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文檔簡介
23講彈力、彈簧測力計(含答案)2024年初中物理自主招生講義68講初中物理自主招生講義23彈力、彈簧測力計1.彈力的概念【知識點的認識】(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,能夠恢復原狀的形變叫做彈性形變。發(fā)生彈性形變的物體,會對跟它接觸且阻礙它恢復原來形狀的物體產(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才會發(fā)生的,這種相互作用可稱為接觸力。接觸力按其性質可歸納為彈力和摩擦力,它們本質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。因為彈力的產(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:1.兩物體互相接觸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:關于彈力,下列說法錯誤的是()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對其他物體的作用C.彈力是指發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復原狀,對接觸它的物體產(chǎn)生的力D.壓力、支持力、拉力都屬于彈力例2:下列結果不是由彈力產(chǎn)生的是()A.撐桿跳高運動員飛越橫桿B.裝有彈簧的門被推開,放手后自動關上C.玩具手槍將“子彈”射出去D.手中的石塊釋放后會下落一.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,兩個木塊質量分別為m1和m2,兩輕質彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接),整個系統(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的距離為()A. B. C. D.2.一根輕質彈簧,受到拉力作用時,其長度會變長,且拉力大小與彈簧長度的增加量之比為定值。該比值反映了彈簧的力學性質,由此定義該比值叫做彈簧的勁度系數(shù),用符號k來表示。相類似地,定義一個系統(tǒng)在受到拉力作用時,拉力大小與系統(tǒng)長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系統(tǒng):外力豎直向下作用于與動滑輪相連的掛鉤上;滑輪光滑且質量不計,掛鉤質量不計,細線為不可伸長的輕繩,彈簧的勁度系數(shù)為k且質量不計。若定義該系統(tǒng)的長度為系統(tǒng)靜止時天花板到掛鉤最低點間的距離,則該系統(tǒng)的等效勁度系數(shù)為()A.0.25k B.0.50k C.2k D.4k3.輕質彈簧k的上端固定在天花板上,下端懸掛一質量為m的物體,平衡時彈簧的長度為L1,現(xiàn)將和k完全相同的兩根彈簧k1、k2與質量分別為m1、m2的兩個物體相連,并懸掛在天花板上,且m1+m2=m,如圖所示,平衡時,k1和k2的長度之和為L2,則()A.2L1一定等于L2 B.2L1一定大于L2 C.2L1一定小于L2 D.以上均有可能4.幾位同學使用彈簧拉力器鍛煉身體,每位同學都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂伸直,兩臂伸直時對彈簧拉力器拉力最大的是()A.幾個同學都一樣大 B.手臂長的同學 C.體重大的同學 D.力氣大的同學5.有一根豎直吊著的彈簧,如果在彈簧下端掛上質量為m1的物體后,彈簧長度為L1;如果在彈簧下端掛上質量為m2的物體后,彈簧長度為L2,則彈簧原來的長度為(m1<m2;上述過程彈簧均處于彈性限度內(nèi))()A.L1+L2 B.L2﹣L1 C. D.6.已知彈簧受到的彈力與其伸長量(彈簧實際長度與原長之間的差值)成正比,如圖所示,四個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,④中彈簧的左端拴一小物塊,物塊在有摩擦的桌面上滑動。若認為彈簧的質量都為零,以l1、l2、l3、l4依次表示四個彈簧的伸長量,則有()A.l2>l1 B.l4>l3 C.l1>l3 D.l2=l4(多選)7.有一根豎直吊著的彈簧,如果在彈簧下端掛上質量為m1的物體后,彈簧長度為L1;如果在彈簧下端掛上質量為m2的物體后,彈簧長度為L2,則彈簧原來的長度不可能為(m1<m2;上述過程彈簧均處于彈性限度內(nèi))()A.L1+L2B.L2﹣L1C.D.2.彈簧測力計的原理【知識點的認識】(1)測量力的大小的工具是測力計.常用的測力計是彈簧測力計,它可以用來測量物體的重力、拉力等,它的示數(shù)表示的是對彈簧測力計的掛鉤的拉力大小.(2)主要結構:主要是一根彈性很好的鋼質彈簧,還有掛鉤、指針、刻度及外殼.同學們常用的兩種彈簧測力計如圖所示.(3)原理:首先任何測量都是將某一個物理量與標準(即單位)比較的過程,力的測量就是將力的作用效果與已知力的作用效果比較的過程.如果一個力的作用效果與1牛力的作用效果相同,這個力的大小就是1牛.其次彈簧的伸長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,可以重復使用.故可以運用彈簧測力計測量力的大?。