7.2 弹力 练习
一、单选题
1.如图所示的四个力中,不属于弹力的是( )
A.弦对箭的推力
B.运动员对跳板的压力
C.地球对月亮的引力
D.马对车的拉力
2.使用弹簧测力计时,下面注意的事项中不正确的是
A.使用前应先检查指针是否指在零刻度线上
B.读数时视线应平视刻度盘刻度
C.被测力的大小不能超出测力计的量程
D.使用时测力计必须竖直放置
3.下列有关力的说法中,正确的是( )
A.两个物体只要相互接触就会产生弹力
B.带电的物体能吸引轻小物体,轻小物体并不吸引带电体
C.指南针能够指南北,说明有些物体受力不一定有施力物体
D.如果物体形状发生了改变,则物体一定受到了力的作用
4.科学研究中常用图象来表示两个量(x,y)之间的关系,以使研究的问题变得直观明了。下列两个量之间的关系不符合如图所示的是( )
A.做匀速直线运动的物体通过的路程与时间的关系
B.物质的密度与质量的关系
C.在一定范围内,弹簧的伸长量与所受拉力的关系
D.同种物质质量与体积的关系
5.下列现象中,没有发生弹性形变的是( )
A.被压弯的锯条 B.被压缩的弹簧
C.被挤压后的橡皮泥 D.被拉弯的竹子
6.在下图中所指的四个力中,不是弹力的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.如图为小明用手压弹簧的示意图,下列选项中,由于弹簧形变产生的力是( )
A.手对弹簧的压力 B.弹簧对手的弹力
C.弹簧本身的重力 D.弹簧对地面的压力
8.关于弹力,下列叙述不正确的是
A.两物体相互接触,就一定会产生相互作用的弹力 B.两物体不接触,就一定没有相互作用的弹力
C.两物体有弹力作用,物体不一定发生了弹性形变 D.只有弹簧才能产生弹力
9.如图所示,把两个50g的钩码挂到弹簧测力计的挂钩上,下列说法正确的是
A.称量时弹簧测力计中的弹簧在拉力的作用下发生了形变
B.钩码受到的重力与它的质量成正比
C.弹簧测力计的示数为1.0牛
D.钩码的质量与它受到的重力成正比
10.下列有关力的说法不正确的是( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的大小有关
C.用于提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力不是弹力
三、判断题
11.弹簧测力计必须在竖直方向上使用。( )
12.用50 N的力推桌子没有推动,是因为推力小于摩擦力.
13.弹力是我们所学力的一种,我们通常所说的推力、拉力、压力、支持力等,其实质就是弹力。( )
四、填空题
14.弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧所受的 越大,弹簧的 就越长。使用弹簧测力计时,首先要看清它的 ,加在弹簧测力计上的力不能超过它的最大测量值。读出此时弹簧测力计示数为 。
15.如图所示,图甲中的温度计示数为 ;图乙中物体A的长度为 cm;图丙中弹簧测力计的读数为 N;图丁中机械秒表的读数为 s。
16.图中弹簧测力计的量程是 N,分度值是 N,手的拉力为 N。
17.如图所示的弹簧测力计的示数为 N。
18.一根竖直悬挂的弹簧长为10cm,下端受大小为4N、竖直向下的拉力后,弹簧长度变为12cm,在弹性限度内,当弹簧的长度为15cm时,弹簧下端所受拉力为 N;当弹簧下端受到的拉力为8N时,弹簧的长度为 cm。
五、作图题
19.滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出,如图所示.滑块离开弹簧后沿斜面向上运动,不考虑空气阻力,请画出滑块沿斜面向上运动过程中所受力的示意图。
( )
20.一根细绳系着小球固定在竖直的墙壁上,如图所示,请在图中画出小球所受的支持力F1和绳子拉力F2的示意图。
六、实验题
21.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小明提出了如下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
猜想三:弹性势能的大小与弹簧的长度有关;
猜想四:弹性势能的大小与弹簧的粗细有关;
(1)为验证猜想一,他设计了如图所示实验,实验时将同一弹簧压缩 (选填“相同”或“不同”)的长度(未超过其弹性限度),将小球置于弹簧右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分析比较 ,从而比较弹性势能的大小;
(2)为验证猜想二,需选用 的两根弹簧,实验时将两根弹簧压缩 (选填“相同”或“不同”)的长度,将小球置于弹簧的右端,松手后小球碰到同一位置的相同木块,对数据进行比较分析,若 ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
22.在研究弹簧的伸长量与外力的关系实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度L0=10cm,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加拉力F,测出弹簧对应的长度,减去自然长度L0,算出弹簧的伸长量。实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,记录的拉力 F 与弹簧的伸长量的数据如下表所示:
拉力的大小 F/N 2 4 6 8 10 12
弹簧的伸长/cm 1 1.5 2 2.5 3 3.5
(1)由表中数据可知,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长量增加 cm;
(2)当竖直向下拉力F=16N时(在弹性限度内),弹簧的长度为 cm;
(3)分析表中数据发现弹簧的伸长量与拉力不成正比,其原因是弹簧竖直悬挂让其自然下垂时由于自重会适度伸长,根据表格数据可知该伸长量为 cm。
七、简答题
23.在“橡皮泥上留下漂亮的指印”“跳板被跳水运动员压弯(如图)”两个现象中,发生的是不是弹性形变?说说你的理由。
24.在练习使用弹簧测力计的实验中,王辉同学的测量值总比其他同学的大一些.请你帮他找出可能的原因.
