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文檔簡(jiǎn)介
初中物理自主招生講義23
彈力、彈簧測(cè)力計(jì)
1.彈力的概念
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
(1)物體在力的作用下發(fā)生的形狀或體積改變叫做形變。在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原
狀的形變叫做彈性形變。發(fā)生彈性形變的物體,會(huì)對(duì)跟它接觸且阻礙它恢復(fù)原來形狀的物
體產(chǎn)生力的作用。這種力叫彈力。即在彈性限度范圍之內(nèi),物體由于發(fā)生彈性形變而受到
的力叫做彈力。
(2)日常生活中觀察到的相互作用,無(wú)論是推、拉、提、舉,還是牽引列車、鍛打工件、
擊球、彎弓射箭等,都是在物體與物體接觸時(shí)才會(huì)發(fā)生的,這種相互作用可稱為接觸力。
接觸力按其性質(zhì)可歸納為彈力和摩擦力,它們本質(zhì)上都是由電磁力引起的。
(3)彈力是接觸力,彈力只能存在于物體的相互接觸處,但相互接觸的物體之間,并不一
定有彈力的作用。因?yàn)閺椓Φ漠a(chǎn)生不僅要接觸,還要有相互作用。
(4)彈力產(chǎn)生在直接接觸而發(fā)生彈性形變的物體之間。通常所說的壓力、支持力、拉力等
都是彈力。彈力的方向總是與物體形變的方向相反。壓力或支持力的方向總是垂直于支持
面而指向被壓或被支持的物體。通常所說的拉力也是彈力。繩的拉力是繩對(duì)所拉物體的彈
力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
彈力產(chǎn)生的條件:L兩物體互相接觸
2.物體發(fā)生彈性形變(包括人眼不能觀察到的微小形變)
【命題方向】
從彈力的區(qū)別去命題:彈力是按照力的性質(zhì)命名的。而壓力,支持力,拉力則是由力的效
果命名的。這是兩個(gè)完全不同的概念。因此,彈力和壓力,支持力,拉力之間沒有明確的
關(guān)系。彈力不一定是壓力,支持力,拉力。不能籠統(tǒng)地說,彈力就是壓力,支持力,拉
力。要具體情況具體分析。根據(jù)題目意思來定。
例1:關(guān)于彈力,下列說法錯(cuò)誤的是()
A.相互接觸的物體間不一定產(chǎn)生彈力
B.彈力僅僅是指彈簧形變時(shí)對(duì)其他物體的作用
C.彈力是指發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)接觸它的物體產(chǎn)生的力
D.壓力、支持力、拉力都屬于彈力
分析:物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫做彈力,平時(shí)所說的推、拉、提、壓、支持等
力,都屬于彈力。
解:A、兩個(gè)物體相互接觸,若沒有相互擠壓,不會(huì)產(chǎn)生彈力,故A說法正確;
B、各種發(fā)生彈性形變的物體都可以產(chǎn)生彈力作用,例如竹竿、彈簧片、塑料尺發(fā)生彈性
形變時(shí),可以產(chǎn)生彈力作用,故B說法錯(cuò)誤;
C、彈力是指發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)接觸它的物體產(chǎn)生的力,C說法正
確;
D、壓力、支持力、拉力都屬于彈力,D說法正確。故選B。
點(diǎn)評(píng):此題考查了對(duì)彈力概念及產(chǎn)生的認(rèn)識(shí),彈力是山丁物體間相互擠壓或拉伸而產(chǎn)生的
力,原因是發(fā)生了彈性形變。
例2:下列結(jié)果不是由彈力產(chǎn)生的是()
A.撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員飛越橫桿
B.裝有彈簧的門被推開,放手后自動(dòng)關(guān)上
C.玩具手槍將“子彈”射出去
D.手中的石塊釋放后會(huì)下落
分析:根據(jù)彈力的概念進(jìn)行分析,即彈力是由于物體發(fā)生彈性形變時(shí)產(chǎn)生的力。
解:因?yàn)閺椓κ怯捎谖矬w發(fā)生彈性形變時(shí)產(chǎn)生的力,而A、B、C均是由于彈力產(chǎn)生的效
果,而D是由于重力產(chǎn)生的。故選D。
點(diǎn)評(píng):知道彈力是由于物體發(fā)生彈性形變時(shí)產(chǎn)生的力,知道彈力和其他力的不同之處。
【解題方法點(diǎn)撥】
從彈力的本質(zhì)去理解,本質(zhì)是:分子間的作用力。當(dāng)物體被拉伸或壓縮時(shí).,分子間的距離
便會(huì)發(fā)生變化,使分子間的相對(duì)位置拉開或靠攏,這樣,分子間的引力與斥力就不會(huì)平
衡,出現(xiàn)相吸或相斥的傾向,而這些分子間的吸引或排斥的總效果,就是宏觀上觀察到的
彈力。如果外力太大,分子間的距離被拉開得太多,分子就會(huì)滑進(jìn)另一個(gè)穩(wěn)定的位置,即
使外力除去后,也不能再回到復(fù)原位,就會(huì)保留永久的變形。這便是彈力的本質(zhì)。
一.彈力的概念(共7小題)
1.彈簧所受的壓力(或拉力)F與彈簧的壓縮量(或伸長(zhǎng)量)X成正比,比例系數(shù)是彈簧
的勁度系數(shù)k。如圖所示,兩個(gè)木塊質(zhì)量分別為m?和m2,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別
為kι和k2,上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接),整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),現(xiàn)緩慢
向上提上面的木塊,直到它剛離開上面的彈簧,在這過程中下面木塊移動(dòng)的距離為
()
IΠ1gΓ∏ogITl1gIrIDg
A.—B.—≤-C.—D.