久}方向】此知識點命題方向有三點:(1)彈簧測力計是測量什么的工具(2)結構是什么(3)彈簧測力計的原理例1:測量力的常用工具是()A.刻度尺B.天平C.微小壓強計D.彈簧測力計例2:一根長8cm的彈簧,當所受拉力8N時,長度變?yōu)?2cm,當長度變?yōu)?4cm時所受拉力是()A.10NB.12NC.14ND.20N二.彈簧測力計的原理(共7小題)8.現(xiàn)有長度均為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100N/m和200N/m。為了制成一個長度也是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)成一個彈簧即可。則在彈簧A和B上截取的長度分別為()A.0.025m和0.075m B.0.033m和0.067m C.0.050m和0.050m D.0.075m和0.025m9.彈簧所受到的拉力F與彈簧的伸長量x成正比,即F=kx,k為常量,如圖所示,已知當物體受到拉力F作用時,彈簧伸長量為x,則當拉力變?yōu)?F時(在彈性限度內(nèi)),彈簧伸長量為()A.小于2x B.大于2x C.等于2x D.無法判斷10.一根大彈簧S內(nèi)套一根小彈簧,大彈簧比小彈簧長0.2m,它們的下端平齊并固定。另一端自由。如圖所示。當壓縮此組合彈簧時,測得彈力與彈簧壓縮量的關系如圖所示,大彈簧的勁度系數(shù)為k1小彈簧的勁度系數(shù)為k2,則這兩根彈簧的勁度系數(shù)k1和k2()A.k1=10N/mk2=20N/m B.k1=10N/mk2=30N/m C.k1=20N/mk2=10N/m D.k1=20N/mk2=30N/m11.小浩制作了一個彈簧秤,如圖所示,彈簧一共20匝,經(jīng)檢驗,該彈簧秤在測量范圍內(nèi)(0﹣5N)示數(shù)是準確的,該彈簧不但“伸長的長度跟所受的拉力成正比”,而且彈簧受拉力伸長時,各匝伸長的長度都相等。有一次不慎把彈簧靠近O端的一小部分擠壓變形,小浩把變形的5匝剪去,并把彈簧上端重新固定在O點,然后把指針C適當下移,使它在彈簧秤豎直放置時指針C仍然指在“0”刻線處。(不計彈簧自重)(1)寫出這個新改制的彈簧秤受到的拉力F與它的示數(shù)F測的關系式。(2)用這個新改制的彈簧秤稱量一個重物,它的示數(shù)為4.0N,該物實重是N。12.原長為16cm的輕質彈簧,當A、B兩人同時用100N的力由兩端反向拉時,彈簧長度變?yōu)?8cm;若將彈簧一端固定在墻上,另一端由A一人用200N力拉,這時彈簧的長度為cm,彈簧的勁度系數(shù)為N/m。13.彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長就越大,某同學在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼,探究拉力和彈簧伸長量的關系。表中數(shù)據(jù)是該同學在彈簧彈性限度內(nèi)記錄的實驗數(shù)據(jù)。(g=10N/kg)鉤碼質量m/g0306090120150彈簧總長度l/cm6.07.28.49.610.812.0(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在如圖所示坐標系中作出拉力F跟彈簧伸長量x的關系圖象(彈簧的伸長量等于總長減去彈簧未掛鉤碼時的長度);(2)當彈簧長度為8cm時,彈簧下端所掛鉤碼的質量為g。14.(a)一根輕質均勻彈簧,若下端掛重量為G的重物,其伸長量為x,將其截去,則剩余彈簧下端掛重量為2G的重物,其伸長量為多少?(b)a、b兩個輕質彈簧,下端分別掛重量為G的重物時,a、b伸長量分別為x1、x2.現(xiàn)用細線通過輕質光滑滑輪將a、b連接,如圖所示,若在滑輪上掛一重量為G的重物,平衡時滑輪下降的距離為多少?3.彈簧測力計的使用與讀數(shù)【知識點的認識】(1)使用彈簧測力計時,首先要看清其量程,所要測量的力不能超過它的量程.因為彈簧是有一定彈性限度的,超過這個限度測量就不準確,還有可能損壞測力計.(2)測量前要看清楚彈簧測力計的分度值,以便測量時讀數(shù).(3)測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,要進行調節(jié)使指針指在零刻度線.(4)使用前,要輕輕地來回拉動彈簧測力計的掛鉤,以免指針被卡住,給測量帶來較大的誤差.(5)測量時,拉彈簧測力計掛鉤的力要和測力計的外殼平行,避免扭曲和摩擦,盡量減小由于摩擦產(chǎn)生的測量誤差.(6)要等到示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù),讀數(shù)時視線要與刻度板表面垂直.【命題方向】彈簧測力計的使用及讀數(shù)是命題的重點:(1)使用前,使用過程中,使用完后應注意什么;(2)彈簧測力計的“0”刻度在哪里及讀數(shù)例1:使用彈簧測力計時,下面幾點說法中錯誤的是()A.彈簧測力計必須豎直放置,不得傾斜B.使用前必須檢查零點是否準確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的力不能超過彈簧測力計的測量范圍例2:如圖所示,彈簧測力計的分度值是N,砝碼受到的重力是N.三.彈簧測力計的使用與讀數(shù)(共8小題)15.如圖所示,在彈簧測力計下掛一重物A及吊籃B,一人站在吊籃中用100N的力豎直向下拉A,他們都保持靜止,彈簧測力計示數(shù)將()A.