7.3弹力 弹簧测力计 练习
一、单选题
1.下列物体所发生的形变中,属于弹性形变的是( )
A.用力将一张原来平整的纸揉成纸团
B.用力将橡皮弹弓的橡皮筋拉长
C.狂风吹折了树枝
D.将弹簧的钢丝拉直
2.如图所示,弹簧测力计的量程均为0~5N,其中示数为3.6N的是( )
A. B.
C. D.
3.下列各图所示的力中,不属于弹力的是( )
A. 地球对月亮的引力 B. 人对跳板的压力
C. 桌子对杯子的支持力 D. 推土机对泥土的推力
4.小桂想测量物理课本的宽度,应该选择的测量工具是( )
A.秒表 B.刻度尺 C.温度计 D.弹簧测力计
5.如图所示,甲、乙两同学沿水平方向分别向左右用力拉弹簧测力计,测力计静止时示数为4N,若不计弹簧测力计自身的重力,则下列说法正确的是
A.甲对测力计的拉力是4N
B.乙对测力计的拉力是8N
C.乙对测力计的拉力比甲对测力计的拉力大4N
D.甲对测力计的拉力比乙对测力计的拉力大4N
6.直接测量质量的仪器是( )
A.天平 B.弹簧测力计 C.量筒 D.体温计
7.在实验室使用弹簧测力计时,下列说法错误的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜
B.使用前必须检查指针是否在零刻度线上
C.使用过程中,弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦
D.测量力的大小不能超出测力计的范围
8.下表为小明同学做“研究弹簧的长度与拉力关系的实验”记录数据:
拉力F/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0
弹簧长度L/cm 2 3 4 6 7 8 8
下列结论错误的是( )
A.小明同学填写漏掉的数据为5
B.由数据可知,弹簧的原长L0是2cm
C.分析数据可以得出的结论是:在弹性限度内,弹簧的长度与拉力成正比
D.这项研究在实际中的应用是制成了弹簧测力计
9.下列关于力的说法正确的是( )
A.用手推墙壁,人先推墙,墙再对人施力
B.两个物体没有直接接触就不能产生力的作用
C.人坐在椅子上时人和椅子都受到弹力作用
D.物体间发生力的作用时,一定存在受力物体,可以没有施力物体
10.把金属块挂在弹簧测力计下,当金属块静止时,弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计只能测量竖直方向力的大小
B.此弹簧测力计的量程为0~5N
C.此弹簧测力计的分度值为0.1N
D.金属块所受重力为4.4N
二、多选题
11.如图所示,一个足球放在一块长木板上,木板和足球均发生了弹性形变。则下列说法正确的是( )
A.足球产生的弹力作用在木板上
B.木板形变是由于木板产生弹力造成的
C.足球受到的支持力是木板产生的弹力
D.足球产生的弹力就是木板对足球的支持力
12.下列关于力学、热学、光学的说法中错误的是( )
A.图甲中测力计的示数为1.4N,测力计是专门测量重力的工具
B.图乙中雾凇的形成需要不断放热
C.如图丙所示,光线由空气斜射向水中的反射和折射光路,入射角为30°
D.图丁中下落的苹果砸中了牛顿的头,说明了力可以改变物体的运动状态
13.下列有关力的说法,正确的是( )
A.力的作用效果与力的大小、方向和作用点都有关系
B.手拍桌子时,手对桌子施加了力,桌子对手没有施加力
C.弹簧被拉伸时产生的力是弹力,钢丝绳悬挂重物时,对重物的拉力也是弹力
D.鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力
14.物理学是一门实验性很强的基础科学,培养同学们正确使用仪器的技能是做好物理实验的基础,下列操作不正确的是( )
A.用刻度尺测量长度,应让整刻度线对准被测物体的一端
B.用温度计测量液体温度,应将温度计从液体中取出再读数
C.用弹簧测力计测量物体的重力,不调零就可以直接进行测量
D.用托盘天平测量物体质量过程中,发现横梁不平衡时可调节平衡螺母
三、填空题
15.如图所示,各接触面都是光滑的,则A、B间无弹力作用的两个图是 、 .
