第八讲 弹力（预习篇）（原卷版）
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新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络
基础知识：知识点全面梳理，掌握必备
小试牛刀：基础题+中等难度题，合理应用
一、弹力
1.现象探究：弹性和塑形
图示 现象1 现象2
橡皮筋被拉长 不拉时橡皮筋恢复原来的长度
按压直尺的一端，直尺变弯 撤去外力，直尺恢复原状
捏橡皮泥，橡皮泥变形 不捏后，橡皮泥不能恢复原来的形状
走在松软的沙滩上留下的足印 脚离开沙面，沙面不能恢复原状
归纳总结：物体受力时会发生形变，撤去外力后有两种情况：
（1）有些物体（如弹簧、直尺、橡皮筋）受力时会发生形变，撤去外力后又恢复到原来的形状，发生这种形变叫做弹性形变，物体这种性质叫做弹性。
（2）有些物体（如橡皮泥）发生形变后不能自动恢复到原来的形状，发生的这种形变叫做塑形形变，物体的这种性质叫做塑性。
2.弹力
定义 物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力
产生条件 ①两物体相互接触；②接触处相互挤压或拉伸而发生弹性形变（相互接触的物体间不一定产生弹力，如相互接触但没有发生相互作用的物体间是没有弹力的）
三要素 大小：与物体的材料和弹性形变程度有关。 弹力与弹性形变的关系：物体的弹性有一定的限度，超过了这个限度物体就不能恢复原状，该限度称为弹性限度。在弹性限度内，物体的形变量越大，产生的弹力越大
方向：始终与物体形变方向相反，与物体恢复原状的方向相同，或与使物体发生形变的力的方向相反，且总是与接触面垂直
作用点：在两个物体的接触面上，也可等效在接触面的一点
二、弹簧测力计
1.测力计：测量力的大小的工具叫做测力计。其中利用弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长的原理制成的测力计叫做弹簧测力计。
2.弹簧测力计的构造：弹簧测力计主要由弹簧、指针、挂钩和刻度盘等组成。如图所示，是实验室常用的两种弹簧测力计。
条形盒测力计 圆筒测力计
3.弹簧测力计的测量原理（拓展实验）
【实验探究】弹簧的伸长量与拉力的关系
【实验过程】如图所示，将弹簧固定在支架上，旁边直立放置一刻度尺，记下挂钩上挂钩码前弹簧下端的位置，然后每次增加两个钩码（每个钩码对弹簧的拉力均为0.5N），使弹簧所受拉力逐渐增大，通过刻度尺读出弹簧每次的总伸长量Δl，记录实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6
弹簧伸长量Δl/cm 0 1 2 3 4 7 11
【探究归纳】通过实验可以发现，在弹簧限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越长，且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比，这就是弹簧测力计的测量原理。当超过弹簧的弹性限度后（如本实验中当拉力超过4N后），弹簧发生非弹性形变，撤去外力后弹簧将无法自动恢复到原状。
★特别提醒 弹簧长度与弹簧伸长量 弹簧的伸长量与弹簧的长度不一样。弹簧不受任何拉力时的长度叫做弹簧的原长，一般用l0表示，弹簧受到拉力之后的长度一般用l表示，则弹簧的伸长量就是Δl=l-l0，如图所示。
4.弹簧测力计的使用方法
使用前 （1）观察量程：待测力的大小不能超过量程。 （2）明确分度值：知道每一小格表示多少牛。 （3）校零：检查指针是否指在零刻度线上。若没有，要调节至对齐。 （4）沿弹簧轴线方向轻轻来回拉动几次挂钩，放手后观察指针是否能回到零刻度线处，以防止弹簧卡壳。
使用时 （1）测量：要使弹簧测力计的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上，弹簧不要靠在刻度盘上（避免因摩擦而影响测量的准确程度）。 （2）读数：应让视线垂直于刻度盘读数。 （3）记录：在记录数据时要带上单位。 （4）待测的力（物体）一定要在弹簧测力计的挂钩一端。