klk2k2kl
答案與解析:系統(tǒng)處于原來狀態(tài)時(shí),下面彈簧k2的彈力Fl=(m∣+m2)g,被壓縮的長(zhǎng)
聲XLFI_(叫+私2)
反Xl---------------g;
卜2k2
當(dāng)上面的木塊離開上面彈簧時(shí),下面彈簧k2的彈力F2=m2g,被壓縮的長(zhǎng)度X2=—=
k2
π?g
k2
所以下面木塊移動(dòng)的距離為S=XI-X2=',喘2)-.-工2'=工1三。
卜2卜2k2
故選:Co
2.一根輕質(zhì)彈簧,受到拉力作用時(shí),其長(zhǎng)度會(huì)變長(zhǎng),且拉力大小與彈簧長(zhǎng)度的增加量之比
為定值。該比值反映了彈簧的力學(xué)性質(zhì),由此定義該比值叫做彈簧的勁度系數(shù),用符號(hào)
k來表示。相類似地,定義一個(gè)系統(tǒng)在受到拉力作用時(shí),拉力大小與系統(tǒng)長(zhǎng)度增加量的
比值叫做系統(tǒng)的等效勁度系數(shù),如圖中的裝置就是我們要研究的一個(gè)系統(tǒng):外力豎直向
下作用于與動(dòng)滑輪相連的掛鉤上;滑輪光滑且質(zhì)量不計(jì),掛鉤質(zhì)量不計(jì),細(xì)線為不可伸
長(zhǎng)的輕繩,彈簧的勁度系數(shù)為k且質(zhì)量不計(jì)。若定義該系統(tǒng)的長(zhǎng)度為系統(tǒng)靜止時(shí)天花板
到掛鉤最低點(diǎn)間的距離,則該系統(tǒng)的等效勁度系數(shù)為()
¥
J外力
A.0.25kB.0.50kC.2kD.4k
答案與解析:
設(shè)系統(tǒng)在外力作用下彈簧的伸長(zhǎng)量為aX,彈簧的拉力為F,
根據(jù)彈簧的勁度系數(shù)定義可知,彈簧的勁度系數(shù):k=4;
因動(dòng)滑輪光滑且質(zhì)量不計(jì),掛鉤質(zhì)量不計(jì),所以系統(tǒng)靜止時(shí),所受外力F'=2F,
由動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知,系統(tǒng)長(zhǎng)度增加量:△父=^?x,
2
則該系統(tǒng)的等效勁度系數(shù):
故選:D。
3.輕質(zhì)彈簧k的上端固定在天花板上,下端懸掛一質(zhì)量為m的物體,平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為
L∣,現(xiàn)將和k完全相同的兩根彈簧ki、k2與質(zhì)量分別為皿、m2的兩個(gè)物體相連,并懸
掛在天花板上,且mι+r∏2=m,如圖所示,平衡時(shí),k∣和IQ的長(zhǎng)度之和為L(zhǎng)2,則()
A.2Lι一定等于L2B.2Lι一定大于L2
C.2L∣一定小于L2D.以上均有可能
答案與解析:
由題知,彈簧是輕質(zhì)的,且彈簧k|、k2與彈簧k完全相同;左圖中平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為
Li;
右圖中,對(duì)于物體mi、m2以及彈簧k2整體來說,相當(dāng)于將mι+r∏2=m懸掛在彈簧kι
的下端,
,
且彈簧k、k∣完全相同,所以,平衡時(shí)彈簧k和彈簧k∣的長(zhǎng)度相同,即:L1=Li,
對(duì)于彈簧k2和物體m2來說,即m2懸掛在k2的下端,
由于m2<m,因此彈簧k2的伸長(zhǎng)量小于彈簧k的伸長(zhǎng)量,
平衡時(shí),則彈簧k2的長(zhǎng)度:L2'<LI,
所以,平衡時(shí)kι和k2的長(zhǎng)度之和:Li'+L2,<L∣+L∣>即:L2<2L∣o
故選:Bo
4.幾位同學(xué)使用彈簧拉力器鍛煉身體,每位同學(xué)都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂伸直,兩
臂伸直時(shí)對(duì)彈簧拉力器拉力最大的是()
A.幾個(gè)同學(xué)都一樣大B.手臂長(zhǎng)的同學(xué)
C.體重大的同學(xué)D.力氣大的同學(xué)
答案與解析:因?yàn)閺椈伤芾υ酱螅扉L(zhǎng)越長(zhǎng),所以在同樣拉開三根彈簧的情況下,
我們還要比較兩位同學(xué)誰(shuí)把彈簧拉得更長(zhǎng)。它們都將手臂撐直了,那么手臂長(zhǎng)的同學(xué)當(dāng)
然就用了更大的力。
故選:Bo
5.有一根豎直吊著的彈簧,如果在彈簧下端掛上質(zhì)量為mi的物體后,彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)∣;如
果在彈簧下端掛上質(zhì)量為m2的物體后,彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,則彈簧原來的長(zhǎng)度為(mι<
m2;上述過程彈簧均處于彈性限度內(nèi))()
A.L1+L2B.L2-L∣
cLIm]-L`叫DL.m'L]叫
m2-mlm2-ml
答案與解析:設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng),若在彈簧下端掛上質(zhì)量為m∣的物體后,彈簧伸長(zhǎng)其長(zhǎng)
度為L(zhǎng)∣;
根據(jù)胡克定律得:mιg=k(L∣-L),同理可得m2g=k(L2-L);
兩式聯(lián)立解得:L=LIinzL2叫“
m2-ml
故選:Co
6.已知彈簧受到的彈力與其伸長(zhǎng)量(彈簧實(shí)際長(zhǎng)度與原長(zhǎng)之間的差值)成正比,如圖所示,
四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置,它們的右端受到大小皆為F的拉力作用,而左端
的情況各不相同:①中彈簧的左端固定在墻上,②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作
用,③中彈簧的左端拴一小物塊,物塊在光滑的桌面上滑動(dòng),④中彈簧的左端拴一小物
塊,物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零,以11、12、13、14依次表示
四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量,則有()
①I一Λ∕WWV^-----AF
②FV-------WWWV--------F
管)-VWVWv-------*F
④一WWWV------*?F
A.l2>lιB.I4>13C.11>13D.I2=14
答案與解析:彈簧受到的拉力與其伸長(zhǎng)量(彈簧實(shí)際長(zhǎng)度與原長(zhǎng)之間的差值)成正比;
在這四種情況下,彈簧的質(zhì)量都為零,彈簧的彈力都等于彈簧右端的拉力F,故四根彈
簧的伸長(zhǎng)量相同,即h=12=b=U;故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選:Do
(多選)7.有一根豎直吊著的彈簧,如果在彈簧下端掛上質(zhì)量為m?的物體后,彈簧長(zhǎng)度
為L(zhǎng)i;如果在彈簧下端掛上質(zhì)量為m2的物體后,彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,則彈簧原來的長(zhǎng)度不
可能為(mi〈m2;上述過程彈簧均處于彈性限度內(nèi))()
A.L1+L2B.L2-Li
CL]!∏2-L2mDL'm^-L[in
m2-mlm2-ml
答案與解析:
設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng),若在彈簧下端掛上質(zhì)量為mi的物體后,彈簧伸長(zhǎng)其長(zhǎng)度為L(zhǎng)i;
根據(jù)胡克定律得:mιg=k(L∣-L),同理可得m2g=k(L2-D;
L11∏9-L9ι∏i
兩式聯(lián)立解得:_2A;
m2-ml
-
I∏Qm11∏9
當(dāng)一^~時(shí),L=L2-L∣;
Lz-LiL?
