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第七章力知识点一弹力1.弹性和塑性项目定义举例弹性物体受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做弹性。物体在弹性范围内发生的形变叫做弹性形变跳水时的跳板、拉弓箭时的弦塑性物体受力时发生形变,变形后不能自动地恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做塑性。这类物体发生的形变叫做非弹性形变面团、纸、泥说明物体的弹性有一定限度,超过了这个限度,物体就不能恢复原来的形状,该限度称为弹性限度。2.弹力 例1(2019江苏盐城阜宁期中)如图所示的物体不能产生弹力的是() A.压弯的锯条B.被挤压后的橡皮泥C.拉长的橡皮筋D.拉弯的竹子解析答案B 知识点二弹簧测力计测量力的大小的工具叫做测力计。弹簧测力计是一种常见的测力计。1.弹簧测力计的结构:常见的弹簧测力计如图7-2-1所示。它的主要结构:刻度板、弹簧和指针。其他部分还有提拉弹簧测力计的吊环、用来悬挂重物的挂钩等。图7-2-12.弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。也就是弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,所以弹簧测力计上的刻度是均匀的。3.弹簧测力计的使用使用前①沿弹簧的轴线方向轻拉几次,检查指针、弹簧和外壳之间是否有过大摩擦②认清量程、分度值③检查零点(调零):检查指针是否指零刻度线,如果未指零刻度线,要先调零;若调不到零刻度线上,则应记好零点误差测量时④拉力的方向与弹簧的轴线方向一致,以免挂钩杆与外壳之间产生过大摩擦⑤读数时,视线要与指针所对的刻度线垂直例2(2019黑龙江大庆中考)弹簧测力计的示数为。 图7-2-2解析由图知:弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N,所以弹簧测力计的示数为2.2N。答案2.2N题型“弹力与形变量的关系”的探究与综合应用例(2018福建莆田模拟改编)探究“弹簧伸长量与弹簧受到拉力的关系”时将弹簧悬挂在铁架台上,刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都在竖直方向上,在弹簧下端依次增加相同规格钩码的个数(每个钩码对弹簧拉力为0.5N),数据记录如表。图7-2-3 (1)请在如图7-2-3乙坐标图中画出弹簧的伸长量Δx与弹簧受到的拉力F的关系图象。根据图象可知,弹簧的伸长量和弹簧受到的拉力成。(2)弹簧的伸长量为2.80cm时,弹簧受到的拉力是N。弹簧受到的拉力F/N00.511.522.53弹簧长度L/cm12.5612.9613.3613.7614.1614.5614.96弹簧伸长量Δx/cm00.400.801.201.602.002.40解析(1)根据表格中数据描点连线可作出图象,如图7-2-4所示;由图可知,图象是过原点的一条直线,故弹簧的伸长量和弹簧受到的拉力成正比。(2)由表格中的数据可知,弹簧的伸长量为0.4cm时,所受的拉力为0.5N,则弹簧每伸长1cm时受到的拉力增量为 N=1.25N;弹簧的伸长量为2.80cm时受到的拉力为F'=1.25N/cm×2.8cm=3.5N。0.50.4答案(1)如图7-2-4所示正比(2)3.5 图7-2-4点拨(1)先整体观察再仔细分析比较,是寻找数据间关系特征的一般方法。(2)根据“在弹性限度内,弹簧的伸长量和弹簧受到的拉力成正比”可得到如下关系式: = 或 = ,可用来求解弹簧的长度、伸长量、受力大小等问题。2121--FFLL3232--FFLL11ΔΔFL22ΔΔFL易错点弹簧测力计受两个力时示数的判断例(2019湖北武汉东西湖期中)如图7-2-5,测力计在两个拉力F1、F2的作用下处于静止状态,F1、F2的大小均为1N,该测力计的示数为 () 图7-2-5A.0B.0.5NC.1ND.2N解析弹簧测力计的两端受力均为1N,弹簧测力计处于静止状态,弹簧测力计的示数应为弹簧测力计挂钩一端所受的拉力,故其示数是1N。