16.如图甲所示为一种塑木复合材料,为新型环保材料。可以制成空心型板材。现有一个空心的塑木板材,经量,其外形体积为120cm3,质量为116g。已知塑木复合材料的密度为1.16g/cm3,则其空心部分体积为 cm3。如图乙所示,是一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系的图像,由图可知弹簧的原长是 m,若弹簧伸长5cm时,所受弹力的大小是 N。
17.如图所示为实验室常用的弹簧测力计,使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否有 ,指针是否指在 ,弹簧测力计的示数是 N。
18.一支弹簧原长5cm,当它受20N的拉力作用时,弹簧变为15cm,当弹簧变为20cm时,所受的拉力大小为 N.
19.想一想做一做,观察现象,回答下列问题。
(1)仔细观察图甲中的场景,再联系生活实际,能得出的初步结论是: ;
(2)仔细观察图乙中的情景,你的猜想是: 。
四、实验题
20.如图所示的弹簧测力计的量程为 N,现在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用力F拉弹簧测力计并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为 N,则拉力F的大小为 N。
21.如图所示,物块的长度为 cm;图中,弹簧测力计的示数是 N。
五、简答题
22.有一铁块质量为520g,请问此铁块是否可用量程为5N的弹簧测力计测量重力?
23.用手捏一个厚玻璃瓶,它会发生弹性形变吗?请设计一个实验来验证你的想法.(如图)
六、综合题
24.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和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,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的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋 制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力测量的精确程度高(均选填“A”或“B”)。
(3)将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。
25.如图甲,小华利用完全相同的小桶分别盛满三种液体,用弹簧测力计分别称出液体和小桶的总重力,记录的数据在下表中。
液体种类 酒精 水 盐水
弹簧测力计的示数F/N 2.6 2.8 3.0
(1)通过分析比较此表,小华推测弹簧测力计示数与液体密度之间有一定的规律,在如图乙所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 ;
(2)若酒精的密度为0.8g/cm3,试根据表格中的数据计算出盐水的密度为 kg/m3,小桶的重力为 N;
(3)小华又利用该弹簧测力计及小桶,将该弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧“密度秤”,该弹簧“密度秤”能测到液体密度的最大值为 g/cm3,利用该弹簧测力计上现有的刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是 g/cm3;
(4)小华想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧测力计的前提下,你的办法是 ;(写出一种即可)
(5)若使用地的g值变小,正确使用该“密度秤”测出某液体的密度为1.5g/cm3,则该液体的实际密度 1.5g/cm3(选填“大于”“等于”或“小于”)。
七、计算题
26.一根弹簧的伸长量与拉力成正比,当该弹簧挂10N的物体时,弹簧的长度为12cm,若改挂20N的物体时,弹簧的总长为20cm(均在弹簧的弹性限度内)。求:
(1)弹簧的原长(即未挂物体时弹簧的长度)
(2)挂18N的物体时弹簧的长度。
27.一根弹簧受到3N的拉力时,长度为12cm,当它受到6N的拉力时,长度为14cm,在弹性限度内,这根弹簧受到12N的拉力时,其长度为多少厘米?