故AD不可能,BC可能。
故選:ADo
2.彈簧測(cè)力計(jì)的原理
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
(1)測(cè)量力的大小的工具是測(cè)力計(jì).常用的測(cè)力計(jì)是彈簧測(cè)力計(jì),它可以用來測(cè)量物體的
重力、拉力等,它的示數(shù)表示的是對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤的拉力大小.
(2)主要結(jié)構(gòu):主要是一根彈性很好的鋼質(zhì)彈簧,還有掛鉤、指針、刻度及外殼.同學(xué)們
常用的兩種彈簧測(cè)力計(jì)如圖所示.
(3)原理:首先任何測(cè)量都是將某一個(gè)物理量與標(biāo)準(zhǔn)(即單位)比較的過程,力的測(cè)量就
是將力的作用效果與已知力的作用效果比較的過程.如果一個(gè)力的作用效果與1牛力的作
用效果相同,這個(gè)力的大小就是1牛.其次彈簧的伸長(zhǎng)與所受力的大小成正比,在確定1
牛力的作用效果以后,容易確定更大的力和更小的力的作用效果.另外,彈簧的穩(wěn)定性較
好,可以重復(fù)使用.故可以運(yùn)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小.
【命題方向】此知識(shí)點(diǎn)命題方向有三點(diǎn):(1)彈簧測(cè)力計(jì)是測(cè)量什么的工具(2)結(jié)構(gòu)是什
么(3)彈簧測(cè)力計(jì)的原理
例1:測(cè)量力的常用工具是()
A.刻度尺B.天平C.微小壓強(qiáng)計(jì)D.彈簧測(cè)力計(jì)
分析:解決此題的關(guān)鍵是知道測(cè)量力的常用工具是彈簧測(cè)力計(jì).
解:A、刻度尺是測(cè)量長(zhǎng)度的工具,不符合題意;
B、天平是測(cè)量質(zhì)量的工具,不符合題意;
C、微小壓強(qiáng)計(jì)是測(cè)量壓強(qiáng)的工具,不符合題意;
D、彈簧測(cè)力計(jì)是測(cè)量力的常用工具,符合題意;故選D.
點(diǎn)評(píng):解決此類問題要知道各測(cè)量工具的用途.
例2:一根長(zhǎng)8cm的彈簧,當(dāng)所受拉力8N時(shí),長(zhǎng)度變?yōu)?2cm,當(dāng)長(zhǎng)度變?yōu)?4Cm時(shí)所受拉
力是()
A.IONB.12NC.14ND.20N
分析:彈簧測(cè)力計(jì)是根據(jù)彈簧在一定的彈性范圍內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)量與彈簧受到的拉力成正
比制成的.
解:原長(zhǎng)為8cm,受到8N的拉力時(shí),彈簧長(zhǎng)為12cm,則8N的拉力伸長(zhǎng)4cm,所以IN拉
力伸長(zhǎng)0.5cm.
當(dāng)長(zhǎng)度變?yōu)?4Cm時(shí),伸長(zhǎng)6cm,因?yàn)镮N拉力伸長(zhǎng)0.5cm,因此所受拉力為12N.
故選B.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查了彈簧測(cè)力計(jì)的原理--在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)與所受的拉力成
正比.
【解題方法點(diǎn)撥】
結(jié)合圖象來理解結(jié)構(gòu),理解記住原理.
二.彈簧測(cè)力計(jì)的原理(共7小題)
8.現(xiàn)有長(zhǎng)度均為0.1m的兩根彈簧A和B,已知彈簧A和B的勁度系數(shù)分別為IOON/m和
200N/m?為了制成一個(gè)長(zhǎng)度也是0.1m,勁度系數(shù)卻為150N∕m的新彈簧,可以分別在彈
簧A和B上截取一段,然后將這兩段串聯(lián)成一個(gè)彈簧即可。則在彈簧A和B上截取的
長(zhǎng)度分別為()
A.0.025m和0.075mB.0.033m和0.067m
C.0.050m和0.050mD.0.075m和0.025m
答案與解析:A彈簧截取x,則勁度系數(shù)kA=(Al)×WO(N∕m)則B彈簧需截取
X
0.1-X,則勁度系數(shù)kB=[-A^-×200(NZm)設(shè)對(duì)于串聯(lián)的彈簧施以大小為F的拉力
0.l-χ
則A形變xA=2—B形變XB=工■
kAkB
xA+χB=j_+j_=」_:等式兩邊消去F,代入kA,kB得到一個(gè)只關(guān)于X的等式,
kAkB150
求之,得X=」j也就是A彈簧截取約0.033m,B彈簧截取0.067m。
故選:B?