比不拉時增加100N B.比不拉時減少100N C.讀數(shù)不變 D.條件不足,無法判斷16.實驗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,外殼上固定一個圓環(huán),整個外殼重為G,彈簧和拉桿的質量忽略不計?,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F0﹣G,丙圖讀數(shù)為F0+G B.乙圖讀數(shù)為F0+G,丙圖讀數(shù)為F0﹣G C.乙圖讀數(shù)為F0,丙圖讀數(shù)為F0﹣G D.乙圖讀數(shù)為F0﹣G,丙圖讀數(shù)為F017.如圖所示,彈簧測力計的示數(shù)為N。18.如圖所示,有一根彈簧測力計,由于某種原因,它表面的刻度值沒有了,但彈簧測力計的其他部件都完好。為了利用這把彈簧測力計,現(xiàn)把一小段長度均勻分割的刻度線粘貼到彈簧測力計上。當用1牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時,彈簧秤的指針剛好指在刻度線5下面的第三條黑線位置;當用2牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時,彈簧測力計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,此彈簧測力計能夠測量的范圍是。如果將刻度線的粘貼位置向掛鉤方向移動一小段,則此時彈簧測力計能夠測得的最大值與最小值之差將(選填:“變大”或“不變”或“變小”)。19.三只完全相同的彈簧測力計,按如圖方式連接起來,在第三只彈簧測力計下面掛一個物體。已知A、B兩只彈簧測力計的示數(shù)分別為5N、3N,第三只彈簧測力計C刻度不清楚。則物體受到的重力為N。20.某同學用一根彈簧制作彈簧測力計的實驗時,在彈簧的下端掛不同重力的鉤碼,對應的彈簧的長度也不同,具體數(shù)據(jù)如表:鉤碼重力G/N024681012彈簧長度L/cm3456788.5該同學制作的彈簧測力計的量程是N;彈簧的原長是cm。21.如圖所示,彈簧測力計的最小分度值為牛,物體受到的重力為牛。如圖所示的實驗儀器名稱叫做,所測量物體A的體積是厘米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調節(jié)。某次實驗中,小明同學發(fā)現(xiàn)將已校零的新彈簧秤下掛50g鉤碼,指針只指在0.4N(40g)位置。他再換用其它相同的鉤碼,其結果均一樣。他再用一架靈敏完好的天平測量這些鉤碼,發(fā)現(xiàn)質量均為50g,他再檢查彈簧,彈簧沒有損壞。詢問實驗教師,教師說:“彈簧秤都有質量保證書,但上節(jié)課有同學用過?!闭埬銕退治觯海?)造成彈簧秤不準的原因是什么?(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。4.探究彈簧測力計原理的實驗【知識點的認識】(1)如下圖甲是一根彈簧在拉力的作用下被拉伸的實驗示意圖,先讀出在不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的刻度值,然后在彈簧下端掛上鉤碼逐個增加鉤碼個數(shù),測出指針所指的刻度值,所得的數(shù)據(jù)填入設計的表格如下:(重力加速度g取10kg/N)鉤碼質量m/Kg00.10.20.30.40.50.60.7拉力F/N01234567刻度值l/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(2)根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)進行描點,在用平滑的曲線或直線連接各點,在連結時應讓盡量多的點落在線上,偏差比較大的點舍去.不在線上的點盡量平均分布在線的兩側,如圖乙:(3)從圖乙中可以看出,在0至4N的范圍內(nèi),圖象是一條過坐標原點的直線,說明彈簧的伸長長度與受到的拉力成正比.當拉力大于4N時,伸長長度與受到的拉力不成正比關系.(4)其實,在拉力超過4N時,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)從而得出實驗結論:在彈性限度范圍內(nèi),彈簧伸長或壓縮的長度與受到的拉力或壓力成正比.根據(jù)這一原理,制成彈簧測力計.【命題方向】請你分析一些表中的數(shù)據(jù),你能得到的一個結論是什么是中考命題方向.例:某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系,將彈簧懸掛在鐵架臺上,刻度尺固定在彈簧一側,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)格鉤碼的個數(shù),數(shù)據(jù)記錄如表:所掛鉤碼數(shù)量N(個)0123456彈簧長度L(cm)12.5613.1113.6514.214.7315.29伸長量△L(cm)00.551.091.642.172.73(1)在數(shù)據(jù)記錄表中,有一個記錄不規(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.(2)請在如圖所示的坐標圖中畫出彈簧的伸長量△L與所掛鉤碼個數(shù)N的關系圖象.根據(jù)圖象可知,當掛6個鉤碼時,彈簧的伸長量cm(未超過彈簧的彈性限度).四.探究彈簧測力計原理的實驗(共8小題)23.