答案C易错警示弹簧测力计是根据“在弹性限度内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比”这一原理制成的,这里的“拉力”是指挂钩一端所受的作用力,而弹簧测力计测量出的是这个力的大小,而不是两端受力的总和或两力之差。知识点一弹力1.(2018云南昆明盘龙期末)如图所示的各力中,不属于弹力的是 ()答案A磁铁对小铁球的吸引力,没有使小铁球发生弹性形变,故不属于弹力。 2.(独家原创试题)2019年射箭世锦赛于当地时间6月16日在荷兰斯海尔托亨博斯落下帷幕。在反曲弓男子团体决赛中,中国队历史上首次夺得世锦赛男团项目冠军。如图7-2-1所示为射箭比赛的情景。射箭所用的弓,选用的材料必须具有良好的性。图7-2-1答案弹解析弓受力变形,放手后恢复原状,箭在弓恢复原状时产生的力的作用下射向远处。3.如图7-2-2所示,用手拉弹簧时,弹簧发生形变后会对手产生力,这个力的方向与手的拉力方向(填“相同”或“相反”)。 图7-2-2答案弹相反解析用手拉弹簧时,弹簧发生了弹性形变,弹簧由于要恢复原状就会对跟它接触的物体产生一个力的作用,这个力就是弹力;人手的拉力方向是竖直向上的,而弹簧对手的弹力的方向是竖直向下的,故弹力的方向与手的拉力方向是相反的。知识点二弹簧测力计4.(2019湖北黄石一模)关于弹簧测力计的使用,下列说法错误的是 ()A.使用前必须观察它的量程和分度值B.使用前要检查指针是否指在零刻度线处C.使用中弹簧指针、挂钩不能与外壳摩擦D.测量力的大小时,弹簧测力计必须竖直放置答案D测量力的大小时,只要使用时力的方向与弹簧的轴线一致即可,不一定竖直放置,故D选项说法错误。5.(2018河北秦皇岛海港期中)如图7-2-3所示,某同学用已校零的弹簧测力计测量力的大小,则此弹簧测力计的量程为,分度值为,图中所测力的大小为N。 图7-2-3答案0~5N0.2N2.8解析弹簧测力计的最大测量值是5N,故量程为0~5N;每一大格为1N,每一大格又分为5小格,每一小格(分度值)为0.2N。指针指在“2”后第4个小格处,所以弹簧测力计的示数为2N+0.2N×4=2.8N。1.(2018江西赣州宁都期中)下列情况中不属于弹性形变的是 ()A.手轻压钢条,使钢条变弯一些B.把橡皮泥捏成各种不同的形状C.手轻拉弹簧,弹簧伸长些D.运动员拉开弓,准备射箭答案B把橡皮泥捏成各种不同的形状,橡皮泥不能恢复,不属于弹性形变,故B选项符合题意;其他三个选项中,外力撤去后,物体均能恢复原状,故均属于弹性形变。2.(2018江西赣州宁都期中)如图所示,弹簧测力计的量程是,分度值是。该弹簧测力计(填“能”或“不能”)直接用来测力的大小。若未调零测得拉力是3.6N,则拉力真实值是N。答案0~5.0N0.2N不能3.2解析由图可知,弹簧测力计的最大刻度为5.0N,所以它的量程是0~5.0N,在1N之间有5个小格,所以其分度值为0.2N。观察可知,弹簧测力计的指针没有指在零刻度线上,所以它不能直接用来测力的大小,应先调节指针,使其指在零刻度线上,才能进行测量。原来指针在0.4N,未调零测得拉力是3.6N,则拉力真实值是3.6N-0.4N=3.2N。 3.电视纪录片《复活的军团》以科学的态度真实地再现了秦始皇的军队的强悍骁勇。其中重点介绍了秦弩(如图所示)的威力,弩是古代一种武器,在射击前,必须把机栝(即一根刚性的弹簧片)拉开,然后在其中放入短箭。一扣扳机,机栝松开后就能将短箭发出,射中远处的敌人。请你从物理学的角度分析秦弩为什么有这么大的威力? 答案秦弩的机栝具有弹性,拉开机栝时,发生了弹性形变,扣动扳机,机栝对短箭产生弹力作用,短箭受力后,运动状态发生变化,射向远处,属于远程武器,在冷兵器时代,具有很大的威力。1.(2019安徽安庆二十三校联考)如图7-2-4所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向左拉伸弹簧另一端,下列有关“由于弹簧形变产生的力”描述正确的是 () 图7-2-4A.墙对弹簧的拉力B.弹簧对墙的拉力C.手对弹簧的拉力D.以上说法都不对答案B手拉弹簧,弹簧发生弹性形变而产生弹力,弹簧产生的弹力作用在墙壁和手上,故A、C、D错误,B正确。2.(独家原创试题)小明拿起如图7-2-5所示空搪瓷杯准备倒水时,不小心失手,茶杯盖和茶杯同时掉落地上。