9.彈簧所受到的拉力F與彈簧的伸長(zhǎng)量X成正比,即F=kx,k為常量,如圖所示,已知
當(dāng)物體受到拉力F作用時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為X,則當(dāng)拉力變?yōu)?F時(shí)(在彈性限度內(nèi)),彈
簧伸長(zhǎng)量為()
F
A.小于2xB.大于2xC.等于2xD.無(wú)法判斷
答案與解析:
已知當(dāng)物體受到拉力F和重物G作用時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為X,如果在彈簧的彈性限度內(nèi),
則當(dāng)拉力變?yōu)?F時(shí)?,彈簧受到的拉力變?yōu)镕的兩倍,物重不變,不計(jì)彈簧自重,根據(jù)胡
克定律F=k^x可知,彈簧伸長(zhǎng)量小于2x,所以A正確。
故選:Ao
10.一根大彈簧S內(nèi)套一根小彈簧,大彈簧比小彈簧長(zhǎng)0.2m,它們的下端平齊并固定。另
一端自由。如圖所示。當(dāng)壓縮此組合彈簧時(shí),測(cè)得彈力與彈簧壓縮量的關(guān)系如圖所示,
大彈簧的勁度系數(shù)為k]小彈簧的勁度系數(shù)為k2,則這兩根彈簧的勁度系數(shù)kι和k2()
A.kι=10N∕mk2=20N∕mB.kι=10N∕mk2=30N∕m
C.k∣=20N∕mk2=10N∕mD.k∣=20N∕mk2=30N∕m
答案與解析:大彈簧勁度系數(shù)為K1小彈簧勁度系數(shù)為K2
依據(jù)F=kZ?x得:在O到0.2范圍內(nèi):
2=K∣×0.2φ
在0.2到0.3范圍內(nèi):(這個(gè)范圍內(nèi)小彈簧的壓縮量比大彈簧小0.2)
5=K∣×0.3+K2×0.1②
解①②得:
KI=ION/mK2=20N∕m
故選:A,
11.小浩制作了一個(gè)彈簧秤,如圖所示,彈簧一共20匝,經(jīng)檢驗(yàn),該彈簧秤在測(cè)量范圍內(nèi)
(0-5N)示數(shù)是準(zhǔn)確的,該彈簧不但''伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度跟所受的拉力成正比”,而且彈簧受
拉力伸長(zhǎng)時(shí),各匝伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都相等。有一次不慎把彈簧靠近O端的一小部分?jǐn)D壓變
形,小浩把變形的5匝剪去,并把彈簧上端重新固定在。點(diǎn),然后把指針C適當(dāng)下移,
使它在彈簧秤豎直放置時(shí)指針C仍然指在“0”刻線處。(不計(jì)彈簧自重)
(1)寫出這個(gè)新改制的彈簧秤受到的拉力F與它的示數(shù)F測(cè)的關(guān)系式F=匡F系數(shù)。
3
(2)用這個(gè)新改制的彈簧秤稱量一個(gè)重物,它的示數(shù)為4ON,該物實(shí)重是5.3No
?θ
1
2
3
——5
?
答案與解析:(1)彈簧一共20匝,小浩把變形的5匝剪去,彈簧在受到相同的拉力作用
下,彈簧的伸長(zhǎng)量就會(huì)減少。因?yàn)楦髟焉扉L(zhǎng)的長(zhǎng)度都相等,故彈簧的伸長(zhǎng)量減少至-=
20
?,變?yōu)樵瓉砩扉L(zhǎng)量的3?而彈簧的刻度面是不改變的,所以彈簧測(cè)力計(jì)受到IN的拉
44
力時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N.當(dāng)測(cè)力計(jì)受到的拉力為F時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F示數(shù)
4
=-F,
4
由此推出F=9F示數(shù);
3
(2)用這個(gè)新改制的彈簧秤稱量一個(gè)重物,它的示數(shù)為4.0N,物體的實(shí)際重力G=F=
M4F示數(shù)=M4X4.ON^5.3N0
33
故答案為:⑴F=9F示效;⑵5.3。
3
12.原長(zhǎng)為16Cm的輕質(zhì)彈簧,當(dāng)A、B兩人同時(shí)用IOON的力由兩端反向拉時(shí),彈簧長(zhǎng)度
變?yōu)?8cm;若將彈簧一端固定在墻上,另一端由A一人用200N力拉,這時(shí)彈簧的長(zhǎng)度
為20cm,彈簧的勁度系數(shù)為5000N/m。
答案與解析:當(dāng)拉力為IOON時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為18Cm-16cm=2cm,所以當(dāng)拉力為
200N時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為2cmX2=4cm,彈簧的長(zhǎng)度為16Cm+4Cm=20cm;
由公式F=k??L得,k==2。。1=500ON/m。
?L0.04m
故答案為:20,5000?
13.彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長(zhǎng)就越大,某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼,探
究拉力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。表中數(shù)據(jù)是該同學(xué)在彈簧彈性限度內(nèi)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(g
=10N∕kg)
鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150
彈簧總長(zhǎng)度l/cm6.07.28.49.610.812.0
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖所示坐標(biāo)系中作出拉力F跟彈簧伸長(zhǎng)量X的關(guān)系圖象(彈簧的
伸長(zhǎng)量等于總長(zhǎng)減去彈簧未掛鉤碼時(shí)的長(zhǎng)度);
(2)當(dāng)彈簧長(zhǎng)度為8cm時(shí),彈簧下端所掛鉤碼的質(zhì)量為50go
F3=m3g=0.09kgXI0N∕kg=0.9N;X3=L3-Lo=9.6cm-6.0cm=3.6cm
F4=m4g=O.i2kgX10N∕kg=1.2N;X4=L4~Lo=IO.8Cm-6.0Cm=4.8Cm
F5=m5g=O.i5kg×10N∕kg=1.5N;X5=L5-Lo=12.0cm-6.0cm=6.0cm
才用描點(diǎn)法畫出圖象,如右圖:
(2)根據(jù)上面的計(jì)算可以看出,彈簧的伸長(zhǎng)量與所掛鉤碼的重成正比。
當(dāng)彈簧長(zhǎng)度L=8cm時(shí),伸長(zhǎng)量X=L-L()=8cm-6Cm=2cm,
F
拉力F=G=-AxX皓普X2cm=0?5N,
X??.NCm
故所掛鉤碼的質(zhì)量為m=9=°?=0.05kg=50g
g10N∕kg
故答案為:50
14.(a)一根輕質(zhì)均勻彈簧,若下端掛重量為G的重物,其伸長(zhǎng)量為X,將其截去」j則
10
剩余彈簧下端掛重量為2G的重物,其伸長(zhǎng)量為多少?
(b)a、b兩個(gè)輕質(zhì)彈簧,下端分別掛重量為G的重物時(shí),a、b伸長(zhǎng)量分別為xi、X2?現(xiàn)
用細(xì)線通過輕質(zhì)光滑滑輪將a、b連接,如圖所示,若在滑輪上掛一重量為G的重物,平
衡時(shí)滑輪下降的距離為多少?
On
答案與解析:
(1)設(shè)彈簧原來彈性系數(shù)為k,截后變?yōu)??,根據(jù)F=k4x,其伸長(zhǎng)量為9x;
95
(2)兩根彈簧所受的拉力都為色;所以a的伸長(zhǎng)量為衛(wèi);b的伸長(zhǎng)量為上■;平衡時(shí)滑
222
XlLX2
輪下降的距離為ab伸長(zhǎng)量的一半;h=-2_2_=±L21O
24
3.彈簧測(cè)力計(jì)的使用與讀數(shù)
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
(1)使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),首先要看清其量程,所要測(cè)量的力不能超過它的量程.因?yàn)閺椈?/p>
是有一定彈性限度的,超過這個(gè)限度測(cè)量就不準(zhǔn)確,還有可能損壞測(cè)力計(jì).
