确高.
(3)将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,根据力作用的相互性,求能够测量力的最大值.
【解答】解:
(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,
说明橡皮筋的伸长△x与受到接力F成正比例函数的关系,FA=kA△xA,FB=kB△xB,
由图知,当FA=5N,△xA=10cm;FB=10N,△xB=10cm,
将上面的数据分别代入FA=kA△xA、FB=kB△xB得:kA=0.5N/cm、kB=1N/cm,
因此FA=0.5△xA,FB=△xB,
所以,当在两根橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,
橡皮筋A的伸长量为△xA=cm=12cm,橡皮筋B的伸长量为△xB=cm=6cm;
(2)测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0﹣10N,B的量程为0﹣15N,则用橡皮筋 B制成的测力计量程大;
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10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高;
(3)将两根A并联,每根橡皮筋最大受到10N的拉力,根据力的作用是相互的,两根橡皮筋并联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为20N.
故答案为:(1)12;6;(2)B;A;(3)20.
【点评】本题考查弹簧测力计的原理、测力范围、测量准确程度、合力的知识,体现了数学知识在物理中的应用.
35.课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与受的拉力的关系”实验时,实验数据如表.
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 |
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 0~3N 的测力计;
(2)在一定范围内,弹簧所受的拉力F与伸长量△L关系的数学表达式是 F=0.5△L ;
(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 1.75 N.
【分析】(1)弹簧秤的制成原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比,据此分析;
(2)分析表格的数据规律,知道弹簧的原长和伸长的长度,可知当弹簧所受拉力与伸长量之间的关系;
(3)知道弹簧的原长和受到拉力后弹簧的长度,由弹簧所受的拉力F与伸长量△L关系的数学表达式计算出拉力大小.
【解答】解:(1)由图象可知,在0~3N拉力作用下,弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比,超过3N的拉力后,弹簧的伸长与所受拉力不成正比,故用这样的弹簧能做一个测量范围是 0﹣3N的测力计;
(2)观察表格中的数据可知:
当弹簧伸长的长度为△L1=23cm﹣22cm=1cm时,弹簧受到的拉力为0.5N,
当弹簧伸长的长度为△L2=24cm﹣22cm=2cm时,弹簧受到的拉力为1N,
当弹簧伸长的长度为△L3=25cm﹣22cm=3cm时,弹簧受到的拉力为1.5N,
由此可以得出弹簧所受的拉力F与伸长量△L关系的数学表达式为:F=0.5△L;
(3)若弹簧长度是25.5cm,则物体向下拉弹簧的力为:F=0.5△L=0.5×(25.5﹣22)N=1.75N.
故答案为:(1)0~3N;(2)F=0.5△L;(3)1.75.
【点评】本题考查了弹簧的伸长和所受拉力的函数关系式,利用了弹簧的长度加弹簧伸长的长度等于受到拉力后的长度.
36.小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”.弹簧的一端固定在木板上,他先在木板上标上0~7.00cm的刻度.把木板竖直放置,在弹簧下端挂钩码(每个钩码的质量为50g).实验数据记录如下表.
(1)当挂三个钩码时,指针所对刻度如图乙,请在表中填写此时弹簧的长度和弹簧的伸长量.
(2)分析表中弹簧的伸长跟拉力的数据,你能得到的结论是 在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比 .
(3)小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”,他找来一个质量为100g的小桶,挂在弹簧下面的挂钩上,测量时,在桶中加满待测液体,根据指针指示的刻度,就能直接读出液体的密度.
①该“密度秤”的零刻度线应在 3.00 cm刻度处.
②在桶中加满水,指针指在4cm刻度处,如图丙,则该小桶的容积是 100 cm3.
③该“密度秤”能测量的最大的密度是 4 g/cm3.
④利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是 0.01 g/cm3.
⑤小明想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是 减小桶的质量 (只要一种即可).
钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
弹簧长度/cm | 2.00 | 2.50 | 3.00 |
| 4.00 | 4.50 | 5.00 | 5.50 | 6.00 | 6.50 | 7.00 |
弹簧的伸长/cm | 0 | 0.50 | 1.00 |
| 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 | 4.50 | 5.00 |
【分析】(1)先判断出刻度尺的最小分度值,再读出弹簧原长和弹簧的伸长量;
(2)分析表中数据得出弹簧的伸长和拉力成正比;
(3)①由甲乙知弹簧伸长1cm时的拉力判断出该“密度秤”的零刻度线;
②算出指针指在4cm刻度处的拉力,算出水的重力和质量,根据密度公式算出小桶的容积;
③④根据刻度尺的量程判断出该“密度秤”能测量的最大的密度和该“密度秤”的分度值;
⑤根据测量原理分析增大量程的方法.