已知在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長量△L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)有兩個輕彈簧L1和L2,它們的勁度系數(shù)分別為k1和k2,且k1=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,則兩彈簧的伸長量之比△L1:△L2為()A.1:1 B.3:2 C.2:3 D.3:424.彈簧秤的彈簧斷了,拆去斷掉的較短部分,把剩下的較長部分彈簧仍裝在原來的彈簧秤上,零點校正后,用它測力,結果()A.測量值比實際值大 B.測量值比實際值小 C.測量值和實際值相等 D.以上情況都有可能25.在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的伸長量與它所受到的拉力成正比。某同學在研究“彈簧的彈力與彈簧的伸長量的關系”時,他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上砝碼后測出彈簧伸長后的長度L,把L﹣L0作為彈簧的伸長量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與彈簧的伸長量x的圖線可能是下圖所示圖線中的哪一個()A. B. C. D.26.閱讀短文,回答問題。無處不在的彈簧彈簧在生活中隨處可見,它在不同的領域發(fā)揮著重要作用。彈簧的特點就是在拉伸或壓縮時都要產(chǎn)生反抗外力作用的彈力,而且形變越大,產(chǎn)生的彈力越大;一旦外力消失,形變也消失。物理學家胡克研究得出結論: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。彈簧具有測量功能、緊壓功能、復位功能和緩沖功能,以及儲存能量的功能。彈簧在生產(chǎn)和生活中有許多應用,例如,制作彈簧測力計、鋼筆套上的夾片、機械鐘表的發(fā)條等。(1)彈簧被拉伸或壓縮時都產(chǎn)生反抗外力作用的彈力,這說明。(2)胡克的結論是。(3)下表是小明研究彈簧長度與所受拉力大小關系時記錄數(shù)據(jù)的表格,空格中的數(shù)據(jù)是。鉤碼重/N00.51.02.02.5彈簧長度/cm456789(4)舉一個生活中應用彈簧的實例:。(短文中實例除外)27.對一根用新材料制成的金屬桿M進行抗拉測量。這根金屬桿長4m,橫截面積為0.8cm2,設計要求使它受到拉力后的伸長量不超過原長的.由于這一拉力很大,桿又很長,直接測試有困難,現(xiàn)選用這種材料制成樣品進行測試,得到不同情況下得伸長量如下表所示:長度橫截面積拉力250N500N750N1000N1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm1m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm①測試結果表明:樣品受拉力作用后,其伸長量與樣品的長度成比,與樣品的橫截面積成比。②待測金屬桿M能夠承受的最大拉力為N。28.小華同學要探究彈力與彈簧伸長量的關系。他先把一根彈簧平放在桌面上,測得彈簧的長度為l0=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):鉤碼個數(shù)12345彈力F/N1.02.03.04.05.0彈簧長度l/cm7.09.011.013.015.0(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出F﹣l圖象,由圖象可知,豎直懸掛的彈簧不掛鉤碼時的長度為cm;它和l0不相等的原因是;(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)推導彈力F和彈簧的長度l(單位:cm)的數(shù)學關系式為。29.學習了彈力知識后,小萱發(fā)現(xiàn):給彈簧施加拉力,當拉力越大時,彈簧的伸長量就越大。于是小萱提出猜想:彈簧的伸長量跟所受拉力成正比。實驗桌上已經(jīng)備有如下器材:一個滿足實驗要求的彈簧、一個鐵架臺、一個刻度尺、六個質量均為50g的鉤碼。請你利用上述實驗器材,設計一個實驗探究:“彈簧的伸長量(△L)跟所受拉力(F)是否成正比”。要求:(1)請寫出實驗步驟(可畫示意圖輔助說明);(2)畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。30.小明發(fā)現(xiàn),用手拉不同的彈簧時,伸長相同的長度所用拉力的大小不同。他猜想“彈簧被拉伸相同的長度所需拉力的大小,可能與彈簧原來的長度有關”。現(xiàn)提供如下實驗器材:刻度尺、細線、支架、老虎鉗和一根均勻長彈簧(可裁剪),如果請你通過實驗來驗證小明的猜想,那么:(1)要滿足實驗的要求,應對這根長彈簧做怎樣的處理?。(2)要完成實驗,還需要的一種器材是。(3)請簡述你的實驗思路:。(4)請你寫出另一種猜想:彈簧被拉伸相同的長度所需拉力的大小可能跟有關。5.彈簧測力計在力的相互性方面的應用【知識點的認識】物體間力的作用是相互的;彈簧測力計在力的相互性方面有兩種問題:(1)問彈簧測力計的示數(shù)(2)問彈簧測力計所受合力是多少.例如:(1)一端用力另一端固定,(和兩端同時拉效果是相同的).一彈簧測力計兩端均受6N的力,彈簧測力計的示數(shù)是多少?(2)將彈簧測力計測量物體重量的時候,物體處于平衡狀態(tài),那么彈簧測力計所受合力為0.