(2)測(cè)量前要看清楚彈簧測(cè)力計(jì)的分度值,以便測(cè)量時(shí)讀數(shù).
(3)測(cè)量前要檢查指針是否指在零刻度線.如果沒有指在零刻度線,要進(jìn)行調(diào)節(jié)使指針指
在零刻度線.
(4)使用前,要輕輕地來回拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤,以免指針被卡住,給測(cè)量帶來較大的
誤差.
(5)測(cè)量時(shí),拉彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤的力要和測(cè)力計(jì)的外殼平行,避免扭曲和摩擦,盡量減小
由于摩擦產(chǎn)生的測(cè)量誤差.
(6)要等到示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù),讀數(shù)時(shí)視線要與刻度板表面垂直.
【命題方向】
彈簧測(cè)力計(jì)的使用及讀數(shù)是命題的重點(diǎn):(1)使用前,使用過程中,使用完后應(yīng)注意什么;
(2)彈簧測(cè)力計(jì)的“0”刻度在哪里及讀數(shù)
例1:使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),下面幾點(diǎn)說法中錯(cuò)誤的是()
A.彈簧測(cè)力計(jì)必須豎直放置,不得傾斜
B.使用前必須檢查零點(diǎn)是否準(zhǔn)確
C.使用中彈簧、指針、掛鉤不能與外殼摩擦
D.使用中必須注意所測(cè)的力不能超過彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量范圍
分析:彈簧測(cè)力計(jì)的正確使用方法:
1、使用前要先觀察彈簧測(cè)力計(jì)的指針是否指在零點(diǎn),如果不在則要將指針調(diào)到零點(diǎn);
2、用手拉幾下看看測(cè)力計(jì)的外殼與彈簧是否發(fā)生摩擦;
3、注意測(cè)力計(jì)拉力的方向要與彈簧的伸長(zhǎng)在一條直線上;
4、彈簧測(cè)力計(jì)不能超過測(cè)量范圍,否則會(huì)損壞測(cè)力計(jì);
5、讀數(shù)時(shí),讓視線垂直于刻度面板.
根據(jù)上述知識(shí)來分析.
解:A、測(cè)豎直方向上的力彈簧測(cè)力計(jì)要豎直放置,測(cè)水平方向上的力彈簧測(cè)力計(jì)就要水
平放置,所以A是錯(cuò)誤的;
B、使用前必須檢查零點(diǎn)是否準(zhǔn)確,不準(zhǔn)確要調(diào)零,所以B是正確的;
C、使用中彈簧、指針、掛鉤與外殼摩擦?xí)r?,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)偏小,所以C是正確
的;
D、所測(cè)的力超過彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量范圍就會(huì)損壞測(cè)力計(jì),所以D是IE確的.故選A.
點(diǎn)評(píng):此題考查的是彈簧測(cè)力計(jì)的正確使用方法,是一道基礎(chǔ)題.
例2:如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N,祛碼受到的重力是3.2N.
分析:彈簧測(cè)力計(jì)的分度值指的是所能測(cè)量的最小值(或者是相鄰兩刻線之間的距離所表示
的值);讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)首先要認(rèn)清分度值.
物體由于自身的重力會(huì)對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤施加一個(gè)豎直向下的拉力,拉力和重力的大小
是相等的.
解:(1)由圖可知:彈簧測(cè)力計(jì)IN之間有5個(gè)小格,一個(gè)小格代表0.2N,即分度值是
0.2N;彈簧測(cè)力計(jì)的指針在3N下一小格處,示數(shù)為3.2N;
(2)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.2N,就說明了彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤受到了3.2N的拉力,彈簧測(cè)
力計(jì)的掛鉤受到的拉力是由于破碼的重力引起的,所以祛碼的重力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示
數(shù),等于3.2N.
故答案為:0.2;3.2.
點(diǎn)評(píng):此題考查了彈簧測(cè)力計(jì)的使用,屬于基本技能的考查,是一道力學(xué)的基礎(chǔ)題.
【解題方法點(diǎn)撥】
了解彈簧測(cè)力計(jì)的原理之后再分析使用方面的內(nèi)容,讀數(shù)時(shí)一定要明確分度值.
常見的錯(cuò)誤使用方法:
(I)用測(cè)力計(jì)測(cè)量超過量程的力;
(2)沒有調(diào)零就進(jìn)行測(cè)量;
(3)使用前沒有來回拉動(dòng)彈簧,用指針被卡的測(cè)力計(jì)測(cè)量;
(4)所測(cè)拉力與測(cè)力計(jì)外殼不平行;
(5)示數(shù)沒有穩(wěn)定就讀數(shù);
(6)讀數(shù)時(shí)視線與刻度板表面不垂直;
(7)手拿掛鉤,把物體掛在吊環(huán)上測(cè)量.
三.彈簧測(cè)力計(jì)的使用與讀數(shù)(共8小題)
15.如圖所示,在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一重物A及吊籃B,一人站在吊籃中用IOON的力豎直向
下拉A,他們都保持靜止,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將()
A.比不拉時(shí)增加IooNB.比不拉時(shí)減少IOON
C.讀數(shù)不變D.條件不足,無(wú)法判斷
答案與解析:(1)開始時(shí),物體A、吊籃B及人組成的系統(tǒng)受到豎直向下的重力G與豎
直向上的彈簧秤的拉力F作用而靜止,處于平衡狀態(tài),由平衡條件知:G=F;
(2)人對(duì)A的拉力是內(nèi)力,人用IooN的力拉A時(shí),物體A、吊籃B及人組成的系統(tǒng)
受重力G與測(cè)力計(jì)拉力作用,由于系統(tǒng)所示重力G不變,則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù):F=G
不變。
故選:Co
16.實(shí)驗(yàn)室常用的彈簧秤如圖甲所示,彈簧的一端與連接有掛鉤的拉桿相連,另一端固定
在外殼上的O點(diǎn),外殼上固定一個(gè)圓環(huán),整個(gè)外殼重為G,彈簧和拉桿的質(zhì)量忽略不
計(jì)?,F(xiàn)將該彈簧秤以如圖乙和丙的兩種方式固定在地面上,并分別用同樣的力F0(F0>
G)豎直向上拉彈簧秤,則穩(wěn)定后彈簧秤的讀數(shù)分別為()
A.乙圖讀數(shù)為FO-G,丙圖讀數(shù)為Fo+G
B.乙圖讀數(shù)為Fo+G,丙圖讀數(shù)為Fo-G
C.乙圖讀數(shù)為R),丙圖讀數(shù)為FO-G
D.乙圖讀數(shù)為FO-G,丙圖讀數(shù)為FO
答案與解析:按乙圖放置,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為Fi,彈簧掛鉤的受力情況是Fo=G+F∣,
所以彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)Fi=Fo-G;
按丙圖放置,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2,彈簧掛鉤的受力情況是FO=F2,所以彈簧測(cè)力計(jì)
讀數(shù)F2=Fθo
故選:D。
17.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4No
答案與解析:彈簧測(cè)力計(jì)每一個(gè)大格是IN,每一個(gè)小格是0?2N.一定要從數(shù)值小的往數(shù)
值大的順序讀,力的大小為4N。
故答案為:4o
18.如圖所示,有一根彈簧測(cè)力計(jì),由于某種原因,它表面的刻度值沒有了,但彈簧測(cè)力
計(jì)的其他部件都完好。為了利用這把彈簧測(cè)力計(jì),現(xiàn)把一小段長(zhǎng)度均勻分割的刻度線粘
貼到彈簧測(cè)力計(jì)上。當(dāng)用1牛的拉力拉彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤時(shí),彈簧秤的指針剛好指在刻
度線5下面的第三條黑線位置;當(dāng)用2牛的拉力拉彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的
指針剛好指在刻度線7上面第二條刻度線的位置。由此可知,利用圖中的刻度線,此彈
簧測(cè)力計(jì)能夠測(cè)量的范圍是0.4N≤FW3.4N。如果將刻度線的粘貼位置向掛鉤方向
移動(dòng)一小段,則此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)能夠測(cè)得的最大值與最小值之差將,S-(選填:
“變大”或“不變”或“變小”).
