八年級物理下冊 7.2 彈力（解析版）（人教版）

7.2彈力（解析版）知識清單1.彈性形變與塑性形變；2.彈力；3.彈簧測力計知識點1：彈性形變與塑性形變1.形變物體的形狀或體積的改變，叫做形變。2.彈性形變（1）物體在力的作用下發(fā)生形變，當力撤去后，物體又恢復原狀，這樣的形變叫彈性形變。（2）物體在外力消失后能自動恢復原狀的性質叫彈性。3.塑形形變（1）也有一些物體發(fā)生了形變，當力撤去后，不能恢復原狀，我們把這樣的形變叫塑性形變。如面團、橡皮泥等受力后發(fā)生的形變就是塑性形變。（2）物體形變后不能自動恢復原狀的性質叫塑性。知識點2：彈力1.彈力：物體由于發(fā)生彈性形變而產生的力叫彈力。2.彈力的方向：與施力物體發(fā)生彈性形變的方向相反。如圖所示，用手向右拉彈簧，彈簧因形變而產生彈力，它作用在手上，方向向左。3.彈力的施力物體和受力物體：施力物體是發(fā)生形變的物體，受力物體是使它發(fā)生形變的物體。4.大?。号c使物體發(fā)生彈性形變的外力大小相等。5.產生條件：物體間相互接觸且接觸部位相互擠壓或拉伸。6.彈力的形式：壓力、支持力、拉力、推力等都是推力。溫馨提示彈力產生在直接接觸并發(fā)生彈性形變的物體之間，任何物體只要發(fā)生彈性形變就一定會產生彈力；靜止在墻角小球與地面之間有彈力，與豎直墻壁之間只接觸但沒有發(fā)生彈性形變，所以小球與墻壁之間不存在彈力。典例一：如圖所示，用手壓氣球，氣球形變，下列關于彈力說法正確的是（）。A．氣球對手的彈力是氣球發(fā)生形變產生的；B．手對氣球的彈力是氣球發(fā)生形變產生的；C．手對氣球有彈力作用，氣球對手沒有彈力作用；D．氣球對手有彈力作用，手對氣球沒有彈力作用【答案】A?！窘馕觥緼B．用手壓氣球，氣球形變的同時，人的手也會發(fā)生彈性形變，氣球對手的彈力是氣球發(fā)生形變產生的，而手對氣球的彈力是手發(fā)生形變產生的，故A符合題意、B不符合題意；CD．力的作用是相互的，手對氣球有彈力作用，氣球對手同樣有彈力作用，故CD不符合題意。知識點3：彈簧測力計1.彈簧測力計及其構造（1）測量力的大小的儀器，稱為測力計。有握力計、拉力計、彈簧測力計等。（如圖所示）彈簧測力計握力計拉力計（2）測力計有有各種不同的構造，但它們的主要部分彎曲而由彈性的鋼片或螺旋型彈簧。（3）當外力使彈性鋼片或彈簧發(fā)生形變時，通過杠桿等傳動裝置帶動指針轉動，根據(jù)指針停在刻度盤上的位置，即可讀出外力的大小。2.彈簧測力計作用測量力的大小結構主要有一根彈簧測力原理（彈簧的性質）在彈簧的彈性限度內，彈簧的伸長量與受到的拉力成正比。也可表達為：在彈簧的彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量越大使用方法（1）首先看清量程，加在彈簧測力計上的力不允許超過它的量程；（2）認清它的分度值，以便讀數(shù)時快速準確；（3）觀察指針是否指在零刻度線處，若沒有，需要校零；（4）使用前，最好輕輕拉幾次它的掛鉤，可以避免彈簧被外殼卡??；（5）使用時，拉力方向應與彈簧軸線方向一致，確保測量準確。易混對比彈簧的伸長量與彈簧的長度彈簧的伸長量不是指彈簧被拉長后的長度，而是指受到力的作用后，彈簧形變的長度，即“伸長了”的長度；若彈簧的原長為L0，受力后彈簧的長度為L，則彈簧的伸長量為ΔL=L-L0。與拉力成正比的是彈簧的伸長量，而不是彈簧的長度。典例二：彈簧測力計是用來測量_____的儀器，使用前先要根據(jù)所測力的_____進行調零。如圖所示的彈簧測力計的最小分度值是_____牛，這時彈簧測力計示數(shù)是_____牛?！敬鸢浮苛?；方向；0.2；3.4?！