7.2弹力（知识解读）（解析版）

72 弹力（知识解读）（解析版） •知识点1 弹力的概念 •知识点2 弹簧测力计构造及原理 •知识点3 弹簧测力计使用和读数 •知识点4 弹簧测力计在力的相互方面的应用 •作业 巩固训练 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。 4、弹力产生的条件 （1）两物体互相接触。 （2）物体发生弹性形变（包括人眼不能观察到的微小形变）。 【典例1-1】（2023 春•麻阳县期末）下列关于弹力的说法中不正确的是（ ） ．茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的 B．两个物体直接接触且发生弹性形变时才会产生弹力 ．弹簧测力计在测量时，可以竖直拉，也可以倾斜着拉 D．弹性限度内，弹簧的伸长量越大，产生的拉力越大 【答】 【解答】解：、当茶杯放在水平桌面上时，由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力， 使茶杯底部发生微小的弹性形变，从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力，即茶杯对桌面 的压力，故错误； B、两个物体直接接触且互相挤压发生弹性形变时才会产生弹力，故B 正确； 、弹簧测力计在测量时，可以竖直拉，也可以倾斜拉，只要保证拉力沿着弹簧中心轴线 弹力的概念 知识点1 方向施加，故正确； D、弹性形变程度越大，产生的弹力越大，所以在弹性限度内，弹簧的伸长量越大，产 生的拉力越大，故D 正确。 故选：。 【典例1-2】（2022 秋•淇县期末）小强用弹簧拉力器锻炼身体，他发现刚拉开时感觉不太 费力，两手拉开的距离越大，感觉越费力。这里包含的物理知识有（写出一条即可）： 同一物体的弹性形变量越大，产生的弹力越大 。 【答】同一物体的弹性形变量越大，产生的弹力越大。 【解答】解：弹簧被拉长时，发生弹性形变，而发生弹性形变的物体要恢复原状就会对 接触它的物体产生力的作用，即弹力；且弹簧被拉的越长，弹力就越大，拉起来就越费 力。 故答为：同一物体的弹性形变量越大，产生的弹力越大。 【变式1-1】（2023 春•长沙期末）一茶杯放在桌面上，下列关于茶杯和桌面的受力论述中， 正确的是（ ） ．茶杯和桌面之间有弹力作用，其原因是桌面发生了形变，茶杯并未发生形变 B．桌面受到向下的弹力，是由于桌面发生了形变 ．桌面受到向下的弹力，是由于茶杯发生了形变 D．茶杯受到向上的弹力，是由于茶杯发生了形变 【答】 【解答】解： 、茶杯和桌面之间有相互作用的弹力，是由于桌面和茶杯都发生了形变。故错误。 B、桌面受到向下的弹力，是茶杯施加的，是由于茶杯发生了形变而产生的。故B 错误、 正确。 D、茶杯受到桌面向上的弹力，是由于桌面发生了形变。故D 错误。 故选：。 【变式1-2】（2023 春•铁西区期中）如图所示，某人水平向右用力拉一根轻质弹簧，弹簧 发生了 弹性形变 ，施力物体是 手 ；墙也受到拉力，是由于 弹簧 发生形变而 产生的（选填“手”、“弹簧”、“墙”）。 【答】见试题解答内容 【解答】解：人水平向右用力拉一根轻质弹簧，使弹簧发生了弹性形变，这个力的施力 物体是手； 弹簧对墙的拉力其实质是弹力，是由于弹簧发生形变而产生的。 故答为：弹性形变；手；弹簧。 1、用途：测量力的大小；常用的测力计是弹簧测力计，它可以用来测量物体的重力、拉力 等，它的示数表示的是对弹簧测力计的挂钩的拉力大小。 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。 4、探究弹簧测力计原理的实验 （1）如下图甲是一根弹簧在拉力的作用下被拉伸的实验示意图，先读出在不挂钩码时弹簧 下端指针所指的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码逐个增加钩码个数，测出指针所指的刻 度值，所得的数据填入设计的表格如下：（重力加速度g 取10Kg/）。 【典例2-1】（2023 春•渭南期中）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（ ） 弹簧测力计构造及原理 知识点2 ．弹簧的伸长量与受到的拉力成正比 B．若乙弹簧受到4 的拉力，弹簧伸长2m ．若甲弹簧受到2 的拉力，弹簧伸长3m D．若要制作精确度高的弹簧测力计，应选乙弹簧 【答】 【解答】解：、在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故错误。 