若忽略空气阻力,茶杯盖和茶杯在空中自由下落的过程中,二者之间(选填“有”或“没有”)弹力,理由是。 图7-2-5答案没有二者之间没有挤压,没有发生弹性形变,也就没有弹力解析茶杯盖和茶杯在空中自由下落的过程中二者没有发生挤压,没有发生弹性形变,所以二者之间没有弹力。3.(2019安徽淮南田家庵期中)一根弹簧原长是10cm,在其下端挂1N的钩码时,弹簧的长度为12cm,当在弹簧的下端挂3N的钩码时,弹簧伸长了cm(在弹簧的弹性限度内)。答案6解析弹簧原长为10cm,在它下端挂1N的钩码时,弹簧长为12cm,此时,弹簧伸长了12cm-10cm=2cm。当在弹簧的下端挂3N的钩码时,弹簧伸长了2cm×3=6cm。1.(2018山东临沂模拟)一测力计因弹簧断裂而损坏,若去掉断裂的一小段弹簧,将剩余的较长的一段弹簧重新安装好,并校准了零刻度,那么用这个修复的弹簧测力计测量时,测量值与原来测量值相比较,结果是 ()A.测量值比实际值大B.测量值比实际值小C.测量值与实际值相等D.以上情况都有可能答案B弹簧变短后,在同样的拉力作用下,伸长量会比原来减小,如果仍用原来的刻度盘,其示数会偏小。2.(2019安徽合肥瑶海二模)我们将物体由于发生弹性形变而产生的力称为弹力。如图,长方体物块甲放在水平桌面上,另一长方体物块乙放在物块甲上,乙受到甲的弹力(支持力)是因为(选填“甲”或“乙”)发生了弹性形变。答案甲解析乙受到甲的弹力(支持力)是由于甲发生了弹性形变。 3.弹簧测力计的原理是:在内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。在弹性限度内,一根原长为10cm的弹簧挂重2N的物体时,弹簧长度为12.5cm,则挂重4N的物体时,弹簧的长度是cm。答案弹性限度15解析根据“在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比”可得到如下关系式: = ,解之得挂重4N的物体时,弹簧的长度L2=15cm。2N12.5cm-10cm24N-10cmL4.(2019江西抚州临川一中月考)在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(如图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。 (1)要完成实验,除了需要一条橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的一种器材是。(2)小明和小丽的实验记录数据如表:1拉力(钩码总重)F/N00.51.01.52.02.52橡皮筋的总长度L/cm4.55.15.76.36.97.53橡皮筋伸长的长度ΔL/cm00.61.22.43.0①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0=cm。②请将表格中第3行的数据补充完整。③要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较?答:应对两行数据进行比较。④分析表格中的数据,你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的?答:。你是如何分析数据并做出此判断的?请简要写出你的判断依据:。答案(1)刻度尺(2)①4.5②1.8③1、2④小明橡皮筋伸长的长度与拉力的比值为定值(或拉力扩大几倍,橡皮筋伸长的长度也扩大几倍)解析(1)因为本实验是要探究拉力大小与橡皮筋长度以及伸长的长度的关系,所以需要用刻度尺来准确测出长度,以便做好实验数据记录;(2)没有挂钩码时,橡皮筋的长度为原长;从所提供的数据看出,橡皮筋伸长的长度与拉力成正比,拉力增大几倍,橡皮筋伸长的长度就增大几倍,所以小明的说法是正确的。1.(2018北京东城期末,5,★★☆)如图所示,A、B、C、D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,箭疾驰而去,在以上过程中,弓的弹力最大的时刻是 ()答案C拉弓时,弓发生了弹性形变,将弓拉满后,弓的弹性形变最大,弹力最大。 2.(2018河北保定期中,3,★★☆)在弹簧测力计的两侧沿水平方向各施加一个力F1、F2,并使其保