参考答案:
1.B
【详解】A.用力将一张原来平整的纸揉成纸团,纸发生的形变,不能恢复原状,不是弹性形变,故A不符合题意;
B.用力将橡皮弹弓的橡皮筋拉长,橡皮筋发生的形变,能恢复原状,是弹性形变,故B符合题意;
C.狂风吹折了树枝,树枝发生的形变,不能恢复原状,不是弹性形变,故C不符合题意;
D.将弹簧的钢丝拉直,钢丝发生的形变,不能恢复原状,不是弹性形变,故D不符合题意。
故选B。
2.A
【详解】由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,A图读数是3.6N、B图读数是2.4N、C图读数是3.4N、D图读数是0N。故选A。
3.A
【详解】A.地球对月亮的引力是万有引力,不属于弹力,故A符合题意;
BCD.人对跳板的压力、桌子对杯子的支持力、推土机对泥土的推力本质上都属于弹力,
故选A。
4.B
【详解】A.秒表是测量时间的工具,故A不符合题意;
B.刻度尺是测量长度的工具,能用来测量物理课本的宽度,故B符合题意;
C.温度计是测量温度的工具,故C不符合题意;
D.弹簧测力计是测量力的大小的工具,故D不符合题意。
故选B。
5.A
【详解】根据题意知道,测力计静止时示数为4N,说明弹簧秤里的弹簧受力为4N,即左侧手对弹簧测力计的拉力应为4N;而弹簧测力计整体要处于平衡状态,所以,右侧拉力也应为4N,故A正确。
故选A。
6.A
【详解】A.测量质量的仪器是天平,故A符合题意;
B.弹簧测力计是测量力的仪器,故B不符合题意;
C.量筒是测量体积的仪器,故C不符合题意;
D.体温计是测量体温的仪器,故D不符合题意。
故选A。
7.A
【详解】A.使用弹簧测力计测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向一致,但不是必须竖直拉动,也可以水平拉动,或者向其它倾斜方向拉动,故A错误,A符合题意;
B.使用测力计前,必须先检查指针是否在零刻度线上,如果指针没有对准零刻度线,需要先校零,再测量,故B正确,B不符合题意;
C.在使用过程中,弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦,否则会因此造成测量不准确,故C正确,C不符合题意;
D.加在弹簧测力计上的力,不能超出测力范围,弹簧只有在一定弹性范围内,弹簧伸长量与受到的拉力成正比;如果超出了范围,弹簧伸长量与受到的拉力可能就不成正比了,测量出来的结果就不准确,弹簧测力计还可能因此而损坏,故D正确,D不符合题意。
故选A。
8.C
【详解】A.由表可知,当弹簧受到拉力为0.5N时,弹簧伸长量为1cm,受到拉力为1.0N时,弹簧伸长量为2cm,即拉力是原来的2倍,伸长量也是原来的2倍,根据弹簧所受拉力与弹簧伸长量成正比的规律,当受到拉力为1.5N时,弹簧伸长量应为3cm,这时弹簧的长度为弹簧伸长量3cm加上弹簧原长2cm,即这时弹簧的长度为5cm,所以小明同学填写漏掉的数据为5,故A正确,不符合题意;
B.弹簧不受拉力作用的长度就是弹簧的原长,也就是说当弹簧受到拉力为0N时弹簧的长度就是弹簧的原长,由数据可知, 弹簧的原长L0是2cm,故B正确,不符合题意;
C.由表中数据,当拉力为0.5N时,弹簧长度为3cm,受到拉力为1.0N时,弹簧长度为4cm,弹簧受到拉力之比为1∶2,长度之比为3∶4,故C错误,符合题意;
D.弹簧测力计是根据在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比的原理制成的,这项研究除最后一组数据外可以得出结论:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.C
【详解】A.用手推墙壁,人推墙的力和墙对人施加的力,是同时产生的,故A错误;
B.两个物体没有直接接触也能产生力的作用,如:磁铁吸引铁钉,故B错误;
C.人坐在椅子上时,人对椅子有压力和椅子对人有支持力,压力和支持力都属于弹力,所以人和椅子都受到弹力作用,故C正确;
D.物体间发生力的作用时,是相互的,一定存在受力物体和施力物体,与是否运动无关,故D错误。