【解答】解:(1)由图中额定刻度尺的最小分度值为1mm,弹簧的原长为2.00cm,现在弹簧的长度为3.50cm,故弹簧的伸长为3.50cm﹣2.00cm=1.50cm;
(2)分析表中数据得出:在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;
(3)①由甲乙知当挂3个钩码时即150g时弹簧伸长1.50cm,=100g/cm,即伸长1cm时物体的质量为100g;
故当质量为100g的小桶挂在弹簧下面的挂钩上时,弹簧伸长1.00cm,长度变为3.00cm,即该“密度秤”的零刻度线在3.00cm处;
②在桶中加满水,指针指在4cm刻度处,伸长4.00cm﹣3.00cm=1.00cm,故桶中水的质量为100g;
根据ρ=得
V容=V水===100cm3;
③该“密度秤”能测量的最大质量为m大=100g/cm×(7.00cm﹣3.00cm)=400g,
该“密度秤”能测量的最大的密度为:ρ===4g/cm3;
④由图知3.00cm~7.00cm之间有40个格,故该“密度秤”的分度值是:=0.1g/cm3;
⑤在测力计刻度一定的情况下,减小桶的质量,可增大该秤的称量范围.
故答案为:(1)
钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
弹簧长度/cm | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 | 4.50 | 5.00 | 5.50 | 6.00 | 6.50 | 7.00 |
弹簧的伸长/cm | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 | 4.50 | 5.00 |
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;(3)①3.00;②100;③4;④0.1;⑤减小桶的质量.
【点评】本题重点考查测量液体密度实验步骤和原理,关键是平时要注意知识的积累,记忆测量的方法和原理;重点是记住测量密度的原理和测量步骤.
37.力的作用效果与哪些因最有关呢?为了探究这个问题,小华设计了这样的实验,用一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钓码,通过钢片受力而发生形变来研究问题,如图所示是小华设计的实验的主要步骤,(小华使用的钩码规格相同)
(1)通过比较甲和乙中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的 大小 有关.
(2)通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向,可以发现: 力的作用效果与力的方向有关 ;
(3)通过比较 甲 和 丁 中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的作用点有关;
(4)在本实验中,小华采用的方法叫做 控制变量 法.
【分析】这是一道实验分析题目,用到的方法为控制变量法,对比分析图中的相同因素和不同因素.
【解答】解:(1)通过比较甲和乙中钢片的形变程度,可以发现:甲中一个砝码弯曲程度比乙中两个砝码弯曲程度小,故力的作用效果与力的大小有关;
(2)通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向,可知,同样大小的力向上拉和向下拉效果不同,故力的作用效果与力的方向有关;
(3)甲和丁力的作用点不同,在同样力的作用下效果不同,故力的作用效果与力的作用点有关;
(4)这种研究问题的方法叫做控制变量法;
故答案为:(1)大小;(2)力的作用效果与力的方向有关;(3)甲;丁;(4)控制变量.
【点评】当研究一个问题与多个因素关系时,通常采用控制变量法
38.为研究弹簧的性质,我们在竖直悬挂的轻质弹簧下加挂钩码(如图a),同时记录弹簧总长度L与钩码质量m,所得数据记录在表中.已知弹簧原长L0=6.0cm.实验过程中,弹簧形变在弹性限度内,不计弹簧所受的重力.(g取10N/kg)
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
钩码质量m/g | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
弹力F/N | 0 | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.5 |
弹簧总长度L/cm | 6.0 | 7.2 | 8.4 | 9.6 | 10.8 | 12.0 |
弹簧伸长量△x/cm | 0 | 1.2 | 2.4 | 3.6 | 4.8 | 6.0 |
(1)实验中弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力,请将表格中弹力的数据补充完整;
(2)分析表格中对的数据,请将表格中弹簧伸长量数据补充完整;
(3)请在图b坐标系中描点作出弹力F跟弹簧伸长量△x的关系图象;
(4)分析表格中数据或图象可以定量得出:在弹性限度内, 弹力F与弹簧伸长量△x成正比 .