★特别提醒：弹簧测力计是测量力的工具，不仅能测竖直方向或水平方向的力，其他方向的力也可测量。在测量时，只要保证弹簧测力计所测力的方向与弹簧测力计的轴线方向一致即可。
5.种类：为了满足不同测量力的需求，人们制造了各式各样的测力计，如握力计、弹簧秤和托盘秤等，如图所示。
握力计 弹簧秤 托盘秤
一、选择题
1.下列现象中，发生了弹性形变的是（ ）。
A．橡皮泥上留下漂亮的指印 B．饼干一捏变成碎片
C．粉笔掉到地上断成两截 D．排球砸向地面时变瘪
2.如图所示的四种情景，所受到的力不属于弹力的是（ ）
A． 跳板对运动员的支持力 B．弦对箭的推力
C．竹子对熊猫的拉力 D．磁铁对大头针的吸引力
3.在弹簧弹性形变的限度内，如图所示能正确表示弹簧的伸长量△L与其受到的拉力F的关系的是（ ）。
A． B． C． D．
4．关于弹簧测力计的使用，下列说法中不正确的是（ ）。
A．使用中要使弹簧测力计的受力方向沿弹簧的轴线方向；
B．使用时必须检查指针是否对准零刻度线；
C．弹簧测力计使用时必须竖直放置，不得倾斜；
D．不能用来测量超过它的测量范围的力
5.把弹簧测力计的一端固定，另一端用3 N的力拉它时，弹簧测力计的示数为3 N，若将弹簧测力计的固定端取下，两端各施一个3 N的拉力而使弹簧测力计静止，如图所示。此时弹簧测力计的示数是（ ）。
A.0 B.3 N C.6 N D.无法判断
6.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
7.某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时，错将物体挂在了拉环上，如图所示。当物体静止时，弹簧测力计的示数为8N，则物体的重力为（ ）。
A．一定等于8N B．一定小于8N C．一定大于8N D．以上情况都有可能
8.一个球放在一块长木板上，如图所示，木板和球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法错误的是（ ）。
A．木板形变是由于木板产生弹力造成的 B．球产生的弹力作用在木板上
C．球受到的支持力就是木板产生的弹力 D．球产生的弹力就是木板受到的压力
二、填空题
9.如图所示，弹簧测力计的量程是______N，圈中的示数为______N，读数时视线必须与刻度盘______。
10.有一根量程为的弹簧测力计，受到拉力时，弹簧的长度是，受到拉力时弹簧长度。若不受任何力时，弹簧长度是______。当弹簧长度为时，所测拉力______（“超过”，“没有超过”）测力计的量程。
11.从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示，直接测量铁柱的重量，读数如图乙所示；测完后同学发现了问题，问题是______。如果要改正问题，他要______（选A或B）；
A．把刻度板向上拉，指针对准零刻度线。
B．把刻度板向下拉，指针对准零刻度线。
用调整好后的此弹簧测力计测量铁柱，铁柱的重量应为______N。
12.同学们准备自己动手制作弹簧测力计，他们选了甲、乙两根规格不同但原长都是10cm的弹簧进行测试，绘出不同拉力下弹簧伸长量的图像，图像中只有OA段和OB段是弹性形变。当拉力为4N时甲弹簧总共______cm长。若要制作精确程度较高的弹簧测力计，应选弹簧________。
三、作图题
13.如图所示，一个篮球静止在水平地面上，画出它所受支持力的示意图。
四、实验题
14．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（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。
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一、弹力
1.现象探究：弹性和塑形
图示 现象1 现象2
橡皮筋被拉长 不拉时橡皮筋恢复原来的长度
按压直尺的一端，直尺变弯 撤去外力，直尺恢复原状
捏橡皮泥，橡皮泥变形 不捏后，橡皮泥不能恢复原来的形状
走在松软的沙滩上留下的足印 脚离开沙面，沙面不能恢复原状
归纳总结：物体受力时会发生形变，撤去外力后有两种情况：
