2022-2023学年八年级全册物理讲义(沪科版)——6.3 弹力与弹簧测力计(原卷版+解析版)

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2022-2023学年八年级全册物理讲义(沪科版)——6.3 弹力与弹簧测力计(原卷版+解析版)

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第六章《熟悉而陌生的力》
6.3 弹力与弹簧测力计
【知识梳理】
一、物体的形变(根据能否恢复原状分类)
1.弹性形变:物体受力发生形变,当力撤去后,物体 恢复原状的形变称为弹性形变。
例:气球、篮球形变。
2.塑性形变:物体受力发生形变,当力撤去后,物体 自行恢复原状的形变称为塑性形变。
例:橡皮泥、面包形变。
3.弹性:物体发生 后能够自行恢复原状的性质,叫做弹性。
二、弹力
1.定义
因物体发生 而产生的力叫做弹力。
阐述:弹力即发生弹性形变的物体,为了恢复原状从而施加给与其接触物体上的力。
例:用手把气球压扁,气球发生的是弹性形变,气球想要恢复原来的球形,从而给手施加的力。
2.弹力产生的条件
接触并且产生弹性形变(即接触并挤压)
3.弹力的三要素
方向: 垂直于接触面
作用点:作用于 接触面 上
大小:在一定限度内(弹性限度内),弹簧受到的拉力越 ,弹簧的伸长量就越 (即弹力的大小与弹簧伸长的长度成 )。
三、弹簧测力计
1.原理:在弹性限度内,弹簧伸长的长度与所受到的拉力大小成 。
2.使用
使用前:要看清楚弹簧测力计的 和 。
使用时:
①选:估计待测力的大小并根据弹簧测力计的量程与分度值选择合适的弹簧测力计
②调零:a、上下拉动挂钩,防止弹簧测力计卡壳。
b、将指针调节至 处。
③测量:弹簧测力计轴线方向要与被测力方向保持 。
(所以,弹簧测力计的摆放方向可以是任意方向,由被测力的方向决定)
④读数:a、待指针静止时再读数。
b、视线与刻度盘 。
【易错点】
弹簧在弹性限度内,伸长的长度才与受到的拉力大小成正比。当弹簧所受的拉力超过一定范围后,弹簧不能恢复到原来的长度。
【规律总结】
弹力时接触力。弹力产生的条件是:物体相互接触并发生弹性形变(包括人眼不易观察到的物体的微小形变)。拉力、推力、压力、支持力都属于弹力。
【典例分析】
(2021浙江杭州中考改编)小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
拉力(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度(cm) 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是______N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为 ______cm;
(3)当该弹簧测力计悬挂0.75N的重物时,弹簧将伸长 ______cm。
【思路小结】
本题关键是根据表格数据分析出在哪个范围内弹簧受到多大的拉力,伸长量是多少,是否成正比,从而确定弹簧的弹性限度。根据此信息也可以求出弹簧在弹性范围内单位力对应的伸长长度,从而分析解答题目。
【真题操练】
一、选择题
1.(2021北京八年级期中)下列关于弹力的说法正确的是(  )
A.物体间不相互接触,也能产生弹力
B.发生弹性形变的物体,形变越大,弹力越大
C.只要物体接触,就一定产生力
D.只有弹簧能产生弹力
2.(2020湖南通道八年级期中)下列现象中属于弹性形变的是(  )
A.用面团捏一只小白兔 B.用橡皮泥捏一个小泥人
C.用力拉弓把箭射出 D.用力把弹簧拉直
3.(2020湖北黄石八年级期中)下面的现象中,哪个力不属于弹力(  )
A.运动员对杠铃的力 B.手拉橡皮筋的力
C.使成熟苹果自由落地的力 D.电脑对桌面的压力
4.(2021湖北利川八年级期末)老师请学生举例说明自己受到弹力的作用,下面是几位同学的展示内容,比较恰当的是(  )
A.脚将泥土踩陷下去 B.用手指掰弯铁丝
C.吹气可让气球上升 D.人躺在泡沫上不下陷
5.(2021黑龙江牡丹江八年级期末)在使用弹簧测力计时,小明提醒同学注意:(1)弹簧测力计的构造,(2)量程和分度值,(3)指针是否指零,(4)指针与外壳有没有摩擦。这几条中,影响测量结果准确性的是(  )
A.(1)(2)(3) B.(2)(3)(4) C.(1)(3)(4) D.(1)(2)(4)
6.(2021湖北松滋八年级期末)下列使用弹簧测力计的要求,不正确的是(  )
A.使用前要检查指针是否指在零刻度线处
B.弹簧测力计只能测量竖直向上的力
C.读数时,视线应与刻度盘面垂直
D.如图所示弹簧测力计示数为3.6N
7.(2021内蒙古满洲里八年级期末)下列物体间的作用力属于弹力的是(  )
①手握瓶子的压力
②绳子对溜溜球的拉力
③带电体吸引较小物体的力
④课桌对书本的支持力
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④