【命題方向】考查彈簧測力計讀數(shù)、合力問題,注意力的合成運算.例如:用彈簧測力計測重力和摩擦力:由二力平衡的條件可知,當彈簧測力計豎直拉起物體(勻速或靜止)時,拉力與物體的重力是一對平衡力,物體受到的重力等于彈簧測力計中彈簧給他的拉力,我們讀數(shù)時其實讀的是彈簧受到的物體的拉力.當用彈簧測力計拉動物體在另一物體表面做勻速直線運動時,拉力與摩擦力是一對平衡力,而物體對彈簧的拉力,和彈簧對物體的拉力是作用力與反作用力,大小相等,方向相反,作用在兩個物體上.例1:甲、乙兩個同學沿相反的方向拉測力計,各用力200牛.則測力計的示數(shù)為()A.100牛B.200牛C.0牛D.400牛例2:如圖所示,a、b兩個測力計放在水平桌面上并相互勾在一起,用水平拉力F1和F2分別拉a、b的拉環(huán),F(xiàn)1=F2=6N.若兩個彈簧測力計靜止,則下列分析正確的是()A.a(chǎn)對b的拉力和b對a的拉力是相互作用力B.a(chǎn)受平衡力,b對a的拉力是6N,a的示數(shù)為6NC.b受平衡力,a對b的拉力是6N,b的示數(shù)為12ND.a(chǎn)和b受到的合力均為零,示數(shù)均為零五.彈簧測力計在力的相互性方面的應用(共2小題)31.兩手在水平方向拉一彈簧秤,它的示數(shù)是10N,這兩手的拉力分別是()A.5N5N B.10N10N C.0N10N D.0N20N32.如圖所示,將兩只彈簧測力計A、B掛鉤在一起,然后用手水平地左右拉彈簧測力計的圓環(huán),當左邊彈簧測力計A的讀數(shù)為8N時,右邊彈簧測力計B的讀數(shù)及手對彈簧測力計的拉力分別是()A.8N,8N B.8N,16N C.0N,16N D.16N,8N初中物理自主招生講義23彈力、彈簧測力計1.彈力的概念【知識點的認識】(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,能夠恢復原狀的形變叫做彈性形變。發(fā)生彈性形變的物體,會對跟它接觸且阻礙它恢復原來形狀的物體產(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才會發(fā)生的,這種相互作用可稱為接觸力。接觸力按其性質可歸納為彈力和摩擦力,它們本質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。因為彈力的產(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:1.兩物體互相接觸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:關于彈力,下列說法錯誤的是()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對其他物體的作用C.彈力是指發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復原狀,對接觸它的物體產(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,平時所說的推、拉、提、壓、支持等力,都屬于彈力。解:A、兩個物體相互接觸,若沒有相互擠壓,不會產(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,可以產(chǎn)生彈力作用,故B說法錯誤;C、彈力是指發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復原狀,對接觸它的物體產(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。點評:此題考查了對彈力概念及產(chǎn)生的認識,彈力是由于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:下列結果不是由彈力產(chǎn)生的是()A.撐桿跳高運動員飛越橫桿B.裝有彈簧的門被推開,放手后自動關上C.玩具手槍將“子彈”射出去D.手中的石塊釋放后會下落分析:根據(jù)彈力的概念進行分析,即彈力是由于物體發(fā)生彈性形變時產(chǎn)生的力。解:因為彈力是由于物體發(fā)生彈性形變時產(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。點評:知道彈力是由于物體發(fā)生彈性形變時產(chǎn)生的力,知道彈力和其他力的不同之處?!窘忸}方法點撥】從彈力的本質去理解,本質是:分子間的作用力。當物體被拉伸或壓縮時,分子間的距離便會發(fā)生變化,使分子間的相對位置拉開或靠攏,這樣,分子間的引力與斥力就不會平衡,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,分子就會滑進另一個穩(wěn)定的位置,即使外力除去后,也不能再回到復原位,就會保留永久的變形。這便是彈力的本質。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,兩個木塊質量分別為m1和m2,兩輕質彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2,上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接),整個系統(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的距離為()A. B. C. D.