八、综合题
25.某同学用一只弹簧做研究“弹簧的伸长与拉力关系”的实验,具体记录数据如下表:
(1)根据实验数据,能做一个测量范围是多大的弹簧测力计,理由是什么?
(2)当悬挂某物体时,弹簧长度为8.5 cm,问该物体对弹簧的拉力是多少?
26.(1)如图所示,是正在测量力F大小的弹簧测力计,它的量程为 N;分度值为 N;此时的测力计的示数为 N;
(2)物理学中,把力的大小、方向和 叫做力的三要素。如图(a)、(b)所示,在桌面上固定一根弹簧,分别用手“压”或“拉”弹簧,其现象表明力的作用效果与力的 有关。
九、计算题
27.在弹性限度内,弹簧的伸长量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(如图所示),然后在下方挂50 N的重物,观察到B端正对着刻度10 cm。(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150 N的重物时,B端所对刻度尺读数应是多少?
28.某同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码弹簧原长为6cm,探究拉力与弹簧伸长量的关系。下表是他实验时记录的数据,实验时拉力始终未超过弹簧的弹性限度,弹簧很轻,自身质量不计。
弹簧受到的拉力
弹簧的长度
(1)求拉力与弹簧长度的关系式。
(2)当弹簧长度是时,求此时该弹簧所受的拉力。
(3)该弹簧在弹性限度承受的最大拉力为,求该弹簧的最大长度。
参考答案:
1.C
【详解】A.拉弓射箭时,弓发生形变,会产生弹力作用,所以弦对箭的推力是弹力,故A不符合题意;
B.运动员对跳板的压力是由于运动员的脚发生弹性形变而产生的,属于弹力,故B不符合题意;
C.地球对月亮的引力,属于万有引力的范畴,不属于弹力,故C符合题意;
D.马对车的拉力,是由于绳子发生弹性形变形成,属于弹力,故D不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.使用前指针校零,才能保证读数的正确性.此选项正确;
B.读数时视线要与刻度盘相垂直即平时刻度盘,避免读数错误.此选项正确;
C.加在弹簧测力计上的力如果超过了它的量程不但不能准确测量,还要损坏弹簧.此选项正确;
D.弹簧测力计不一定竖直放置测量物重或拉力,还可以沿其它方向测量力的大小,只要拉力方向与弹簧的轴线方向一致即可.此选项错误;
3.D
【分析】了解弹力产生的条件;带电体与轻小物体之间的作用是力的作用;了解力的定义及作用效果。
【详解】A.弹力产生在两个相互接触并相互挤压的物体间,故A错误;
B.带电物体对轻小物体有吸引力,便能把轻小物体吸引过来,同时轻小物体也对带电体有吸引力,因为力的作用是相互的,故B错误;
C.指南针能够指南北,是因为指南针受到地球的磁力的作用,反过来指南针对地球也有力的作用,所以任何物体,既是受力物,同时也是施力物,故C错误;
D.如果物体形状发生改变,则物体一定受到力的作用,这是力的作用效果之一,故D正确。
故选D。
【点睛】本题较难,主要考查力的定义及力作用效果。
4.B
【详解】A.做匀速直线运动的物体通过的路程与时间的关系,路程与时间之比是一个定值,故是一条倾斜的直线,故A不符合题意;
B.密度与质量无关,故密度与质量的关系是一条平行x轴的直线,B符合题意;
C.在一定范围内,弹簧的伸长量与所受拉力的关系是正比,故C不符合题意;
D.同种物质质量与体积的关系是正比,质量与体积之比是定值,故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】A.锯条被压弯后,能恢复原状,是弹性形变,故A不符合题意;
B.弹簧被压缩后,能恢复原状,是弹性形变,故B不符合题意;
C.橡皮泥被挤压形变后不能恢复原状,不是弹性形变,故C符合题意;
D.竹子被拉弯后,能恢复原状,是弹性形变,故D不符合题意。
故选C。
6.D
【详解】A、手轻拉弹簧,弹簧伸长些,弹簧发生弹性形变产生弹力;B、人压跳板,使跳板变弯一些,跳板发生弹性形变产生弹力;C、运动员拉开弓,弓发生弹性形变产生弹力;D、磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,不是弹力.故选D.