O
答案與解析:“當(dāng)用1牛的拉力拉彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤時(shí),彈簧秤的指針剛好指在刻度線5
下面的第三條黑線位置;當(dāng)用2牛的拉力拉彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的指針剛
好指在刻度線7上面第二條刻度線的位置”這說明了彈簧測(cè)力計(jì)受到IN的拉力時(shí),彈簧
的伸長(zhǎng)是5個(gè)小格,所以每伸長(zhǎng)一個(gè)小格所用的拉力為:區(qū)。
5
當(dāng)指針指在5cm時(shí),是在IN上方的三格處,其示數(shù)為IN-3N=2N;
當(dāng)指針指在8cm時(shí),是在2N下方的7格處,其示數(shù)為2N+ZN=3.4N;
5
故彈簧測(cè)力計(jì)能夠測(cè)量的范圍是0.4NWFW3.4N;
彈簧測(cè)力計(jì)能夠測(cè)得的最大值與最小值之差就是量程,和彈簧測(cè)力計(jì)旁邊的刻線是沒有
關(guān)系的,因此,其最大值和最小值的差值不變。
故答案為:0.4NWFW3.4N,不變。
19.三只完全相同的彈簧測(cè)力計(jì),按如圖方式連接起來,在第三只彈簧測(cè)力計(jì)下面掛一個(gè)
物體。已知A、B兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為5N、3N,第三只彈簧測(cè)力計(jì)C刻度不清
楚。則物體受到的重力為1N。
答案與解析:設(shè)物體重Gi,每只彈簧秤重G2,根據(jù)二力平衡條件有:
C彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):FC=Gl①
B彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):FB=Gl+G2②
A彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):FA=G1+2G2③
③減②式可得:FA-FB=G2④
所以:G2=5N-3N=2N,
由②式可得:Gl=FB-G2=3N-2N=1N0
故答案為:1。
20.某同學(xué)用一根彈簧制作彈簧測(cè)力計(jì)的實(shí)驗(yàn)時(shí),在彈簧的下端掛不同重力的鉤碼,對(duì)應(yīng)
的彈簧的長(zhǎng)度也不同,具體數(shù)據(jù)如表:
鉤碼重力G/NO24681012
彈簧長(zhǎng)度L/cm3456788.5
該同學(xué)制作的彈簧測(cè)力計(jì)的量程是0-10N;彈簧的原長(zhǎng)是3cm。
答案與解析:從表格中可以看出,鉤碼的重力每增加2N,彈簧伸長(zhǎng)lcm,而當(dāng)拉力從
ION增加到12N時(shí),彈簧卻只伸長(zhǎng)了0.5cm,說明此時(shí)超過了彈簧的彈性限度,因此,
該彈簧測(cè)力計(jì)的量程是。?10N.鉤碼重為ON時(shí),彈簧的長(zhǎng)度為3cm,這就是彈簧的原
長(zhǎng)。
故答案為:0-10;3.
21.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)的最小分度值為1牛,物體受到的重力為3牛。如圖所
示的實(shí)驗(yàn)儀器名稱叫做量筒,所測(cè)量物體A的體積是20厘米3。
答案與解析:該彈簧測(cè)力計(jì)的量程為10N,分度值為1N,示數(shù)為3N,儀器為量筒,原
來液體體積為20ml,加入物體后為40ml,所以物體體積為20ml.ml即厘米3
答案為:IN;3N;量筒;20厘米3。
22.如圖所示,彈簧秤中的彈簧一端固定在刻度板上,另一端由金屬連桿將秤鉤夾在彈簧
相鄰的金屬絲之間,指針在秤鉤上可上下移動(dòng)調(diào)節(jié)。
某次實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)將已校零的新彈簧秤下掛50g鉤碼,指針只指在0.4N(4Og)
位置。他再換用其它相同的鉤碼,其結(jié)果均一樣。他再用一架靈敏完好的天平測(cè)量這些
鉤碼,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量均為50g,他再檢查彈簧,彈簧沒有損壞。詢問實(shí)驗(yàn)教師,教師說:
“彈簧秤都有質(zhì)量保證書,但上節(jié)課有同學(xué)用過?!?/p>
請(qǐng)你幫他分析:
(1)造成彈簧秤不準(zhǔn)的原因是什么?