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4 的 拉力，弹簧伸长1m，故B 错误； 、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2 的 拉力，弹簧伸长3m，故正确； D、由图像可知，在相同拉力作用下，弹簧的伸长量大，弹簧较灵敏，可以用来制作精 确程度较高的弹簧测力计，故D 错误。 故选：。 【典例2-2】（2023 春•朝阳县校级期中）学校科技活动小组的同学们准备自己动手制作弹 簧测力计。他们选取了甲、乙两种规格的弹簧进行测试，绘出如图所示的图象，图中段 和B 段是弹性形变，若他们要制作量程较大的弹簧测力计，应选用 乙 弹簧；若要 制作精确程度较高的弹簧测力计，应选用 甲 弹簧。 【答】乙；甲。 【解答】解：在弹性限度内，甲能承受的最大拉力是4，而乙能承受的最大拉力是8； 显然，若要制作量程较大的弹簧测力计，应选用乙。 由图象可知，在相同拉力作用下，弹簧甲的伸长量大，弹簧甲较灵敏，可以用来制作精 确程度较高的弹簧测力计。 故答为：乙；甲。 【典例2-3】（2023 春•铁西区期中）某同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验。 先将弹簧平放在水平桌面上，用刻度尺测出弹簧的自然长度L0＝35m，再将弹簧的上端 挂在铁架台上，使弹簧处于竖直状态，如图甲所示。然后将钩码逐个挂在弹簧的下端， 测出相应的弹簧总长度L，算出弹簧伸长量x＝L L ﹣ 0，记录实验数据，作出弹簧下端所 受拉力F 与弹簧伸长量x 变化的图象，如图乙所示。 （1）弹簧具有 弹性 （填“弹性”或“塑性”）； （2）图乙中，直线没过坐标原点，可能的原因是 ； 坐标标度选取不合理 B 钩码重力的测量值都偏大 弹簧自身重力的影响 （3）该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计，将该弹簧测力计竖直放置，未挂 重物时，调节指针与零刻度对齐，当悬挂某一重物时，则如图丙所示读数为 46 ； （4）若将弹簧拆下来，固定上端圆环，用手向下拉动挂钩，请在图丁中画出手受到的 力F 的示意图（力的作用点已经在图中标出）。 【答】（1）弹性； （2）；（3）46；（4）见解答。 【解答】解：（1）弹性形变可以自动还原，塑性形变不能自动还原，由于弹簧在一定 范围内形变后可自动复原，故弹簧具有弹性。 （2）弹簧竖直悬挂时，由于自身重力的影响，会伸长一些，此时弹簧的长度比平放在 水平面的弹簧长度更长，所以图乙中，直线没过坐标原点，与坐标标度的选取和钩码的 重力选取无关，故B 不符合题意，符合题意。 故选：。 （3）由图丙可知，弹簧测力计的分度值为02，故图中弹簧测力计的示数为46； （4）由于物体间力的作用是相互的，则弹簧对手有作用力，且作用在手上，方向指向 弹簧，过拉力的作用点，沿指向弹簧的方向画一条有向线段，用F 表示即可，如图所示： 故答为：（1）弹性； （2）；（3）46；（4）见解答。 【变式2-1】（2023•电白区开学）一根长10m 的弹簧，当所受拉力4 时，长度变为12m， 当长度变为14m 时所受拉力是（ ） ．6 B．8 ．10 D．12 【答】B 【解答】解：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。弹簧原长为10m，受 到4 的拉力时，弹簧长为12m，则4 的拉力伸长2m，所以1 拉力伸长05m；当长度变为 14m 时，即伸长4m，此时对应的拉力为8。 故选：B。 【变式2-2】（2023 春•舒城县校级月考）某同学找来一根原长为5m 的橡皮筋制成简易测 力计，经测得该橡皮筋在一定范围内每伸长1m 受到的拉力为05，在橡皮筋下挂一重物， 静止时橡皮筋的长度变为7m，则所挂重物的重力为 1 ，该测力计的工作原理是 在一定范围内（弹性限度内），橡皮筋伸长量与所受拉力成正比 。 【答】1；在一定范围内（弹性限度内），橡皮筋伸长量与所受拉力成正比。 【解答】解：在橡皮筋下挂一重物，静止时橡皮筋的长度变为7m，橡皮筋伸长的长度 为Δl＝7m 5m ﹣ ＝2m； 根据在一定范围内（弹性限度内），橡皮筋伸长量与所受拉力成正比，所挂重物的重力 为 。 故答为：1；在一定范围内（弹性限度内），橡皮筋伸长量与所受拉力成正比。 【变式2-3】（2023 秋•通州区期中）晓舟同学用如图所示装置（装置有：弹簧、钩码、铁 架台等器材），探究“弹簧伸长量与其所受拉力大小的关系”。在没有挂钩码时，画下 弹簧上下端的位置标记，之后每挂上一个钩码在下端做一个标记，并将一部分数据记录 下来。实验中所使用的钩码上标有“50g”字样。 钩码质量/g 50 100 150 200 250 300 35 钩码所受重力/ 05 1 15 2 25 3 35 拉力/ 05 1 15 2 25 3 35 弹簧原长度/m 15 15 15 15 15 15 15 弹簧伸长后长度/m 161 172 183 194 205 229 234 弹簧伸长量/m 11 22 33 55 79 84 （1）该实验中，因变量是 弹簧伸长量 。 （2）当挂4 个钩码时，弹簧的伸长量是 44 m。 （3）从表中数据可以看出，最后两次实验中弹簧的伸长量变化与前几次规律不同，这 是因为 B 。 弹簧太硬了 B 弹簧超出了弹性限度 所挂钩码太轻 （4）晓舟通过实验，可以得到的结论是 在弹簧弹性限度内，弹簧的伸长跟拉力成正 比 。 【答】（1）弹簧伸长量；（2）44；（3）B；（4）在弹簧弹性限度内，弹簧的伸长跟 拉力成正比。 【解答】解：（1）探究“弹簧伸长量与其所受拉力大小的关系”，改变拉力，自变量 是拉力大小，因变量是弹簧的伸长量； （2）没有挂钩码时，弹簧的原长为L0＝15m，挂了4 个钩码之后，弹簧的长度为L4＝ 194m，弹簧的伸长量Δx＝L4 L ﹣ 0＝194m 15m ﹣ ＝44m； （3）由表中数据可知每增加1 个钩码时，弹簧伸长11m，弹簧的伸长跟拉力成正比， 但是当拉力增大到6 个和7 个钩码时，弹簧的伸长量与受到的拉力不成正比，说明弹簧 超出了弹性限度，故B 正确； 故选：B； （4）根据3、6 两行数据知，在弹性限度内，拉力增大几倍，弹簧伸长量增大几倍，故 在弹簧弹性限度内，弹簧的伸长跟拉力成正比。 故答为：（1）弹簧伸长量；（2）44；（3）B；（4）在弹簧弹性限度内，弹簧的伸长 跟拉力成正比。 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。 【典例3-1】（2023 春•蜀山区校级月考）测一个约6 的力时，应选用的弹簧秤的量程及最 小刻度值最恰当的是（ ） ．10 02 B．5 01 ．15 05 D．上述三个都可以 弹簧测力计使用和读数 知识点3 【答】 【解答】解：测一个约6 的力时，需要弹簧秤的量程要大于6，并且分度值最小，选择 量程是10，分度值是02 的弹簧秤最合适。 故选：。 【典例3-2】（2023 春•尉犁县校级期中）弹簧测力计在使用前要注意观察指针是否指在 零刻度线 ，来回拉动挂钩无异常后，将石块挂在测力计下，静止时如图所示。挂钩对 弹簧的拉力大小是 36 。 【答】零刻度线；36。 【解答】解：使用弹簧测力计之前，应该弄清楚量程、分度值，并注意观察指针是否在 零刻度线上；如图所示弹簧测力计的分度值为02，其示数即挂钩对弹簧的拉力大小是 36。 故答为：零刻度线；36。 【变式3-1】（2023 春•朝阳县校级期中）某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时，错 将物体挂在拉环上，如图所示，当物体静止时，弹簧测力计的示数为10，则物体的重力 （ ） ．一定等于10 B．一定大于10 ．一定小于10 D．以上都有可能 【答】 【解答】解：当将弹簧测力计倒置过来后，把物体挂在提环上，因为弹簧测力计本身有 重力，挂钩受到的力等于弹簧测力计自身的重力和物体的重力之和，所以此时物体的重 力要小于测力计示数10，故正确。 故选：。 【变式3-2】（2023 春•滕州市期中）某同学在使用弹簧测力计时，由于粗心大意，未将指 针调零，指针已指在05 处，那么他用这样的弹簧测力计测量，要得到正确的结果，应 当把每次的读数（ ） ．加上05 B．减去05 ．既不加也不减任何值 D．不能用来测量 【答】B 【解答】解： 在使用弹簧测力计测力的大小时，如果指针在05 处，用这样的弹簧测力计测量要得到 正确的结果，应该先记下测量时的示数，然后减去测量前的示数05，故B 正确。 故选：B。 【变式3-3】（2023 春•滨海新区期末）用弹簧测力计水平拉着重为8 的木块，在水平长木 板上沿直线匀速移动05m，如图所示，弹簧测力计的读数是 24 ，此时木块受到的 摩擦力是 24 。 【答】24；24。 【解答】解：从图可以知道弹簧测力计的分度值为02，所以弹簧测力计的读数是 24， 木块在水平方向上受弹簧测力计的拉力，木块受水平向左的摩擦力，因木块在水平长木 板上沿直线匀速移动，所以弹簧测力计的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力，所以 摩擦力为24；故答为：24；24。 弹簧测力计在力的相互方面的应用 知识点4 1、物体间力的作用是相互的，所以弹簧测力计两边受到的力大小相等。 2、弹簧测力计在力的相互性方面有两种问题： （1）问弹簧测力计的示数； （2）问弹簧测力计所受合力是多少。 例如： （1）一端用力另一端固定，（和两端同时拉效果是相同的），一弹簧测力计两端均受6 的 力，弹簧测力计的示数是多少？ （2）将弹簧测力计测量物体重量的时候，物体处于平衡状态，那么弹簧测力计所受合力为 0。 