8.(2021广东阳东八年级期末)如图所示,两匹马各用600N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计并使其保持静止,则此时测力计的读数为(  )
A.1200N B.0N C.600N D.300 N
二、填空题
9.(2020山东八年级月考)在物理实验室经常使用 ___________来测量力。如图所示的弹簧测力计的最小刻度是 ___________N,图中弹簧测力计对物体A的拉力为 ___________N。
10.(2021河南襄城八年级期中)用力把面团压瘪,面团发生的是______(选填“弹性”或“塑性”)形变,压力越大,面团的形变程度越______。
11.(2021辽宁凌源八年级期末)对于确定的弹簧,在弹性限度内形变越大,弹力越___________,弹力方向与形变方向___________。
12.(2021江西上高中学八年级月考)一根轻质弹簧原长为10cm,两只手分别用8N的力将弹簧的两端向左、右两边拉,则弹簧长度变为14cm,若将弹簧一端悬挂,使弹簧竖直,用4N的力将另一端竖直向下拉,则弹簧长度是_______cm;如果将此弹簧剪去一半,将剩余部分拉长到10cm,需要用的力是_______N。(弹簧始终在弹性范围内)
13.(2021江苏南通八年级期中)同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,绘出如图所示的图像,图像中只有OA段和OB段是弹性形变。若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选弹簧_______,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选弹簧_______。(选填“甲”、“乙”)
14.(2021广东阳东八年级期末)一个弹簧长原长为20cm,下端挂5N物体时弹簧伸长到25cm,则弹簧伸长量为 ______cm,当改挂4N的物体时,弹簧伸长量为 ______mm,当弹簧长为27.5cm时,弹簧受到的拉力是 ______N。
15.(2021陕西临潼八年级期末)如图甲,在弹性限度内,手拉弹簧的力越大,弹簧的伸长量越______,
根据此原理制成了弹簧测力计,使用前应检查它的指针是否在______处。如图乙,用手轻压放在水平桌面上的弹簧,弹簧上端受到的压力是由于______(选填“手”或“弹簧”)发生形变而产生的
三、实验题
16.(2021陕西中考)同学们在学完弹簧测力计的相关知识后,自制了一个“橡皮筋测力计”,将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线:挂1N重物时,下端对应位置标为1N;将这段距离等分为20格,每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时,发现测量值不准确。为了弄清其中的原因,同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,作出标记,如图所示。
(1)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,实验数据记录如下表。
试验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
螺母总重G/N 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55
刻度尺读数L/mm 0 5 11 20 30 45 60 75 90 110 135 158
①分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越______;
②进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为______N(结果保留两位小数);若挂另一重物,静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时______(选填“能”或“不能”)确定此物体的重;
(2)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的______mm刻度处,此测力计的最大量程为______;
(3)同学们更换不同的橡皮筋进行探究,发现其它橡皮筋的特点均与此相似,他们由此总结出,若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围______,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