答案與解析:系統(tǒng)處于原來狀態(tài)時,下面彈簧k2的彈力F1=(m1+m2)g,被壓縮的長度x1==g;當上面的木塊離開上面彈簧時,下面彈簧k2的彈力F2=m2g,被壓縮的長度x2==;所以下面木塊移動的距離為s=x1﹣x2=﹣=。故選:C。2.一根輕質彈簧,受到拉力作用時,其長度會變長,且拉力大小與彈簧長度的增加量之比為定值。該比值反映了彈簧的力學性質,由此定義該比值叫做彈簧的勁度系數(shù),用符號k來表示。相類似地,定義一個系統(tǒng)在受到拉力作用時,拉力大小與系統(tǒng)長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系統(tǒng):外力豎直向下作用于與動滑輪相連的掛鉤上;滑輪光滑且質量不計,掛鉤質量不計,細線為不可伸長的輕繩,彈簧的勁度系數(shù)為k且質量不計。若定義該系統(tǒng)的長度為系統(tǒng)靜止時天花板到掛鉤最低點間的距離,則該系統(tǒng)的等效勁度系數(shù)為()A.0.25k B.0.50k C.2k D.4k答案與解析:設系統(tǒng)在外力作用下彈簧的伸長量為△x,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=;因動滑輪光滑且質量不計,掛鉤質量不計,所以系統(tǒng)靜止時,所受外力F′=2F,由動滑輪的特點可知,系統(tǒng)長度增加量:△x′=△x,則該系統(tǒng)的等效勁度系數(shù):k′===4=4k。故選:D。3.輕質彈簧k的上端固定在天花板上,下端懸掛一質量為m的物體,平衡時彈簧的長度為L1,現(xiàn)將和k完全相同的兩根彈簧k1、k2與質量分別為m1、m2的兩個物體相連,并懸掛在天花板上,且m1+m2=m,如圖所示,平衡時,k1和k2的長度之和為L2,則()A.2L1一定等于L2 B.2L1一定大于L2 C.2L1一定小于L2 D.以上均有可能答案與解析:由題知,彈簧是輕質的,且彈簧k1、k2與彈簧k完全相同;左圖中平衡時彈簧的長度為L1;右圖中,對于物體m1、m2以及彈簧k2整體來說,相當于將m1+m2=m懸掛在彈簧k1的下端,且彈簧k、k1完全相同,所以,平衡時彈簧k和彈簧k1的長度相同,即:L1′=L1,對于彈簧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的伸長量小于彈簧k的伸長量,平衡時,則彈簧k2的長度:L2′<L1,所以,平衡時k1和k2的長度之和:L1′+L2′<L1+L1,即:L2<2L1。故選:B。4.幾位同學使用彈簧拉力器鍛煉身體,每位同學都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂伸直,兩臂伸直時對彈簧拉力器拉力最大的是()A.幾個同學都一樣大 B.手臂長的同學 C.體重大的同學 D.力氣大的同學答案與解析:因為彈簧所受拉力越大,伸長越長,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誰把彈簧拉得更長。它們都將手臂撐直了,那么手臂長的同學當然就用了更大的力。故選:B。5.有一根豎直吊著的彈簧,如果在彈簧下端掛上質量為m1的物體后,彈簧長度為L1;如果在彈簧下端掛上質量為m2的物體后,彈簧長度為L2,則彈簧原來的長度為(m1<m2;上述過程彈簧均處于彈性限度內(nèi))()A.L1+L2 B.L2﹣L1 C. D.答案與解析:設彈簧的原長為L,若在彈簧下端掛上質量為m1的物體后,彈簧伸長其長度為L1;根據(jù)胡克定律得:m1g=k(L1﹣L),同理可得m2g=k(L2﹣L);兩式聯(lián)立解得:L=。故選:C。6.已知彈簧受到的彈力與其伸長量(彈簧實際長度與原長之間的差值)成正比,如圖所示,四個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,④中彈簧的左端拴一小物塊,物塊在有摩擦的桌面上滑動。若認為彈簧的質量都為零,以l1、l2、l3、l4依次表示四個彈簧的伸長量,則有()A.l2>l1 B.l4>l3 C.l1>l3 D.l2=l4答案與解析:彈簧受到的拉力與其伸長量(彈簧實際長度與原長之間的差值)成正比;在這四種情況下,彈簧的質量都為零,彈簧的彈力都等于彈簧右端的拉力F,故四根彈簧的伸長量相同,即l1=l2=l3=l4;故ABC錯誤,D正確。故選:D。(多選)7.有一根豎直吊著的彈簧,如果在彈簧下端掛上質量為m1的物體后,彈簧長度為L1;如果在彈簧下端掛上質量為m2的物體后,彈簧長度為L2,則彈簧原來的長度不可能為(m1<m2;上述過程彈簧均處于彈性限度內(nèi))()A.L1+L2 B.L2﹣L1 C. D.答案與解析:設彈簧的原長為L,若在彈簧下端掛上質量為m1的物體后,彈簧伸長其長度為L1;根據(jù)胡克定律得:m1g=k(L1﹣L),同理可得m2g=k(L2﹣L);兩式聯(lián)立解得:L=;當時,L=L2﹣L1;故AD不可能,BC可能。故選:AD。2.彈簧測力計的原理【知識點的認識】(1)測量力的大小的工具是測力計.常用的測力計是彈簧測力計,它可以用來測量物體的重力、拉力等,它的示數(shù)表示的是對彈簧測力計的掛鉤的拉力大?。?)主要結構:主要是一根彈性很好的鋼質彈簧,還有掛鉤、指針、刻度及外殼.同學們常用的兩種彈簧測力計如圖所示.(3)原理:首先任何測量都是將某一個物理量與標準(即單位)比較的過程,力的測量就是將力的作用效果與已知力的作用效果比較的過程.