故选C。
10.B
【详解】A.在正确使用的前提下,弹簧测力计可以根据需要测量不同方向的拉力,只要力的方向与弹簧的轴线一致就行,故A错误;
B.由图可知,该弹簧测力计的最大测量值为5N,量程是0~5N,故B正确;
C.一大格(1N)分成5份,分度值为0.2N,故C错误;
D.由图可知,该弹簧测力计的读数为3.6N,金属块所受重力为3.6N,故D错误。
故选B。
11.AC
【详解】A.足球产生的弹力的受力物体是木板,所以足球产生的弹力作用在木板上,故A正确;
B.木板形变是由于足球产生弹力造成的,故B错误;
C.足球受到的支持力是由木板发生弹性形变而产生的弹力,故C正确;
D.足球产生的弹力就是足球对木板的压力,故D错误。
故选AC。
12.AC
【详解】A.图甲中测力计的分度值为0.2N,则示数为1.4N,测力计是专门测量力的工具,不仅仅测量重力,故A错误,符合题意;
B.图乙中雾凇的形成是水蒸气直接凝华成小冰晶,凝华需要放出热量,故B正确,不符合题意;
C.图丙中,光线由空气斜射向水中的反射和折射光路,入射角为入射光线与法线的夹角,图中入射光线与界面的夹角为30°,则入射角为
90°-30°=60°
故C错误,符合题意;
D.图丁中下落的苹果砸中了牛顿的头,苹果在重力的作用下,由静止变为运动,所以说明了力可以改变物体的运动状态,故D正确,不符合题意。
故选AC。
13.AC
【详解】A.力的三要素是大小、方向和作用点,力的作用效果与力的大小、方向和作用点都有关系,故A正确;
B.力的作用是相互的,手拍桌子时,手对桌子施加了力,桌子对手也施加了力,故B错误;
C.因物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力,弹簧被拉伸时,弹簧发生弹性形变,所以弹簧被拉伸时产生的力是弹力,钢丝绳悬挂重物时,对重物的拉力是钢丝绳发生弹性形变而产生的力,所以也是弹力,故C正确;
D.力的作用是相互的,鸡蛋碰石头时, 石头对鸡蛋的力与鸡蛋对石头的力是一对相互作用力,大小相等,故D错误。
故选AC。
14.BCD
【详解】A.使用刻度尺测物体的长度时,物体的一端不一定要对准刻度尺的零刻度线,可以让整刻度线对准被测物体的一端,故A正确,不符合题意;
B.温度计读数时,如果从液体中取出,其示数会受到外界温度的影响,故B错误,符合题意;
C.用弹簧测力计测量物体的重力,使用前必须调零,否则读数不准确,故C错误,符合题意;
D.称量物体质量时,若天平横梁不平衡,要增减砝码或移动游码来使天平的横梁平衡,不能调节平衡螺母,故D错误,符合题意。
故选BCD。
15. C E
【详解】由图可知:A、B、D选项肯定有弹力,因为A、B、D选项,物体A、B间虽是微小形变,但很容易判定它们存在弹力.而C选项:假设AB间有弹力,各接触面都是光滑的,则AB两物体不能处于平衡状态,要运动,然而AB两物体没有运动,故C选项没有弹力.同理E选项中,AB间物体也没有弹力,否则会运动.
16. 20 0.1 10
【详解】[1]塑木板材中塑木复合材料的体积
塑木板材中空心部分体积
V空=V板材-V材料=120cm3-100cm3=20cm3
[2][3]弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关,当为原长时,没有发生形变时,弹力为0N,图中可以看到弹簧长度是10cm,10cm=0.1m。当弹簧伸长5cm时,弹簧的长度为
L=10cm+5cm=15cm
由图可知此时受到的弹力大小为10N。
17. 摩擦 零刻度线
【详解】[1][2]每次使用弹簧测力计是都要观察指针是否指在零刻度线处,不在零刻度线的就要校零;使用中弹簧指针、弹簧尽量不能与外壳摩擦,否则会影响实验的结果。
[3]由图可知,弹簧测力计的分度值为,示数为。
18.30
【详解】在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量成正比,设比例系数为k,即F=kΔx,可得,即,解得F2=30N.
点睛:根据弹簧的伸长与所受拉力成正比分析计算.