17.(2018广东广州八年级期中)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进行研究,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),钩码静止时记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)如图甲所示,橡皮筋A、B悬挂相同质量的钩码,A伸长量比B大,因此A对钩码的拉力________B对钩码的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。当20N的拉力作用于B后,撤下钩码,B不能恢复原来长度,说明B发生________(选填“弹性”或“塑性”)形变。
(2)根据图乙,分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,并配合相同的刻度尺标识量程和分度值,则用橡皮筋________制成的测力计量程大,用橡皮筋________制成的测力测量的分度值可以更小(均选填“A”或“B”)。第六章《熟悉而陌生的力》
6.3 弹力与弹簧测力计
【知识梳理】
一、物体的形变(根据能否恢复原状分类)
1.弹性形变:物体受力发生形变,当力撤去后,物体 能够 恢复原状的形变称为弹性形变。
例:气球、篮球形变。
2.塑性形变:物体受力发生形变,当力撤去后,物体 不能 自行恢复原状的形变称为塑性形变。
例:橡皮泥、面包形变。
3.弹性:物体发生 弹性形变 后能够自行恢复原状的性质,叫做弹性。
二、弹力
1.定义
因物体发生 弹性形变 而产生的力叫做弹力。
阐述:弹力即发生弹性形变的物体,为了恢复原状从而施加给与其接触物体上的力。
例:用手把气球压扁,气球发生的是弹性形变,气球想要恢复原来的球形,从而给手施加的力。
2.弹力产生的条件
接触并且产生弹性形变(即接触并挤压)
3.弹力的三要素
方向: 垂直于接触面
作用点:作用于 接触面 上
大小:在一定限度内(弹性限度内),弹簧受到的拉力越 大 ,弹簧的伸长量就越 大 (即弹力的大小与弹簧伸长的长度成 正比 )。
三、弹簧测力计
1.原理:在弹性限度内,弹簧伸长的长度与所受到的拉力大小成 正比 。
2.使用
使用前:要看清楚弹簧测力计的 量程 和 分度值 。
使用时:
①选:估计待测力的大小并根据弹簧测力计的量程与分度值选择合适的弹簧测力计
②调零:a、上下拉动挂钩,防止弹簧测力计卡壳
b、将指针调节至 零刻度线 处
③测量:弹簧测力计轴线方向要与被测力方向保持 相同 。
(所以,弹簧测力计的摆放方向可以是任意方向,由被测力的方向决定)
④读数:a、待指针静止时再读数
b、视线与刻度盘 垂直 。
【易错点】
弹簧在弹性限度内,伸长的长度才与受到的拉力大小成正比。当弹簧所受的拉力超过一定范围后,弹簧不能恢复到原来的长度。
【规律总结】
弹力时接触力。弹力产生的条件是:物体相互接触并发生弹性形变(包括人眼不易观察到的物体的微小形变)。拉力、推力、压力、支持力都属于弹力。
【典例分析】
(2021浙江杭州中考改编)小金同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示:
拉力(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
弹簧长度(cm) 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)从表格信息可得,它的最大称量是______N;
(2)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为 ______cm;
(3)当该弹簧测力计悬挂0.75N的重物时,弹簧将伸长 ______cm。
【答案】1.5N 0.2cm 1.5cm
【解析】
(1)由表格数据可知当拉力为0时,弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内,拉力与弹簧伸长量成正比,故弹簧测力计的最大称量是1.5N。
(2)由表格数据分析可知在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm,即拉力与伸长量之比为0.5N/cm,若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N,则相邻刻度线之间的距离为0.2cm。
(3)当悬挂0.75N的重物时,弹簧受到的拉力为0.75N。此时弹簧的伸长量为
【思路小结】
本题关键是根据表格数据分析出在哪个范围内弹簧受到多大的拉力,伸长量是多少,是否成正比,从而确定弹簧的弹性限度。根据此信息也可以求出弹簧在弹性范围内单位力对应的伸长长度,从而分析解答题目。
【真题操练】
一、选择题
1.(2021北京八年级期中)下列关于弹力的说法正确的是(  )
A.物体间不相互接触,也能产生弹力
B.发生弹性形变的物体,形变越大,弹力越大
C.只要物体接触,就一定产生力
D.只有弹簧能产生弹力
【答案】B
【解析】