【分析】(1)(2)根据表格数据,找出弹力、伸长量与钩码质量的关系,结合弹簧的原长,可得出所受弹力及伸长量的大小;
(3)根据表2中的数据,先画点,再描线,即可得到弹力F跟弹簧伸长量△x的关系图象;
(4)根据图象得出弹力F跟弹簧伸长量△x的关系.
【解答】解:
(1)由题意可知,弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力,
第5次的弹力:F=G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N;
(2)当钩码质量为0时,弹簧受到的拉力为0,弹簧的伸长量为0;
(3)根据表中的数据,先描点,再连线,见下图.
(4)分析表格中数据或图象可以定量得出:在弹性限度内,弹力F与弹簧伸长量△x成正比.
故答案为:(1)1.2;(2)0;(3)见上图;(4)弹力F与弹簧伸长量△x成正比.
【点评】通过本题的实验,主要探究了弹簧的性质,以及弹簧测力计的原理,即有对数据的分析,又有图象的画法等,总体难度不大.
39.我们知道,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.
(1)如图甲所示是某根弹簧的F与x之间的关系图,则该弹簧的劲度系数k为多少?
(2)因单根弹簧的弹性限度有限,某同学将两根同样的轻质弹簧并联起来使用,如图乙所示,忽略整个装置的重力,若所挂物体的质量为1kg,则每根弹簧受到的拉力为多大?
(3)试推导上述两根并联弹簧的劲度系数k′与单根弹簧的劲度系数k的关系.
【分析】(1)根据图象得出Fx之间的关系;
(2)(3)弹簧并联起来使用,总拉力等于各弹簧拉力之和.
【解答】解:(1)根据F=kx,由图知当拉力F=2N时弹簧的伸长x=1cm,故该弹簧的劲度系数k===2N/cm;
(2)因G=mg=1kg×10N/kg=10N
则每根弹簧受到的拉力为F1=F2===5N;
(3)两根并联弹簧受到的总拉力F′=F1+F2=2F,
两根并联弹簧后总伸长量和每个弹簧的伸长量相等.又F′=k′x,F=kx
F′=2F=k′x=2kx
所以k′x=2kx
故k′=2k.
答:(1)该弹簧的劲度系数k为2N/cm;
(2)每根弹簧受到的拉力为5N.
(3)两根并联弹簧的劲度系数k′与单根弹簧的劲度系数k的关系:k′=2k.
【点评】本题是计算橡皮筋伸长与所受拉力的关系,考查了对劲度系数的理解,解题过程中,要充分利用好关系式F=kx.
40.小华利用图甲所示装置“探究弹簧的伸长跟外力的关系”时,记录数据如下表:
钩码质量/g | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
指针位置/cm | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 14 |
当去掉钩码后,指针指在2.5cm刻度线处.
(1)指出实验操作中的错误之处 加在弹簧上的力超出弹簧的弹性限度 ;
(2)分析数据,得出结论: 在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比 ;
(3)根据实验数据他们作出了图乙所示的图象,其中正确的是 C (A/B/C/D).
【分析】(1)根据弹簧测力计的原理判断错误之处;
(2)根据弹簧测力计的原理得出结论;
(2)明确横、纵坐标所代表的物理意义,然后抓住两个关键点:①当F=0N时,弹簧长2cm;②当F=0.5kg×10N/kg=5N时,弹簧的伸长与所受拉力比值发生改变.
【解答】解:(1)从表中可以看出,当钩码质量为0时,指针位置指在2cm,说明弹簧原长为2cm,如果去掉钩码后,弹簧的长度为2.5cm,说明无法回到原长,这是因为加在弹簧上的力超出弹簧的弹性限度;
(2)从表中数据可以看出,在弹性限度内,钩码的质量每增加100g,弹簧伸长2cm,说明二者是成正比的.故得到的结论:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
(3)AD、开始的时候指针在0cm处,所以AD错误;
BC、由表格数据可知,当超过弹簧的弹性限度时,增加相同的拉力,弹簧伸长变大,故B错误,C正确.
故答案为:
(1)加在弹簧上的力超出弹簧的弹性限度;
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
(3)C.
【点评】此题的实验过程揭示了弹簧测力计的工作原理,还考查了学生对于实验结果的总结、分析能力.
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