（1）有些物体（如弹簧、直尺、橡皮筋）受力时会发生形变，撤去外力后又恢复到原来的形状，发生这种形变叫做弹性形变，物体这种性质叫做弹性。
（2）有些物体（如橡皮泥）发生形变后不能自动恢复到原来的形状，发生的这种形变叫做塑形形变，物体的这种性质叫做塑性。
2.弹力
定义 物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力
产生条件 ①两物体相互接触；②接触处相互挤压或拉伸而发生弹性形变（相互接触的物体间不一定产生弹力，如相互接触但没有发生相互作用的物体间是没有弹力的）
三要素 大小：与物体的材料和弹性形变程度有关。 弹力与弹性形变的关系：物体的弹性有一定的限度，超过了这个限度物体就不能恢复原状，该限度称为弹性限度。在弹性限度内，物体的形变量越大，产生的弹力越大
方向：始终与物体形变方向相反，与物体恢复原状的方向相同，或与使物体发生形变的力的方向相反，且总是与接触面垂直
作用点：在两个物体的接触面上，也可等效在接触面的一点
二、弹簧测力计
1.测力计：测量力的大小的工具叫做测力计。其中利用弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长的原理制成的测力计叫做弹簧测力计。
2.弹簧测力计的构造：弹簧测力计主要由弹簧、指针、挂钩和刻度盘等组成。如图所示，是实验室常用的两种弹簧测力计。
条形盒测力计 圆筒测力计
3.弹簧测力计的测量原理（拓展实验）
【实验探究】弹簧的伸长量与拉力的关系
【实验过程】如图所示，将弹簧固定在支架上，旁边直立放置一刻度尺，记下挂钩上挂钩码前弹簧下端的位置，然后每次增加两个钩码（每个钩码对弹簧的拉力均为0.5N），使弹簧所受拉力逐渐增大，通过刻度尺读出弹簧每次的总伸长量Δl，记录实验数据如下表。
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6
弹簧伸长量Δl/cm 0 1 2 3 4 7 11
【探究归纳】通过实验可以发现，在弹簧限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越长，且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比，这就是弹簧测力计的测量原理。当超过弹簧的弹性限度后（如本实验中当拉力超过4N后），弹簧发生非弹性形变，撤去外力后弹簧将无法自动恢复到原状。
★特别提醒 弹簧长度与弹簧伸长量 弹簧的伸长量与弹簧的长度不一样。弹簧不受任何拉力时的长度叫做弹簧的原长，一般用l0表示，弹簧受到拉力之后的长度一般用l表示，则弹簧的伸长量就是Δl=l-l0，如图所示。
4.弹簧测力计的使用方法
使用前 （1）观察量程：待测力的大小不能超过量程。 （2）明确分度值：知道每一小格表示多少牛。 （3）校零：检查指针是否指在零刻度线上。若没有，要调节至对齐。 （4）沿弹簧轴线方向轻轻来回拉动几次挂钩，放手后观察指针是否能回到零刻度线处，以防止弹簧卡壳。
使用时 （1）测量：要使弹簧测力计的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上，弹簧不要靠在刻度盘上（避免因摩擦而影响测量的准确程度）。 （2）读数：应让视线垂直于刻度盘读数。 （3）记录：在记录数据时要带上单位。 （4）待测的力（物体）一定要在弹簧测力计的挂钩一端。
★特别提醒：弹簧测力计是测量力的工具，不仅能测竖直方向或水平方向的力，其他方向的力也可测量。在测量时，只要保证弹簧测力计所测力的方向与弹簧测力计的轴线方向一致即可。
5.种类：为了满足不同测量力的需求，人们制造了各式各样的测力计，如握力计、弹簧秤和托盘秤等，如图所示。
握力计 弹簧秤 托盘秤
一、选择题
1.下列现象中，发生了弹性形变的是（ ）。
A．橡皮泥上留下漂亮的指印 B．饼干一捏变成碎片
C．粉笔掉到地上断成两截 D．排球砸向地面时变瘪
【答案】D。
【解析】A．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，故A不符合题意；
B．饼干一捏变成碎片，饼干形变后不能恢复原状，故B不符合题意；
C．粉笔掉到地上断成两截，粉笔形变后不能恢复原状，故C不符合题意；