7.BD
【详解】A.从图中可以看到,手压弹簧,手对弹簧的压力,施力物体是手,不是弹簧,不是弹簧形变产生的力,故A不符合题意;
B.弹簧对手的弹力,这是由于弹簧被压缩,发生形变,从而产生的弹力,这是由于弹簧形变产生的力,故B符合题意;
C.弹簧本身的重力是由于地球的吸引而使弹簧受到的力,不是由于弹簧形变产生的力,故C不符合题意;
D.弹簧对地面的压力,是由于弹簧发生形变而对地面产生的力,故D符合题意。
故选BD。
8.ACD
【详解】A. 不接触的物体,不会产生弹力,接触的物体必须发生弹性形变,才会产生弹力.此选项错误;B. 产生弹力的条件之一是物体必须相互接触,不相互接触,无法产生弹力的作用.此选项正确;C. 物体发生弹性形变产生弹力,所以有弹力的物体一定发生了弹性形变.此选项错误;D. 相互挤压或拉伸的物体之间都有弹力.此选项错误.故选ACD.
点睛:弹力产生必须具备两个条件:一是两物体直接接触,二是物体要发生弹性形变.
9.ABC
【分析】①力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状;
②物体受到的重力与其质量成正比;
③读取弹簧秤示数时,首先要明确弹簧秤的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所对刻线相垂直;
④质量是物体本身的一种属性,决定于物质的多少,与其它因素无关.
【详解】A. 称量时弹簧在拉力作用下发生了弹性形变.此选项正确;B. 钩码受到的重力与其质量成正比.此选项正确;C. 由图知,指针在“1”处,弹簧测力计测量的物重为1.0N.此选项正确;D. 质量是物体本身的性质,钩码的质量是一定的,不随重力而变化.此选项错误.故选ABC.
10.BCD
【详解】A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状,故A正确不符合题意;
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,故B不正确符合题意;
C.用于提水桶时,手对水桶施加了力,同时水桶对手有力的作用,故C不正确符合题意;
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力是弹力,故D不正确符合题意。
故选BCD。
11.错误
【详解】使用弹簧测力计时,弹簧测力计的轴线方向与被测力的方向一致即可,并不一定在竖直方向上使用,故题干说法错误。
12.×
【详解】由于没有推动桌子,所以桌子处于静止状态,水平和竖直方向的力都相互平衡.因此推力等于摩擦力.故答案为错误.
点睛:要解决此题必须搞清平衡状态的概念.平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态.若处于平衡状态,则物体受力平衡.
13.正确
【详解】物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。弹力的产生必须满足两个条件是:物体发生弹性形变;物体相互接触。通常说的推力、拉力、压力、支持力等都属于弹力,故题干说法正确。
14. 拉力 伸长量 量程和分度值 2N
【详解】[1][2]弹簧测力计的原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比的原理制成的,即弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。
[3]实验室中常用的测力计是弹簧测力计,弹簧测力计读数时,要注意观察其量程和分度值,再看指针位置读出力的大小。
[4]由图可知,弹簧测力计的量程是0﹣5N,分度值是0.2N,所以弹簧测力计示数为2N。
15. 31 2.00 1.6 40.1
【详解】[1]甲图中的温度计一个大格都是10℃,其中又分了10等分,故其分度值是1℃,“40”在“30”上方,说明温度高于0℃,所以读数是31℃。
[2]乙图中,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm,故读数为2.00cm。
[3]丙图中,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为
1N+0.6N=1.6N
[4]丁图中,在秒表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“0”和“1”之间,偏向“1”一侧,所以分针指示的时间大于0.5min,小于1min;在秒表的大表盘上,一个小格代表0.1s,由中间表盘知秒针已转过一周,所以指针在40.1s处,即秒表的读数为40.1s。
16. 0~5 0.2 1.6
【详解】[1]如图,弹簧测力计最大刻度值是5N,所以其量程是0~5N。
[2]弹簧测力计每1N刻度长度分成5等份,所以分度值是0.2N。
[3]指针指在1N刻度线和2N刻度线之间,且在距1N刻度线第三个刻度线处,读数为1.6N。
17.3
【详解】由图可知弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为3N。
18. 10 14
【详解】[1]弹簧长为10cm,下端受大小为4N、竖直向下的拉力后,弹簧长度变为12cm,弹簧每伸长1cm,受到2N的拉力;在弹性限度内,当弹簧的长度为15cm时,伸长5cm,受到的拉力为10N。
[2]当弹簧下端受到的拉力为8N时,弹簧伸长了4cm,弹簧的长度为14cm。
19.