窘馕觥坑蓮椈蓽y力計的用途可知彈簧測力計是用來測量力的儀器；使用彈簧測力計之前，要根據(jù)所測力的方向進行調零；圖中測力計，每一個大格是1N，里面有5個小格，分度值是0.2N；彈簧測力計的示數(shù)為3.4N。實驗清單實驗探究“彈簧的伸長跟拉力的關系”實驗探究探究“彈簧的伸長跟受到拉力的關系”【提出問題】彈簧受到拉力時會伸長，彈簧的伸長量與受到的拉力的大小關系呢？【猜想與假設】彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長就會越長?！驹O計并進行實驗】（1）將彈簧固定在鐵架臺上，測出其長度。（2）分別將1個、2個、…6個鉤碼掛在彈簧的下端的掛鉤上，并記下對應的伸長量，將數(shù)據(jù)填入表格中。實驗次數(shù)1234567鉤碼的拉力/N00.511.522.53伸長量/cm0123456【分析論證】通過對比表中鉤碼的拉力以及彈簧彈簧伸長量可以發(fā)現(xiàn)：在彈簧彈性限度內，彈簧的伸長量與拉力成正比?！窘涣髋c評估】（1）彈簧下所掛鉤碼數(shù)量要合適，如果鉤碼的拉力超過其彈性限度就會將彈簧損壞。（2）不要將彈簧的長度和伸長混為一談。（3）在彈性限度內，彈簧的伸長量和受到的拉力成正比，即伸長量和拉力的比值是一個定值?！境？挤较颉浚?）分析表中數(shù)據(jù)，得出結論；（2）根據(jù)彈簧測力計的原理。結合表中數(shù)據(jù)，計算某種情況下的拉力大小或彈簧伸長量的總長度；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制圖像；（4）在彈簧的彈性限度內（彈簧測力計的測量范圍），彈簧的伸長量與彈力成正比；（5）彈簧測力計的工作原理—在彈性限度內，彈簧的伸長量與彈力成正比。典例三：課外學習小組在“探究彈簧的伸長量與受到的拉力的關系”時，得到的實驗數(shù)據(jù)如表。拉力F/N00.511.522.533.54彈簧長度/cm2223242526272828.528.6根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，你認為：（1）用這樣的彈簧能做一個測量范圍是________的測力計。（2）在一定范圍內，該彈簧所受的拉力F與伸長量ΔL關系的數(shù)學表達式是____________。（3）當懸掛物體后，彈簧長度是25.5cm，那么該物體向下拉彈簧的力是________N?！敬鸢浮浚?）0~3N；（2）F=0.5ΔL；（3）1.75。【解析】（1）由圖象可知，在0~3N拉力作用下，彈簧的伸長量與所受到的拉力成正比，超過3N的拉力后，彈簧的伸長與所受拉力不成正比，故用這樣的彈簧能做一個測量范圍是0–3N的測力計；（2）觀察表格中的數(shù)據(jù)可知：當彈簧伸長的長度為△L123cm22cm1cm時，彈簧受到的拉力為0.5N，當彈簧伸長的長度為△L224cm22cm2cm時，彈簧受到的拉力為1N，當彈簧伸長的長度為△L325cm22cm3cm時，彈簧受到的拉力為1.5N，由此可以得出彈簧所受的拉力F與伸長量△L關系的數(shù)學表達式為：F0.5△L；（3）若彈簧長度是25.5cm，則物體向下拉彈簧的力為：F0.5△L0.5×（25.522）N1.75N。方法清單1.對彈力的理解；2.彈簧測力計的使用與讀數(shù)；3.圖像法研究彈簧伸長量與所受拉力的關系題型一對彈力的理解判斷物體是否受到彈力作用，可以緊扣彈力產生的兩個條件進行分析：（1）兩個物體是否接觸；（2）是否產生彈性形變。典例四：關于彈力的敘述正確的是（）。A．彈力的大小只與形變的程度有關；B．壓力、拉力、支持力都屬于彈力；C．放在桌面上的一根彈簧一定產生了彈力；D．