D．排球砸向地面时变瘪，当排球离开地面后能够恢复原状，是弹性形变，故D符合题意。
故选D。
2.如图所示的四种情景，所受到的力不属于弹力的是（ ）
A． 跳板对运动员的支持力 B．弦对箭的推力
C．竹子对熊猫的拉力 D．磁铁对大头针的吸引力
【答案】D。
【解析】A、运动员压跳板，使跳板变弯，跳板发生弹性形变产生弹力，跳板对运动员的支持力是弹力，故A不符合题意；
B、运动员拉开弓，弓发生弹性形变产生弹力，弦对箭的推力是弹力，故B不符合题意；
C、熊猫向下拉竹子，竹子发生弹性形变产生弹力，竹子对熊猫的拉力是弹力，故C不符合题意；
D、磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，不是弹力，故D符合题意。
故选：D。
3.在弹簧弹性形变的限度内，如图所示能正确表示弹簧的伸长量△L与其受到的拉力F的关系的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】B。
【解析】实验中用纵轴表示弹簧的伸长量△L，横轴表示弹簧的拉力F，因为在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与其所受的拉力成正比，综合上述分析四个图象中只有B符合。故选：B。
4．关于弹簧测力计的使用，下列说法中不正确的是（ ）。
A．使用中要使弹簧测力计的受力方向沿弹簧的轴线方向；
B．使用时必须检查指针是否对准零刻度线；
C．弹簧测力计使用时必须竖直放置，不得倾斜；
D．不能用来测量超过它的测量范围的力
【答案】C。
【解析】A．为测量准确，使用中要使弹簧测力计的受力方向沿弹簧的轴线方向，故A正确，不符合题意；
B．使用弹簧测力计之前，首先要观察指针是否在0刻度线处，否则会造成测量错误，故B正确，不符合题意；
C．弹簧测力计可以在竖直方向测量物重或拉力，也可以在其他方向测量力的大小，故C错误，符合题意；
D．不能使用弹簧测力计测量超过量程的力，会造成测量不准，甚至损坏弹簧测力计，故D正确，不符合题意。故选C。
5.把弹簧测力计的一端固定，另一端用3 N的力拉它时，弹簧测力计的示数为3 N，若将弹簧测力计的固定端取下，两端各施一个3 N的拉力而使弹簧测力计静止，如图所示。此时弹簧测力计的示数是（ ）。
A.0 B.3 N C.6 N D.无法判断
【答案】B。
【解析】弹簧测力计的示数是指弹簧受到的拉力的大小。所以弹簧测力计的示数仍然为3 N。
6.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
【答案】B。
【解析】因为弹簧所受拉力越大，伸长越长，所以在同样拉开弹簧的情况下，我们要比较谁把弹簧拉得更长。他们都将手臂撑直了，那么手臂长的同学当然就用了更大的力。
7.某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时，错将物体挂在了拉环上，如图所示。当物体静止时，弹簧测力计的示数为8N，则物体的重力为（ ）。
A．一定等于8N B．一定小于8N C．一定大于8N D．以上情况都有可能
【答案】B。
【解析】当将弹簧测力计倒置过来后，把物体挂在拉环上，因为弹簧测力计本身有重力，挂钩显示的示数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8N。
故选B。
8.一个球放在一块长木板上，如图所示，木板和球均发生了弹性形变，关于它们弹力的情况，以下说法错误的是（ ）。
A．木板形变是由于木板产生弹力造成的 B．球产生的弹力作用在木板上
C．球受到的支持力就是木板产生的弹力 D．球产生的弹力就是木板受到的压力
【答案】A。
【解析】A．根据弹力产生的特点可知，木板形变是由足球产生的弹力造成的，故A错误，符合题意；
B．足球发生形变，产生的弹力作用在与足球接触的木板上，故B正确，不符合题意；
C．球受到的支持力，是木板发生弹性形变产生的弹力，故C正确，不符合题意；
D．足球产生的弹力就是足球因为受到重力对木板产生压力的结果，故D正确，不符合题意。
故选A。
二、填空题
9.如图所示，弹簧测力计的量程是______N，圈中的示数为______N，读数时视线必须与刻度盘______。