【详解】先对滑块进行受力分析,根据光滑斜面可得,滑块不受摩擦力作用,因此滑块只受重力和支持力作用;根据规则物体的重心在物体的几何中心,做竖直向下的重力和垂直于斜面向外的支持力即可,如图所示:
20.
【详解】两个力的作用点都画在重心。从重心沿垂直于墙面水平向右的方向作出支持力F1,沿绳子向上作拉力F2,如下图所示:
21. 不同 木块移动距离 长度粗细相同材料不同 相同 木块移动的距离不同
【详解】(1)此题要改变弹簧的弹性形变大小,因此要将同一个弹簧压缩不同的长度;运用转换法,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小.
(2)为验证猜想二,需选用长度和粗细相同,材料不同的两根弹簧,实验时将两根弹簧压缩相同的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,对数据进行比较分析时,若木块被推动的距离不相等,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
【点睛】(1)探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关,改变弹簧的形变大小,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;
(2)探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关;需保证弹簧丝的长度和粗细相同,材料不同,压缩程度相同,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小.
22. 0.25 14.5 0.5
【详解】(1)[1]从表格数据知道,每增加2N,伸长量就增加了0.5cm,故每增加1N,则伸长量就增加0.25cm。
(2)[2]当竖直向下拉力F=16N时,与12N相比,增加了4N,说明弹簧在3.5cm的基础上还需伸长1cm,故伸长量需要增加4.5cm,弹簧原长为10cm,故此时弹簧长为14.5cm。
(3)[3]分析表格中数据,当拉力的大小为2N时,弹簧应该伸长0.5cm,而此时伸长了1cm,说明不挂重物时,伸长量是0.5cm,即其自然下垂时由于自重使弹簧伸长的长度是0.5cm。
23.见解析
【详解】物体发生形变后能自动恢复原状的性质叫作弹性,不能恢复原状的叫作塑性。“橡皮泥上留下漂亮的指印”“跳板被跳水运动员压弯”,两个现象中:“橡皮泥上留下漂亮的指印”发生的不是弹性形变,因为橡皮泥形变后不能恢复原状;“跳板被跳水运动员压弯”发生的是弹性形变,因为跳板能够恢复原状。
24.他在测量前没有将测力计的指针调零
【详解】弹簧测力计使用前应观察指针是否指零,如果不指零,应先调零在进行测量.王辉同学的测量值总比其他同学的大一些,可能是他在测量前没有将测力计的指针调零.
25.(1)0~7 N 在0~7 N范围内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比 (2) 3.5 N
【详解】(1)能做量程为0 7N的测力计.理由是拉力在7N之前,拉力每增加1N弹簧都伸长1cm,弹簧的伸长与拉力成正比.而拉力在8N以后,已不存在这种正比关系.
(2)在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,从弹簧的伸长与拉力成正比的关系知弹簧原长为5cm.由表中数据可求出弹簧的劲度系数k==1N/cm.因此当用手将弹簧拉到8.5cm长时,手对弹簧的拉力:F=kx=1N/cm×(8.5cm 5cm)=3.5N.
【点睛】(1)弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,最大弹性限度就是弹簧测力计的测量范围.(2)在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力满足胡克定律F=kx.
26. 0~8N 0.4 3.2 作用点 方向
【详解】(1)[1][2][3]由图可知,此弹簧测力计的量程是0~8N;弹簧测力计的分度值为0.4N,指针正好指在3.2N的刻度上,因此弹簧测力计的示数为3.2N。
(2)[4]力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果,物理学中,把力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。
[5]用手“压”或“拉”弹簧时,改变了弹簧受到的力的方向,产生的作用效果不同,所以说明力的作用效果与力的方向有关。
27.(1)500 N/m;(2)30 cm。
【详解】(1)挂上50N的重物时,弹簧B端正对刻度尺10cm的刻度线,由F1kx1得:
k500N/m;
(2)当挂上150N的重物静止时,由F2=kx2得:
x20.3 m30cm。
答:(1)此弹簧测力计的劲度系数是500N/m;
(2)当弹簧挂150 N的重物时,B端所对刻度尺读数应是30cm。
28.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由数据可知弹簧所受的拉力每增加,伸长量就增加,所以有
(2)当弹簧的长度为时,弹簧所受拉力为
(3)当时,代入(1)中关系式可得
解得
答:(1)拉力与弹簧长度的关系式为;
(2)当弹簧长度是时,此时该弹簧所受的拉力为;
(3)该弹簧在弹性限度承受的最大拉力为,该弹簧的最大长度为。