只有彈簧、橡皮筋等物體才可能產生彈力【答案】B?！窘馕觥緼．同一個物體在彈性限度內，彈力的大小與形變程度有關，但不同物體，即使形變程度相同，其彈力也不一定相同，故A錯誤；B．壓力、拉力、支持力都是物體發(fā)生彈性形變后產生的力，所以都是彈力，故B正確；C．放在桌面上的彈簧如果沒有發(fā)生彈性形變，則不會產生彈力，故C錯誤；D．任何能夠發(fā)生彈性形變的物體在其彈性限度內都會產生彈力，故D錯誤。故選B。題型二彈簧測力計的使用與讀數(shù)★解題指導（1）彈簧測力計不僅可以測水平方向和豎直方向的力，其他方向的力也可以測量，只要保證彈簧伸長的方向與其測的力的方向一致即可；（2）彈簧測力計的讀數(shù)時不需要估讀。初中階段，除了刻度尺外，其他測量工具都不需要估讀。典例五：某同學在用彈簧測力計測量一物體的重力時，錯將物體掛在了拉環(huán)上，如圖所示。當物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為8N，則物體的重力為（）。A．一定等于8N B．一定小于8N C．一定大于8N D．以上情況部有可能【答案】B。【解析】當將彈簧測力計倒置過來后，把物體掛在拉環(huán)上，因為彈簧測力計本身有重力，掛鉤顯示的示數(shù)等于彈簧測力計自身的重力和物體的重力之和，所以此時物體的重力要小于測力計示數(shù)8N。故選B。題型三圖像法研究彈簧伸長量與所受拉力的關系★解題指導（1）彈簧測力計的原理：在彈性限度內，彈簧的伸長量跟所受拉力成正比，即。（2）實驗過程中數(shù)據(jù)的分析與處理：分析數(shù)據(jù)，作出彈簧的長度l隨拉力F變化的關系圖像，可以得出結論。典例六：為研究橡皮筋是否也與彈簧有類似的性質，某實驗小組的同學對A、B兩根長度相同粗細不同的橡皮筋進行研究，并做成橡皮筋測力計。將橡皮筋的一端固定，另一端懸掛鉤碼（圖甲所示），記錄橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸長量△x，根據(jù)多組測量數(shù)據(jù)畫出的圖線如圖乙所示。（1）當在兩根橡皮筋上都懸掛重為6N的鉤碼時，橡皮筋A的伸長量為_____cm，橡皮筋B的伸長量為_____cm。（2）分別用這兩根橡皮筋制成測力計，則用橡皮筋_____制成的測力計量程大（均選填“A”或“B”）。（3）將本實驗中相同的兩根橡皮筋A并聯(lián)起來可以制成量程更大的彈簧測力計，能夠測量力的最大值為_____N?！敬鸢浮?2；6；B；20?！窘馕觥浚?）由圖乙知道，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時，橡皮筋伸長量△x與橡皮筋受到的拉力大小F變化關系的圖像是一直線，說明橡皮筋的伸長△x與受到拉力F成正比例函數(shù)的關系，即FA=kA△xA，F(xiàn)B=kB△xB，由圖像知道，當FA=5N時，△xA=10cm；當FB=10N時，△xB=10cm，由此解得：kA=0.5N/cm、kB=1N/cm，即FA=0.5△xA，F(xiàn)B=△xB，所以，當在兩根橡皮筋上懸掛重力為6N的物體時，橡皮筋A的伸長量是：橡皮筋B的伸長量是：（2）測力計是根據(jù)橡皮筋的伸長與受到的拉力成正比的原理制成的，所以，由圖像知道，A的量程為0~10N，B的量程為0~15N，即用橡皮筋B制成的測力計量程大；（3）將兩根A并聯(lián)起來制成量程更大的彈簧測力計時，由于每根橡皮筋的量程是0–10N，所以由二力合成法則知道，兩根橡皮筋并聯(lián)起來的彈簧測力計能夠測量力的最大值應為20N。