(2)在不得更改、更換彈簧秤刻度盤面的條件下你怎樣校正該彈簧秤。
答案與解析:(1)分析題意可知,可以排除鉤碼的問題,指零也校過零,彈簧也未損壞,
因此,可以考慮是秤鉤在彈簧上固定的位置,影響了彈簧的長(zhǎng)度,從而造成了彈簧秤不
準(zhǔn);
(2)金屬連桿固定秤鉤的位置越靠上,彈簧的有效長(zhǎng)度就越短,這樣,彈簧在受相同拉
力時(shí),伸長(zhǎng)的就越短,示數(shù)就越小.因此,可將固定秤鉤的金屬連桿向下移,使彈簧的
有效長(zhǎng)度變長(zhǎng)。
故答案為:(I)秤鉤固定的位置過高,使彈簧的有效長(zhǎng)度變短了;
(2)將秤鉤通過金屬連桿向下固定一些,增加彈簧的有效長(zhǎng)度。
4.探究彈簧測(cè)力計(jì)原理的實(shí)驗(yàn)
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
(1)如下圖甲是一根彈簧在拉力的作用下被拉伸的實(shí)驗(yàn)示意圖,先讀出在不掛鉤碼時(shí)彈簧
下端指針?biāo)傅目潭戎?,然后在彈簧下端掛上鉤碼逐個(gè)增加鉤碼個(gè)數(shù),測(cè)出指針?biāo)傅目?/p>
度值,所得的數(shù)據(jù)填入設(shè)計(jì)的表格如下:(重力加速度g取IOkg/N)
乙
鉤碼質(zhì)量m/Kg00.10.20.30.40.50.60.7
拉力以V01234567
刻度值l/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50
(2)根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn),在用平滑的曲線或直線連接各點(diǎn),在連結(jié)時(shí)應(yīng)讓盡量多
的點(diǎn)落在線上,偏差比較大的點(diǎn)舍去.不在線上的點(diǎn)盡量平均分布在線的兩側(cè),如圖乙:
(3)從圖乙中可以看出,在0至4N的范圍內(nèi),圖象是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,說明彈簧
的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度與受到的拉力成正比.當(dāng)拉力大于4N時(shí),伸長(zhǎng)長(zhǎng)度與受到的拉力不成正比關(guān)
系.
(4)其實(shí),在拉力超過4N時(shí),彈簧發(fā)生的是塑性形變,這種情況稱為超出了彈性限度.
(5)從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在彈性限度范圍內(nèi),彈簧伸長(zhǎng)或壓縮的長(zhǎng)度與受到的拉力或壓力
成正比.根據(jù)這一原理,制成彈簧測(cè)力計(jì).
【命題方向】請(qǐng)你分析一些表中的數(shù)據(jù),你能得到的一個(gè)結(jié)論是什么是中考命題方向.
例:某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系,將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上,刻度尺固定在彈簧一
側(cè),彈簧軸線和刻度尺都在豎直方向上,在彈簧下端依次增加相同規(guī)格鉤碼的個(gè)數(shù),數(shù)據(jù)
記錄如表:
所掛鉤碼數(shù)量N(個(gè))O123456
彈簧長(zhǎng)度L(Cm)12.5613.1113.6514.214.7315.29
伸長(zhǎng)量△!.(cm)O0.551.091.642.172.73
(1)在數(shù)據(jù)記錄表中,有一個(gè)記錄不規(guī)范的數(shù)據(jù)是」根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)可知,所用
刻度尺的分度值是Imm.
(2)請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的坐標(biāo)圖中畫出彈簧的伸長(zhǎng)量與所掛鉤碼個(gè)數(shù)N的關(guān)系圖象.根據(jù)
圖象可知,當(dāng)掛6個(gè)鉤碼時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量3.28Cm(未超過彈簧的彈性限度).
分析:(1)長(zhǎng)度的測(cè)需要估讀到分度值的下?位;
(2)根據(jù)所給數(shù)據(jù),利用描點(diǎn)法即可畫出圖象;在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉力成
正比.
伸長(zhǎng)與所受拉力成正比.
解:(1)用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度是要估讀到分度值的下一位,第3次測(cè)量記錄數(shù)據(jù)中的數(shù)字無(wú)
估讀值,記錄不規(guī)范,最后一位是估讀的,故所用刻度尺的最小刻度長(zhǎng)為Imm;
(2)①根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線可作出圖象;②因?yàn)樵趶椥韵薅葍?nèi),彈簧的伸長(zhǎng)與所受拉
力成正比,由表格中數(shù)據(jù)可知,每增加一個(gè)鉤碼,彈簧的伸長(zhǎng)約增加0.55cm,故當(dāng)掛6個(gè)
鉤碼時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量:?U=?L5+O.55cm=2?73cm+O.55cm=3.28cm.
故答案為:¢1)14.2,1mm;(2)彈簧的伸長(zhǎng)量與所掛鉤碼個(gè)數(shù)N的關(guān)系如圖所示;
3.28.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力和歸納、分析、總結(jié)能力,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用描點(diǎn)
法畫圖象的能力.以及應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.
【解題方法點(diǎn)撥】利用歸納法來分析表中的數(shù)據(jù)找出它們的規(guī)律是解題的關(guān)鍵.
四.探究彈簧測(cè)力計(jì)原理的實(shí)驗(yàn)(共8小題)
23.已知在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)量與受到的拉力F成正比,用公式F=k??L表
示,其中k為彈簧的勁度系數(shù)(k為一常數(shù)).現(xiàn)有兩個(gè)輕彈簧Ll和L2,它們的勁度系
數(shù)分別為kι和k2,且kι=3k2,現(xiàn)按如圖所示方式用它們吊起滑輪和重物,如滑輪和重
物的重力均為G,則兩彈簧的伸長(zhǎng)量之比ALi:Z?L2為()
A.1:1B.3:2C.2:3D,3:4
答案與解析:讀圖分析可知,底端彈簧所受拉力為G,頂端彈簧所受拉力為3G,則4Li
,?L2=-^-,又因?yàn)閗ι=3k2,所以4L1:?L2=-^-:£-=1:1?
klk2klk2
故選:A?
