弹力与弹簧测力计(解析版)
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沪科版八年级
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
① 方向: 垂直于接触面 ② 作用点:作用于接触面上
③ 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:
{与恢复原状方向相同与发生形变方向相反
}
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】
1.(2022·江苏扬州·中考真题)利用一根长橡皮筋自制简易测力计,装置如图1所示。在制作测力计刻度面板时,小明和小华的方法不同。
小明:在回形针上挂6个50g的钩码,记下指针静止时的位置,等分刻度,画出的刻度线如图2所示。
小华:在回形针上每次加挂一个50g的钩码,分别记下指针静止时的位置,画出相应的刻度线如图3所示。(1)实际操作后发现两人的刻线并不完全重合,你认为图___________的刻度较准确;若采用小明的测力计测力,读数为2.0N,则测量值___________真实值;
(2)小华想在原有刻度基础上进一步画出分度值是0.1N的刻线,但未找到10g的钩码。他注意到拉力越大,
( )
(3)小华将钩码逐个取下,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F-L图像,如图6中图线②所示,与拉力逐渐增大过程的图线①不重合。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力(小于3N),为使测量准确,请针对此橡皮筋的特性提出操作要求。___________
【答案】3小于越大先测量较小的力,紧接着测较大的力
【解析】(1)[1]由小华的方法可知,受到拉力时,橡皮筋的实际伸长量与受到的拉力不成正比,则刻度不均匀,所以,一次挂6个50g的钩码后,记下指针位置再等分刻度,误差较大,故图3的刻度较准确。
[2]若采用小明的测力计测力,读数为2.0N,由于橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋形变程度越大,则真实值要大于2.0N,故测量值小于真实值。
(2)[3]由图3可知,拉力越大,刻度线的间距越大,说明橡皮筋形变程度越大。
[4]由图4可知,当拉力F=2.2N时,刻线到零刻线的距离为5.90cm,故作图如下所示
(3)[5]由图6可知,小华将钩码逐个取下,发现图线②与图线①不完全重合,说明拉力减小时,橡皮筋不能完全回复到原来的形状。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力(小于3N),为使测量准确,应先测量较小的力,紧接着测较大的力。
【思路小结】
本题关键是根据表格数据分析出在哪个范围内橡皮筋受到多大的拉力,伸长量是多少,是否成正比。根据此信息也可以对此测力计进行评估。
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2021·江苏·中考真题)下列生活中的物品,利用弹力来工作的是()
A.铅垂线B.静电除尘刷C.弹簧秤D.指南针
【答案】C
【解析】A.铅垂线是利用重力方向竖直向下的原理工作的,故A不符合题意;
B.静电除尘刷是利用带电体能吸引轻小物体的原理工作的,故B不符合题意;
C.弹簧秤是利用在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比的原理工作的,故C符合题意;
D.指南针是利用地磁场工作的,故D不符合题意。
故选C。
2.(2022·广东·湛江市初级实验中学八年级期中)下列事例中,是属于弹性形变的是()
A.被拉长的面条B.被打破的鸡蛋C.被拉长的弓D.被剪断的绳子
【答案】C
【解析】在外力的作用下,物体发生形变,当外力撤销后,物体能恢复原状,则这样的形变叫做弹性形变。
A.被拉长的面条,外力撤销后,面条不能恢复到原状,所以拉长的面条不属于弹性形变,故A不符合题意;B.被打破的鸡蛋,在外力撤销后,鸡蛋不能恢复到原状,所以被打破的鸡蛋不属于弹性形变,故B不符合题意;
C.被拉长的弓,在外力撤销后,弓又恢复到原状,所以被拉长的弓属于弹性形变,故C符合题意;
D.被剪断的绳子,当外力撤销后,绳子不能恢复到原状,所以被剪断的绳子不属于弹性形变,故D不符合题意。
故选C。
3.(2022·山东东营·中考真题)关于弹簧测力计的使用方法,下列说法不正确
...的是()
A.弹簧测力计只能测量重力
B.测量前应该把指针调节到指“0”的位置上
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住
D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程
【答案】A
【解析】A.弹簧测力计不仅能测量重力,也可以在水平方向会斜方向上拉动测力计测量物体受到的拉力,故A错误,A符合题意;
B.测量前应该把指针调节到指“0”的位置上,如果指针没有指到“0”的位置上,会导致测量的结果不准确,故B正确,B不符合题意;
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住,否则会影响弹簧测力计的正常使用,故C正确,C不符合题意;D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程,一旦超过弹簧的弹性限度,弹簧将不能恢复原状,会损坏弹簧测力计,故D正确,D不符合题意。
故选A。
4.(2021·甘肃·武威第九中学八年级期中)下列有关力的说法,正确的是()
A.物体发生形变时,一定会产生弹力
B.用桨向后划水,船就会前进,说明物体间力的作用是相互的
C.从力的性质来看,重力、拉力、压力、支持力都属于弹力
D.物理书放在水平课桌上,物理书对桌面的压力是由于桌面发生弹性形变而产生的
【答案】B
【解析】A.物体发生形变时,不一定产生弹力,例如发生塑性形变时,没有产生弹力,故A错误;
B.用桨向后划水,桨给水一个向后的力,船前进,说明水给桨一个向前的力,即说明物体间力的作用是相