【答案】0～5；3.6；垂直。
【解析】[1]由图知道，弹簧测力计的最大值是5N，即量程是0～5N。
[2]由图知道，1N分5个小格，每小格代表0.2N，即分度值是0.2N，测力计示数为3.6N。
[3]使用弹簧测力计读数时，视线必须垂直于刻度面板。
10.有一根量程为的弹簧测力计，受到拉力时，弹簧的长度是，受到拉力时弹簧长度。若不受任何力时，弹簧长度是______。当弹簧长度为时，所测拉力______（“超过”，“没有超过”）测力计的量程。
【答案】15cm；没有超过。
【解析】[1]弹簧测力计所受的拉力越大，弹簧的伸长量越大，且拉力与弹簧的伸长量成正比，设弹簧的原长为xcm，则有
解得x=15cm
[2]由以上推理知，拉力与弹簧的伸长量的比值为1N/cm，所以当弹簧长度为25cm时，所测拉力
F=1N/cm×10cm=10N
而该弹簧测力计的量程为0-12N，那么所测的拉力没有超过测力计的量程。
11.从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示，直接测量铁柱的重量，读数如图乙所示；测完后同学发现了问题，问题是______。如果要改正问题，他要______（选A或B）；
A．把刻度板向上拉，指针对准零刻度线。
B．把刻度板向下拉，指针对准零刻度线。
用调整好后的此弹簧测力计测量铁柱，铁柱的重量应为______N。
【答案】没有校零；B；1.8。
【解析】[1]刚拿来的弹簧测力计，图甲可知指针没有对准零刻度线，则没有校零。故问题是没有校零。
[2]弹簧测力计的校零方法，移动刻度板，应向下反复轻拉刻度板才能对准零刻度。
故选B。
[3]未校零前，刻度在0.4N，则准确的读数为。
12.同学们准备自己动手制作弹簧测力计，他们选了甲、乙两根规格不同但原长都是10cm的弹簧进行测试，绘出不同拉力下弹簧伸长量的图像，图像中只有OA段和OB段是弹性形变。当拉力为4N时甲弹簧总共______cm长。若要制作精确程度较高的弹簧测力计，应选弹簧________。
【答案】16；甲。
【解析】(1)根据图像，当作用于甲弹簧的力为4N时，伸长量是6cm，所以总长等于原长10cm加伸长量6cm，总共16cm。
(2)相同的拉力作用在两根弹簧上，甲伸长的多，乙伸长的少，甲可以分得更细，分度值更小。
三、作图题
13.如图所示，一个篮球静止在水平地面上，画出它所受支持力的示意图。
【解析】这个篮球受到两个力的作用。一个是竖直向下的重力，另一个是地面对其向上的支持力。
四、实验题
14．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（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。
【答案】（1）12；6；（2）B；（3）20。
【解析】（1）由图乙知道，A橡皮筋在受到的拉力小于10N，B橡皮筋在受到的拉力小于15N时，橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系的图像是一直线，说明橡皮筋的伸长△x与受到拉力F成正比例函数的关系，即FA =kA△xA，FB=kB△xB，
由图像知道，当FA =5N时，△xA =10cm；当FB =10N时，△xB =10cm，
由此解得：kA =0.5N/cm、kB=1N/cm，即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的伸长量是：
橡皮筋B的伸长量是：
（2）测力计是根据橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的，所以，由图像知道，A的量程为0~10N，B的量程为0~15N，即用橡皮筋 B制成的测力计量程大；
（3）将两根A并联起来制成量程更大的弹簧测力计时，由于每根橡皮筋的量程是0–10N，所以由二力合成法则知道，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。
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