弹力是物体发生弹性形变时产生的力,物体间不相互接触,不能产生弹力,故A错误;弹力是物体发生弹性形变时产生的力,对于同一发生弹性形变的物体,形变越大,弹力越大,故B正确;相互接触的两个物体,如果它们之间没有相互作用,就不会产生力,如并排放在水平地面上的两块砖之间没有力的作用,故C错误;可以发生弹性形变的物体都可以产生弹簧,如弹簧、竹竿等,故D错误。故选B。
2.(2020湖南通道八年级期中)下列现象中属于弹性形变的是(  )
A.用面团捏一只小白兔 B.用橡皮泥捏一个小泥人
C.用力拉弓把箭射出 D.用力把弹簧拉直
【答案】C
【解析】
用面团捏一只小白兔,撤去外力后,小白兔的形状不变,故是塑性形变,故A不符合题意;用橡皮泥捏一个小泥人,撤去外力后,小泥人的形状不变,故是塑性形变,故B不符合题意;用力拉弓把箭射出后,弓恢复形状,故是弹性形变,故C符合题意;用力把弹簧拉直,超过了弹簧的弹性限度,弹簧不会恢复形变,故是塑性形变,故D不符合题意。故选C。
3.(2020湖北黄石八年级期中)下面的现象中,哪个力不属于弹力(  )
A.运动员对杠铃的力 B.手拉橡皮筋的力
C.使成熟苹果自由落地的力 D.电脑对桌面的压力
【答案】C
【解析】
弹力是物体发生弹性形变时,在恢复原状的过程中对与它接触的物体所产生的力;运动员对杠铃的支持力、手对橡皮筋的拉力、电脑对桌面的压力,都属于弹力。故ABD不符合题意;苹果自由落地,是地球对苹果的引力,与弹力是不同性质的力。故C符合题意。故选C。
4.(2021湖北利川八年级期末)老师请学生举例说明自己受到弹力的作用,下面是几位同学的展示内容,比较恰当的是(  )
A.脚将泥土踩陷下去 B.用手指掰弯铁丝
C.吹气可让气球上升 D.人躺在泡沫上不下陷
【答案】D
【解析】
脚将泥土踩陷下去,用手指掰弯铁丝这两种形变都不是弹性形变,外力撤去后不能恢复原状,故AB不符合题意;吹气可让气球上升是浮力原理,故C不符合题意;人躺在泡沫上不下陷,泡沫发生微小形变,产生一个向上的弹力,即人所受支持力,故D符合题意。故选D。
5.(2021黑龙江牡丹江八年级期末)在使用弹簧测力计时,小明提醒同学注意:(1)弹簧测力计的构造,(2)量程和分度值,(3)指针是否指零,(4)指针与外壳有没有摩擦。这几条中,影响测量结果准确性的是(  )
A.(1)(2)(3) B.(2)(3)(4) C.(1)(3)(4) D.(1)(2)(4)
【答案】B
【解析】
使用弹簧测力计时应注意:
(1)所测的力不能超过弹簧测力计的最大刻度,以免损坏弹簧测力计;
(2)使用前,如果弹簧测力计的指针没有指在零点,那么,应该使指针校正到0刻度线;
(3)测量时,要使弹簧测力计内的弹簧伸长方向跟所测力的方向在一条直线上;
(4)还应避免弹簧、指针、挂钩和外壳间的摩擦,弹簧测力计的构造对于测量结果准确性没有什么影响,故(2)(3)(4)符合。故选B。
6.(2021湖北松滋八年级期末)下列使用弹簧测力计的要求,不正确的是(  )
A.使用前要检查指针是否指在零刻度线处
B.弹簧测力计只能测量竖直向上的力
C.读数时,视线应与刻度盘面垂直
D.如图所示弹簧测力计示数为3.6N
【答案】B
【解析】
使用前应先检查指针是否指在零刻度上,若指针不在零刻度上,则需要对指针校零,故A正确;测量力的大小时,只要使用时力的方向应与弹簧的轴线一致即可,不一定竖直放置,故B不正确;读数时,视线应与刻度盘面垂直,故C正确;由图知,弹簧测力计的分度值是0.2N,指针在“3”后面3个小格处,所以其示数为3.6N,故D正确。故选B。
7.(2021内蒙古满洲里八年级期末)下列物体间的作用力属于弹力的是(  )
①手握瓶子的压力
②绳子对溜溜球的拉力
③带电体吸引较小物体的力
④课桌对书本的支持力
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④
【答案】C
【解析】
推力、压力、支持力都是弹力;带电体吸引较小物体的力是吸引力,不是弹力,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
8.(2021广东阳东八年级期末)如图所示,两匹马各用600N的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计并使其保持静止,则此时测力计的读数为(  )
A.1200N B.0N C.600N D.300 N
【答案】C
【解析】
弹簧测力计的两端受的力均为600N,处于静止状态,挂钩一端受的力为600N,所以弹簧测力计的示数为600N。
故选C。
二、填空题
9.(2020山东八年级月考)在物理实验室经常使用 ___________来测量力。如图所示的弹簧测力计的最小刻度是 ___________N,图中弹簧测力计对物体A的拉力为 ___________N。
【答案】弹簧测力计 0.2 2.4
【解析】