19. 力可以改变物体的运动状态 弹力越大,弹簧伸长的越长
【详解】[1]足球在空中飞行过程中被右侧同学用头顶一下之后改变了运动方向,由此可知力可以改变物体的运动状态。
[2]左侧同学拉力小,弹簧的形变量较小,而右侧同学力气较大,弹簧的形变量较大,由此可知弹力或者拉力越大,弹簧的形变量越大。
20. 0~5 3.6 3.6
【详解】[1]此测力计离0刻度线最远的刻度线的数值为5N,故其量程为0~5N。
[2][3]此时测力计的示数为
F示=3N+3×0.2N=3.6N
测力计的示数是3.6N,说明它的挂钩受到了3.6N的拉力,故F的大小为3.6N。
21. 3.21 0.8
【详解】[1]由图示知刻度尺的分度值为0.1cm,物块的左侧与2cm刻度线对齐,长度为
L=5.21cm-2.00cm=3.21cm
[2]图示中,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为0.8N。
22.不能
【详解】试题分析:520g=0.52kg,铁块受到的重力G=mg=0.52kg×9.8N/kg=5.096N>5N,所以不能用量程是0~5N的弹簧测力计测量其受到的重力.
考点:重力的计算
23.用手轻捏灌满水的厚玻璃瓶,观察细管中水面的高度变化,就能知道厚玻璃瓶是否发生了形变.
【分析】一些物体或物理现象的变化很微弱,不能用肉眼直接观察,可采用转化法,将其放大.
【详解】在瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中.用手轻捏厚玻璃瓶,观察细管中水面的高度变化,就能知道厚玻璃瓶是否发生了形变;
24. 16 8 B A 20
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,A橡皮筋在受到的接力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的接力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量Δx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Δx与受到接力F成正比例函数的关系,设
FA=kAΔxA,FB=kBΔxB
由图知,当
FA=5N,ΔxA=10cm
FB=10N,ΔxB=10cm
将上面的数据分别代入
FA=kAΔxA、FB=kBΔxB
得:kA=0.5N/cm、kB=1N/cm,因此FA=0.5ΔxA,FB=ΔxB,所以,当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为
ΔxA=8/0.5cm=16cm
橡皮筋B的伸长量为
ΔxB=8/1cm=8cm
(2)[3][4]测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的接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)[5]将本实验中两根相同的橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,因作用在每根橡皮筋上的力相等,所以应以A的测量范围为基准,每根橡皮筋最大受到10N的拉力,根据合力的知识,“两根橡皮筋并联起来的弹簧测力计”能够测量力的最大值为
2×10N=20N
25. C 1.8 3.2 0.2 减小小桶的质量,减少装液体体积等 大于
【详解】(1)[1] 液体的密度越大,测得液体和小桶的总重力越大,且不装入液体时,测力计的示数不为0(此时测力计测空桶的重力);结合图乙中的图像可知,只有C图像符合题意,故选C。
(2)[2][3]由表格中数据知,称出酒精和小桶的总重力为2.6N,则
即
称出水和小桶的总重力为2.8N,则
即
解得
称出盐水和小桶的总重力为3.0N,则
即
解得
(3)[4]当桶内不加液体时,即相当于液体密度为0时,弹簧测力计的示数等于桶的重力1.8N;弹簧测力计的最大示数为5N,代入关系式
即
解得最大刻度处所对应的液体密度
[5]该弹簧密度计的量程为。由图可知:之间有16个格,故该“密度秤”的分度值是
(4)[6]在测力计刻度一定的情况下,减小桶的质量,减少装液体体积等都可以减小拉力,从而可增大该秤的称量范围。
(5)[7]由于g值变小,所以液体的重力会变小,导致弹簧测力计示数变小,测出的密度变小。故弹簧测力计测出液体密度为1.5g/cm3时,液体的实际密度应该大于1.5g/cm3。
26.(1)4cm;(2)18.4cm
【详解】解:(1)因为在弹性限度内弹簧的伸长与受到的拉力成正比;所以
解得L=4cm
(2)因为在弹性限度内弹簧的伸长与受到的拉力成正比;所以
解得L1=18.4cm
答:(1)弹簧的原长4cm;
(2)挂18N的物体时弹簧的长度为18.4cm。
27.18cm
【详解】弹簧测力计是使用原理是“弹簧的伸长量和它受到的拉力成正比”,所以设弹簧的原长物L0,则
解得
L0=10cm
设弹簧受到12N的拉力时,其长度为L,则
解得
L=18cm
答:这根弹簧受到12N的拉力时,其长度为18厘米。