【典例4-1】（2023 春•临潼区期中）如图所示，沿相反的方向各用10 的力水平拉一个弹 簧测力计，弹簧测力计静止不动，则弹簧测力计的示数是（ ） ．0 B．20 ．5 D．10 【答】D 【解答】解：弹簧测力计指示的力为：在平衡状态（静止或匀速直线运动）下，一端的 拉力数值，沿相反的方向各用10 的力水平拉一测力计，弹簧测力计示数应为10。 故选：D。 【典例4-2】（2023 春•大埔县期中）如图所示，一根弹簧一端挂在墙上，用F＝490 的力 拉另一端，弹簧伸长了20m。此时墙对弹簧的拉力为 490 ；如果改为两个人分别拉 弹簧的两端，把它也拉长了20m，则每个人各自用的力F1＝ 490 ，F2＝ 490 。 【答】见试题解答内容 【解答】解：用F＝490 的力拉另一端，弹簧伸长了20m，根据力的相互性可知，墙对 弹簧的拉力为490； 则改为两人拉弹簧后，其中一人跟墙一样起到了固定弹簧的作用，因此弹簧伸长不变， 所用拉力也不变，还是490。 故答为：490；490；490。 【变式4-1】（2023 春•武侯区期末）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＝5，则弹簧测力计和B 的示数分别为（ ） ．5，5 B．0，5 ．5，0 D．0，10 【答】 【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＝ G＝5，弹簧测力计的读数为5； 右图中，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FB＝G＝5，弹簧 测力计B 的读数为5。 故选：。 【变式4-2】（2023 春•涟源市期末）物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力，当 物体静止时，它处于 平衡 状态，如图所示，此时弹簧测力计的示数为 18 。 【答】平衡；18。 【解答】解：物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力，当物体静止时，它处于 平衡状态； 由图可知，弹簧测力计分度值为02，示数都为18； 以左侧弹簧测力计为研究对象，测力计处于平衡状态，受到一对为18 的平衡力，弹簧 测力计的示数等于18；同理以右侧弹簧测力计为研究对象，测力计处于平衡状态，受到 一对为18 的平衡力，弹簧测力计的示数仍为18。 故答为：平衡；18。 1．（2022 秋•海沧区期末）乒乓球是我国的“国球”，发球时有托球，抛球，击球三个过 程，关于这三个过程，以下说法正确的是（ ） ．托球时，手对球的力是弹力 B．抛球时，手先施力球后受力 ．抛出后，球还受到手的抛力 D．击球时，球只受到球拍的力 【答】 【解答】解：、托球时，手与球接触，手对球的力是弹力，故正确； B、抛球时，手和球之间的力为相互作用力，同时产生，故B 错误； 、抛出后，手不与球接触，球不受到手的抛力，故错误； D、击球时，球除了受到球拍的力，还受到重力，故D 错误。 故选：。 2．（2023 春•长沙期末）如图所示物体正常使用时，不属于弹性形变的是（ ） ． 压弯的跳竿 B． 拉长的弹簧 ． 拉开的弓 D． 捏成团的橡皮泥 【答】D 【解答】解：、压弯的跳竿，跳杆具有弹性，撤去外力能恢复原状，是弹性形变，故不 符合题意； B、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B 不符 合题意； 、拉弯的弓具有弹性，撤去外力能恢复原状，是弹性形变，故不符合题意； D、捏成团的橡皮泥不会恢复原来的形状，故D 符合题意。 故选：D。 3．（2023 春•金凤区校级期中）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符合如图所示的是（ ） ．做加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 ．在一定范围内，弹簧的伸长量与所受拉力的关系 D．不同种物质质量与体积的关系 【答】 【解答】解：观察图象可知，这是一个正比例函数图象，说明图象中y 与x 之间是成正 比的。 、做匀速直线运动的物体，速度一定，通过的路程与其时间成正比，故不符合题意； B、密度是物质的一种特性，其大小与物质的种类和温度有关，与质量和体积无关，故 B 不符合题意； 、在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比，故符合题意； D、根据m＝ρV 可知，同种物质的质量与体积成正比关系，故D 不符合题意。 故选：。 4．（2023 春•象山区校级期中）下列测量工具，用于测量力的大小的是（ ） ．天平 B．量筒 ．U 形压强计 D