测量力的工具叫测力计,在物理实验室经常使用弹簧测力计来测量力,它是利用在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比这个道理制成的。由图知:弹簧测力计1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的最小刻度为0.2N。由图可知,指针指在2N后第二小格处,即“2.4”处,所以图中弹簧测力计对物体A的力为2.4N。
10.(2021河南襄城八年级期中)用力把面团压瘪,面团发生的是______(选填“弹性”或“塑性”)形变,压力越大,面团的形变程度越______。
【答案】塑性 大
【解析】
形变分为弹性形变与塑性形变,形变后不能自动复原的形变称为塑性形变,故用力把面团压瘪,面团发生的是塑性形变。形变量与压力有关,压力越大,面团的形变程度越大。
11.(2021辽宁凌源八年级期末)对于确定的弹簧,在弹性限度内形变越大,弹力越___________,弹力方向与形变方向___________。
【答案】大 相反
【解析】
对于确定的弹簧,在弹性限度内形变越大,弹力越大。由于发生了弹性形变而产生的力为弹力,弹力是恢复形变产生的力,故方向与形变方向相反。
12.(2021江西上高中学八年级月考)一根轻质弹簧原长为10cm,两只手分别用8N的力将弹簧的两端向左、右两边拉,则弹簧长度变为14cm,若将弹簧一端悬挂,使弹簧竖直,用4N的力将另一端竖直向下拉,则弹簧长度是_______cm;如果将此弹簧剪去一半,将剩余部分拉长到10cm,需要用的力是_______N。(弹簧始终在弹性范围内)
【答案】12 20
【解析】
弹簧测力计使用原理是:“在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长”,弹簧测力计的读数大小等于挂钩处受到的拉力大小。当用8N的力拉弹簧的挂钩时,则弹簧受到的拉力为8N,所以弹簧测力计的读数也等于8N,此时弹簧的形变量Δl1=14cm-10cm=4cm
则用1N的拉力拉弹簧,弹簧将伸长Δl2==0.5cm
用4N的力将另一端竖直向下拉,则弹簧伸长Δl3=4×Δl2=4×0.5cm=2cm
则此时弹簧的长度l=l0+Δl3=10cm+2cm=12cm
(2)若将此弹簧剪去一半,则原长变为5cm,其劲度系数也将增大一倍,设将剩余部分拉长到10cm需要用的力是F,则,解得F=20N。
13.(2021江苏南通八年级期中)同学们准备自己动手制作弹簧测力计,他们选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,绘出如图所示的图像,图像中只有OA段和OB
段是弹性形变。若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选弹簧_______,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选弹簧_______。(选填“甲”、“乙”)
【答案】甲 乙
【解析】
弹簧测力计的实验原理是:在弹性限度内,弹簧伸长的长度与所受到的拉力成正比。图像中只有OA段和OB段是弹性形变,由图像可知,甲弹簧能承受的最大拉力为4N,而乙弹簧能承受的最大拉力为8N,显然,若要制成量程大的测力计应选择乙弹簧。再分析图像可以看出,在拉力相同时,弹簧甲的伸长量大,因此可以在弹簧测力计上标示更多的刻度,分度值会更小,因此可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
14.(2021广东阳东八年级期末)一个弹簧长原长为20cm,下端挂5N物体时弹簧伸长到25cm,则弹簧伸长量为 ______cm,当改挂4N的物体时,弹簧伸长量为 ______mm,当弹簧长为27.5cm时,弹簧受到的拉力是 ______N。
【答案】5 40 7.5
【解析】
由题知弹簧原长L0=20cm,下端挂5N物体时拉伸后的长度L1=25cm,则此时弹簧伸长量,当改挂4N的物体时,此时弹簧伸长量为,根据题意有,代入数值,解得 ;当弹簧长L3为27.5cm时,弹簧的伸长量,则有,代入数值得,解得F3=7.5N。
15.(2021陕西临潼八年级期末)如图甲,在弹性限度内,手拉弹簧的力越大,弹簧的伸长量越______, 根据此原理制成了弹簧测力计,使用前应检查它的指针是否在______处。如图乙,用手轻压放在水平桌面上的弹簧,弹簧上端受到的压力是由于______(选填“手”或“弹簧”)发生形变而产生的
【答案】大 零刻度线 手
【解析】
由甲图知:弹簧受到拉力发生弹性形变,在弹性限度内,拉力越大,弹簧的伸长量越大,根据这个原理,人们制成了弹簧测力计。使用弹簧测力计之前,要观察指针是否指在零刻度线处,不在零刻度线的要调零。
用手轻压放在水平桌面上的弹簧时,手和弹簧都会发生弹性形变,手对弹簧施加的压力是由于手发生形变而产生的。
三、实验题
16.(2021陕西中考)同学们在学完弹簧测力计的相关知识后,自制了一个“橡皮筋测力计”,将橡皮筋不挂重物时下端对应位置标为零刻度线:挂1N重物时,下端对应位置标为1N;将这段距离等分为20格,每格表示0.05N。用此测力计测量物体重力时,发现测量值不准确。为了弄清其中的原因,同学们探究了橡皮筋的伸长与受到外力的关系。