如果一個力的作用效果與1牛力的作用效果相同,這個力的大小就是1牛.其次彈簧的伸長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,可以重復使用.故可以運用彈簧測力計測量力的大?。久}方向】此知識點命題方向有三點:(1)彈簧測力計是測量什么的工具(2)結構是什么(3)彈簧測力計的原理例1:測量力的常用工具是()A.刻度尺B.天平C.微小壓強計D.彈簧測力計分析:解決此題的關鍵是知道測量力的常用工具是彈簧測力計.解:A、刻度尺是測量長度的工具,不符合題意;B、天平是測量質量的工具,不符合題意;C、微小壓強計是測量壓強的工具,不符合題意;D、彈簧測力計是測量力的常用工具,符合題意;故選D.點評:解決此類問題要知道各測量工具的用途.例2:一根長8cm的彈簧,當所受拉力8N時,長度變?yōu)?2cm,當長度變?yōu)?4cm時所受拉力是()A.10NB.12NC.14ND.20N分析:彈簧測力計是根據(jù)彈簧在一定的彈性范圍內(nèi),彈簧的伸長量與彈簧受到的拉力成正比制成的.解:原長為8cm,受到8N的拉力時,彈簧長為12cm,則8N的拉力伸長4cm,所以1N拉力伸長0.5cm.當長度變?yōu)?4cm時,伸長6cm,因為1N拉力伸長0.5cm,因此所受拉力為12N.故選B.點評:此題主要考查了彈簧測力計的原理﹣﹣在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與所受的拉力成正比.【解題方法點撥】結合圖象來理解結構,理解記住原理.二.彈簧測力計的原理(共7小題)8.現(xiàn)有長度均為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100N/m和200N/m。為了制成一個長度也是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)成一個彈簧即可。則在彈簧A和B上截取的長度分別為()A.0.025m和0.075m B.0.033m和0.067m C.0.050m和0.050m D.0.075m和0.025m答案與解析:A彈簧截取x,則勁度系數(shù)kA=()×100(N/m)則B彈簧需截取0.1﹣x,則勁度系數(shù)kB=[×200(N/m)設對于串聯(lián)的彈簧施以大小為F的拉力則A形變xA=B形變xB=xA+xB=+=;等式兩邊消去F,代入kA,kB得到一個只關于x的等式,求之,得x=,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與彈簧的伸長量x成正比,即F=kx,k為常量,如圖所示,已知當物體受到拉力F作用時,彈簧伸長量為x,則當拉力變?yōu)?F時(在彈性限度內(nèi)),彈簧伸長量為()A.小于2x B.大于2x C.等于2x D.無法判斷答案與解析:已知當物體受到拉力F和重物G作用時,彈簧伸長量為x,如果在彈簧的彈性限度內(nèi),則當拉力變?yōu)?F時,彈簧受到的拉力變?yōu)镕的兩倍,物重不變,不計彈簧自重,根據(jù)胡克定律F=k△x可知,彈簧伸長量小于2x,所以A正確。故選:A。10.一根大彈簧S內(nèi)套一根小彈簧,大彈簧比小彈簧長0.2m,它們的下端平齊并固定。另一端自由。如圖所示。當壓縮此組合彈簧時,測得彈力與彈簧壓縮量的關系如圖所示,大彈簧的勁度系數(shù)為k1小彈簧的勁度系數(shù)為k2,則這兩根彈簧的勁度系數(shù)k1和k2()A.k1=10N/mk2=20N/m B.k1=10N/mk2=30N/m C.k1=20N/mk2=10N/m D.k1=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=k△x得:在0到0.2范圍內(nèi):2=K1×0.2①在0.2到0.3范圍內(nèi):(這個范圍內(nèi)小彈簧的壓縮量比大彈簧小0.2)5=K1×0.3+K2×0.1②解①②得:K1=10N/mK2=20N/m故選:A。11.小浩制作了一個彈簧秤,如圖所示,彈簧一共20匝,經(jīng)檢驗,該彈簧秤在測量范圍內(nèi)(0﹣5N)示數(shù)是準確的,該彈簧不但“伸長的長度跟所受的拉力成正比”,而且彈簧受拉力伸長時,各匝伸長的長度都相等。有一次不慎把彈簧靠近O端的一小部分擠壓變形,小浩把變形的5匝剪去,并把彈簧上端重新固定在O點,然后把指針C適當下移,使它在彈簧秤豎直放置時指針C仍然指在“0”刻線處。(不計彈簧自重)(1)寫出這個新改制的彈簧秤受到的拉力F與它的示數(shù)F測的關系式F=F示數(shù)。(2)用這個新改制的彈簧秤稱量一個重物,它的示數(shù)為4.0N,該物實重是5.3N。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,彈簧的伸長量就會減少。因為各匝伸長的長度都相等,故彈簧的伸長量減少=,變?yōu)樵瓉砩扉L量的.而彈簧的刻度面是不改變的,所以彈簧測力計受到1N的拉力時,彈簧測力計的示數(shù)為N.當測力計受到的拉力為F時,彈簧測力計的示數(shù)F示數(shù)=F,由此推出F=F示數(shù);(2)用這個新改制的彈簧秤稱量一個重物,它的示數(shù)為4.0N,物體的實際重力G=F=F示數(shù)=×4.0N≈5.3N。故答案為:(1)F=F示數(shù);(2)5.3。12.