易錯清單彈簧測力計在力的相互性方面的應用★易錯預警：彈簧測力計無論怎么使用，它的示數(shù)都等于作用在掛鉤上的拉力大小，與拉環(huán)上施加的力無關。典例七：（多選）關于“彈力與彈簧測力計”下列說法正確的是（）。A．彈力是由于物體發(fā)生彈性形變而產生的力；B．只要物體發(fā)生形變就會一定產生彈力；C．當拉伸彈簧時，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量就越大；彈簧測力計就是根據(jù)這一原理制成的；D．如圖A、B兩只完好無損的彈簧測力計相互對拉時，A的示數(shù)如圖所示；則B的示數(shù)也是4N【答案】AD?！窘馕觥緼．物體由于彈性形變而產生的力是彈力，故A正確；B．只有物體發(fā)生彈性形變才能產生彈力，故B錯誤；C．在一定范圍內拉彈簧時，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量就越大，彈簧測力計就是根據(jù)這一性質制成的，故C錯誤；D．由圖可知，A彈簧測力計的示數(shù)是4N，A、B兩只完好無損的彈簧測力計相互對拉時，它們之間的拉力屬于相互作用力，相互作用力大小相等，B彈簧測力計的示數(shù)為4N，故D正確。故選AD。中考清單1.彈力；2.彈簧測力計的原理與讀數(shù)★中考解析一：彈力主要考查彈力的概念和認識。解答此類考題的關鍵是明確彈力的產生原因、施力物體和受力物體。典例八：（2021·山東棗莊市）如圖甲所示，彈簧的一端掛在墻上，一人用4N的力F拉另一端，彈簧伸長了5cm；如圖乙所示，兩個人分別拉該彈簧的兩端，彈簧也伸長了5cm，則每個人的拉力F分別為（）。A．4N0 B．04N C．4N4N D．8N8N【答案】C。【解析】甲圖中彈簧即受手的拉力，又受到墻的拉力，各為4N，彈簧伸長了5cm，彈簧處于平衡狀態(tài)；如圖乙所示，兩個人分別拉該彈簧的兩端，彈簧也伸長了5cm，則每個人的拉力F分別為4N、4N，與甲圖相同，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C?！镏锌冀馕龆簭椈蓽y力計的原理與讀數(shù)考查對彈簧測力計的原理的理解及讀數(shù)。彈簧測力計的原理探究是初中物理中的重點力學實驗，彈簧測力計的讀數(shù)是中考的重點，也常結合其他力學知識一起考查。解答此類問題要求同學們對彈簧測力計的原理有深刻的理解。典例九：(2019·株洲)用一把刻度尺和一支彈簧測力計探究彈性細繩的伸長量與所受拉力的定量關系。如圖甲所示,A、B分別為處于原長的一根彈性細繩的左右兩端,R1和R2是固定在細繩上的兩個標識?，F(xiàn)將A端固定,用彈簧測力計將B端沿著細繩所在直線方向向右拉,R1、R2和B三點位置及彈簧測力計的示數(shù)如圖乙、丙、丁所示。已知細繩始終處于彈性限度內。(1)據(jù)圖甲可知彈性細繩原長為cm；圖乙中彈簧測力計的示數(shù)為N。(2)分析實驗數(shù)據(jù)可知,在彈性限度內,彈性細繩是(選填“均勻”或“不均勻”)伸長的；伸長量與所受拉力(選填“成正比”或“不成正比”)。(3)當標識R2剛好位于刻度尺上7.00cm位置時,R1位于cm位置?，F(xiàn)手持細繩兩端,A端向左B端向右,使它們沿繩所在直線方向同時勻速運動,若發(fā)現(xiàn)標識R2不動,則A、B兩端的速度之比為?！敬鸢浮?1)3.00；1.6；(2)均勻；成正比；(3)3.50；2:1?！窘馕觥?1)刻度尺的分度值為1mm,圖甲中彈性細繩原長為3.00cm；圖乙中彈簧測力計的分度值為0.2N,示數(shù)為1.6N。(2)由圖甲、乙可知:F1=1.6N,ΔL1=6.00cm-3.00cm=3.00cm；由圖甲、丙可知