24.彈簧秤的彈簧斷了,拆去斷掉的較短部分,把剩下的較長(zhǎng)部分彈簧仍裝在原來的彈簧
秤上,零點(diǎn)校正后,用它測(cè)力,結(jié)果()
A.測(cè)量值比實(shí)際值大B.測(cè)量值比實(shí)際值小
C.測(cè)量值和實(shí)際值相等D.以上情況都有可能
答案與解析:彈簧的長(zhǎng)度減小會(huì)使彈簧的勁度系數(shù)增大,所以在伸長(zhǎng)相等長(zhǎng)度時(shí),所用
的力是更大的,但指針仍指在原來位置的刻度(即讀數(shù)比實(shí)際的力要小一些),也就是
說讀數(shù)偏小了。
故選:Bo
25.在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)量與它所受到的拉力成正比。某同學(xué)在研究“彈簧
的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量的關(guān)系”時(shí),他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng),用直尺測(cè)
出彈簧的原長(zhǎng)L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上祛碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L,把L
-LO作為彈簧的伸長(zhǎng)量X,這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的彈簧所受
拉力F與彈簧的伸長(zhǎng)量X的圖線可能是下圖所示圖線中的哪一個(gè)()
答案與解析:(1)實(shí)驗(yàn)中用橫軸表示彈簧的伸長(zhǎng)量X,縱軸表示彈簧的拉力F(即所掛重
物的重力大?。?/p>
(2)彈簧平放時(shí)測(cè)量自然長(zhǎng)度,此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為OCm;
(3)當(dāng)豎直懸掛時(shí),由于自身重力的影響彈簧會(huì)有一段伸長(zhǎng)量,但此時(shí)所掛重物的重力
為ON(即:F=ON)
(4)因?yàn)樵趶椈傻膹椥韵薅葍?nèi),彈簧的伸長(zhǎng)與其所受的拉力成正比,綜合上述分析四個(gè)
圖象中只有C符合。
故選:Co
26.閱讀短文,回答問題。
無(wú)處不在的彈簧
彈簧在生活中隨處可見,它在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
彈簧的特點(diǎn)就是在拉伸或壓縮時(shí)都要產(chǎn)生反抗外力作用的彈力,而且形變?cè)酱?,產(chǎn)生的
彈力越大;一旦外力消失,形變也消失。物理學(xué)家胡克研究得出結(jié)論:在彈性限度內(nèi),
彈簧的形變量與它受到的拉力(或壓力)成正比。
彈簧具有測(cè)量功能、緊壓功能、復(fù)位功能和緩沖功能,以及儲(chǔ)存能量的功能。彈簧在生
產(chǎn)和生活中有許多應(yīng)用,例如,制作彈簧測(cè)力計(jì)、鋼筆套上的夾片、機(jī)械鐘表的發(fā)條
等。
(1)彈簧被拉伸或壓縮時(shí)都產(chǎn)生反抗外力作用的彈力,這說明物體間力的作用是相互
的。
(2)胡克的結(jié)論是在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量與它受到的拉力(或壓力)成正比。
(3)下表是小明研究彈簧長(zhǎng)度與所受拉力大小關(guān)系時(shí)記錄數(shù)據(jù)的表格,空格中的數(shù)據(jù)是
1.5。
鉤碼重/N00.51.02.02.5
彈簧長(zhǎng)度456789
/cm
(4)舉一個(gè)生活中應(yīng)用彈簧的實(shí)例:彈簧門。(短文中實(shí)例除外)
答案與解析:(1)彈簧的特點(diǎn)就是在拉伸或壓縮時(shí)都要產(chǎn)生反抗外力作用的彈力,而且
形變?cè)酱?,產(chǎn)生的彈力越大,這說明物體間力的作用是相互的;
(2)由第2段的末尾可見,物理學(xué)家胡克研究得出結(jié)論:在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量
與它受到的拉力(或壓力)成正比。
(3)由表中數(shù)據(jù)可見,彈簧每受到0.5N的拉力,彈簧伸長(zhǎng)1cm,由此可見彈簧長(zhǎng)度為
7cm時(shí),鉤碼的重力是1.5Nt,
(4)彈簧在生活中隨處可見,比如我們家里夏天防蒼蠅蚊子使用的紗門,門被推開后,
彈簧的復(fù)位功能可以使得彈簧紗門自動(dòng)關(guān)閉。
故答案為:(1)物體間力的作用是相互的;
(2)在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量與它受到的拉力(或壓力)成正比;
(3)1.5;
(4)彈簧門。
27.對(duì)一根用新材料制成的金屬桿M進(jìn)行抗拉測(cè)量。這根金屬桿長(zhǎng)4m,橫截面積為
0.8cm2,設(shè)計(jì)要求使它受到拉力后的伸長(zhǎng)量不超過原長(zhǎng)的二由于這一拉力很大,
1000
桿又很長(zhǎng),直接測(cè)試有困難,現(xiàn)選用這種材料制成樣品進(jìn)行測(cè)試,得到不同情況下得伸
長(zhǎng)量如下表所示:
長(zhǎng)度橫截面積拉力
250N500N750N1000N
Im0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm
2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm
Im0.1Ocm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm
①測(cè)試結(jié)果表明:樣品受拉力作用后,其伸長(zhǎng)量與樣品的長(zhǎng)度成正比,與樣品的橫
截面積成反比。
②待測(cè)金屬桿M能夠承受的最大拉力為IOOooN。
答案與解析:①比較一、二行的數(shù)據(jù)可知,長(zhǎng)2m的樣品在受相同的拉力時(shí),比長(zhǎng)Im的
樣品伸長(zhǎng)得更長(zhǎng),因此可得出,其伸長(zhǎng)量與樣品的長(zhǎng)度成正比;
比較一、三行的數(shù)據(jù)可知,橫截面積為OJOcm2的樣品在受相同的拉力時(shí),比橫截面積
為0.05cπ?的樣品伸長(zhǎng)得要短,因此可得出,其伸長(zhǎng)量與樣品的橫截面積成反比。
②金屬桿的長(zhǎng)為4m,要求其伸長(zhǎng)量不超過原長(zhǎng)的」一,所以不應(yīng)超過0.4cm.由表中
1000
的數(shù)據(jù)可得,要使長(zhǎng)1m、橫截面積O.lOcn?的樣品伸長(zhǎng)0.04Cm需500N的力,則要伸長(zhǎng)
0.4cm就需要5000N的力。根據(jù)伸長(zhǎng)量與樣品的長(zhǎng)度成正比,與樣品的橫截面積成反
比,4m是Im的4倍,0.8cm2是OJOcm2的8倍,所以,使其伸長(zhǎng)0.4cm的力為5000N
×8÷4=10000No
故答案為:①正,反;
②IOooON。
28.小華同學(xué)要探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。他先把一根彈簧平放在桌面上,測(cè)得彈簧
的長(zhǎng)度為Io=3.7cm,再把彈簧豎直懸掛起來,在下端掛鉤碼,下表是他所記錄的數(shù)
據(jù):
鉤碼個(gè)數(shù)12345
彈力F/N1.02.03.04.05.0
彈簧長(zhǎng)度?/em7.09.011.013.015.0
(I)根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出F-I圖象,由圖象可知,豎直懸掛的彈簧不掛鉤碼時(shí)的長(zhǎng)度為
5_Crn;它和Io不相等的原因是彈簧
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