他们利用规格为0.05N的螺母若干、刻度尺、橡皮筋白板等进行了实验探究。不挂重物时,使橡皮筋下端与刻度尺的零刻度线对齐;挂不同重物时,橡皮筋下端对应不同的刻度值,作出标记,如图所示。
(1)同学们在橡皮筋下依次挂上个数不等的螺母,实验数据记录如下表。
试验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
螺母个数n/个 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
螺母总重G/N 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55
刻度尺读数L/mm 0 5 11 20 30 45 60 75 90 110 135 158
①分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越______;
②进一步分析数据发现:每增加1个螺母时,刻度尺读数的变化量总体上是不同的,但中间有部分读数的变化量是相同的。若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为______N(结果保留两位小数);若挂另一重物,静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时______(选填“能”或“不能”)确定此物体的重;
(2)同学们根据实验数据,用此橡皮筋重新制作一个刻度均匀的测力计,橡皮筋上端和刻度尺的位置保持不变。若使测力计的量程最大,零刻度线应标在刻度尺的______mm刻度处,此测力计的最大量程为______;
(3)同学们更换不同的橡皮筋进行探究,发现其它橡皮筋的特点均与此相似,他们由此总结出,若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围______,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
【答案】 越长 0.33 不能 30 0.2N 较小
【解析】
(1)分析实验数据可初步得出:橡皮筋下所挂重物越重,橡皮筋的伸长越长。
由表格可知,螺母个数从4~8之间,刻度尺读数是均匀变化的,若静止时橡皮筋下端对应刻度尺的70.0mm处,推测橡皮筋下所挂的物体重约为
由表格可知,螺母个数从0~4之间,刻度尺读数不是均匀变化的,所以静止时橡皮筋下端对应刻度尺的15.0mm处。此时不能确定此物体的重。
(2)由表格可知,螺母个数从4~8之间,刻度尺读数是均匀变化的,所以零刻度线应该标在刻度尺的30mm刻度处。此测力计的最大量程为90mm刻度处的示数,应该标为
(3)若要用橡皮筋制作测力计,受橡皮筋材料影响,刻度均匀部分可测量范围较小,整体上测量不准确,所以橡皮筋不适合做测力计。
17.(2018广东广州八年级期中)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进行研究,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),钩码静止时记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)如图甲所示,橡皮筋A、B悬挂相同质量的钩码,A伸长量比B大,因此A对钩码的拉力________B对钩码的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。当20N的拉力作用于B后,撤下钩码,B不能恢复原来长度,说明B发生________(选填“弹性”或“塑性”)形变。
(2)根据图乙,分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,并配合相同的刻度尺标识量程和分度值,则用橡皮筋________制成的测力计量程大,用橡皮筋________制成的测力测量的分度值可以更小(均选填“A”或“B”)。
【答案】等于 塑性 B A
【解析】
(1)由于物体间力的作用是相互的,A对钩码的拉力等于钩码对A的拉力,B对钩码的拉力等于钩码对B的拉力,A、B悬挂相同质量的钩码,因此A对钩码的拉力等于B对钩码的拉力。撤去外力后形变不能恢复的为塑性形变,撤下钩码,B不能恢复原来长度,说明B发生塑性形变。(2)测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长量与受到的拉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,同样受力时橡皮筋A的伸长量比橡皮筋B的大,如F=5N时,所以用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高。

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