原長為16cm的輕質彈簧,當A、B兩人同時用100N的力由兩端反向拉時,彈簧長度變?yōu)?8cm;若將彈簧一端固定在墻上,另一端由A一人用200N力拉,這時彈簧的長度為20cm,彈簧的勁度系數(shù)為5000N/m。答案與解析:當拉力為100N時,彈簧的伸長量為18cm﹣16cm=2cm,所以當拉力為200N時,彈簧的伸長量為2cm×2=4cm,彈簧的長度為16cm+4cm=20cm;由公式F=k?△L得,k===5000N/m。故答案為:20,5000。13.彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長就越大,某同學在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼,探究拉力和彈簧伸長量的關系。表中數(shù)據(jù)是該同學在彈簧彈性限度內(nèi)記錄的實驗數(shù)據(jù)。(g=10N/kg)鉤碼質量m/g0306090120150彈簧總長度l/cm6.07.28.49.610.812.0(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在如圖所示坐標系中作出拉力F跟彈簧伸長量x的關系圖象(彈簧的伸長量等于總長減去彈簧未掛鉤碼時的長度);(2)當彈簧長度為8cm時,彈簧下端所掛鉤碼的質量為50g。答案與解析:(1)F1=m1g=0.03kg×10N/kg=0.3N;X1=L1﹣L0=7.2cm﹣6.0cm=1.2cmF2=m2g=0.06kg×10N/kg=0.6N;X2=L2﹣L0=8.4cm﹣6.0cm=2.4cmF3=m3g=0.09kg×10N/kg=0.9N;X3=L3﹣L0=9.6cm﹣6.0cm=3.6cmF4=m4g=0.12kg×10N/kg=1.2N;X4=L4﹣L0=10.8cm﹣6.0cm=4.8cmF5=m5g=0.15kg×10N/kg=1.5N;X5=L5﹣L0=12.0cm﹣6.0cm=6.0cm才用描點法畫出圖象,如右圖:(2)根據(jù)上面的計算可以看出,彈簧的伸長量與所掛鉤碼的重成正比。當彈簧長度L=8cm時,伸長量X=L﹣L0=8cm﹣6cm=2cm,拉力F=G==0.5N,故所掛鉤碼的質量為m==0.05kg=50g故答案為:5014.(a)一根輕質均勻彈簧,若下端掛重量為G的重物,其伸長量為x,將其截去,則剩余彈簧下端掛重量為2G的重物,其伸長量為多少?(b)a、b兩個輕質彈簧,下端分別掛重量為G的重物時,a、b伸長量分別為x1、x2.現(xiàn)用細線通過輕質光滑滑輪將a、b連接,如圖所示,若在滑輪上掛一重量為G的重物,平衡時滑輪下降的距離為多少?答案與解析:(1)設彈簧原來彈性系數(shù)為k,截后變?yōu)閗,根據(jù)F=k△x,其伸長量為x;(2)兩根彈簧所受的拉力都為;所以a的伸長量為;b的伸長量為;平衡時滑輪下降的距離為ab伸長量的一半;h==。3.彈簧測力計的使用與讀數(shù)【知識點的認識】(1)使用彈簧測力計時,首先要看清其量程,所要測量的力不能超過它的量程.因為彈簧是有一定彈性限度的,超過這個限度測量就不準確,還有可能損壞測力計.(2)測量前要看清楚彈簧測力計的分度值,以便測量時讀數(shù).(3)測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,要進行調節(jié)使指針指在零刻度線.(4)使用前,要輕輕地來回拉動彈簧測力計的掛鉤,以免指針被卡住,給測量帶來較大的誤差.(5)測量時,拉彈簧測力計掛鉤的力要和測力計的外殼平行,避免扭曲和摩擦,盡量減小由于摩擦產(chǎn)生的測量誤差.(6)要等到示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù),讀數(shù)時視線要與刻度板表面垂直.【命題方向】彈簧測力計的使用及讀數(shù)是命題的重點:(1)使用前,使用過程中,使用完后應注意什么;(2)彈簧測力計的“0”刻度在哪里及讀數(shù)例1:使用彈簧測力計時,下面幾點說法中錯誤的是()A.彈簧測力計必須豎直放置,不得傾斜B.使用前必須檢查零點是否準確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的力不能超過彈簧測力計的測量范圍分析:彈簧測力計的正確使用方法:1、使用前要先觀察彈簧測力計的指針是否指在零點,如果不在則要將指針調到零點;2、用手拉幾下看看測力計的外殼與彈簧是否發(fā)生摩擦;3、注意測力計拉力的方向要與彈簧的伸長在一條直線上;4、彈簧測力計不能超過測量范圍,否則會損壞測力計;5、讀數(shù)時,讓視線垂直于刻度面板.根據(jù)上述知識來分析.解:A、測豎直方向上的力彈簧測力計要豎直放置,測水平方向上的力彈簧測力計就要水平放置,所以A是錯誤的;B、使用前必須檢查零點是否準確,不準確要調零,所以B是正確的;C、使用中彈簧、指針、掛鉤與外殼摩擦時,彈簧測力計的示數(shù)會偏小,所以C是正確的;D、所測的力超過彈簧測力計的測量范圍就會損壞測力計,所以D是正確的.故選A.點評:此題考查的是彈簧測力計的正確使用方法,是一道基礎題.例2:如圖所示,彈簧測力計的分度值是0.2N,砝碼受到的重力是3.2N.分析:彈簧測力計的分度值指的是所能測量的最小值(或者是相鄰兩刻線之間的距離所表示的值);讀取彈簧測力計的示數(shù)首先要認清分度值.物體由于自身的重力會對彈簧測力計的掛鉤施加一個豎直向下的拉力,拉力和重力的大小是相等的.解:(1)由圖可知:彈簧測力計1N之間有5個小格,一個小格代表0.2N,即分度值是0.2N;彈簧測力計的指針在3N下一小格處,示數(shù)為3.2N;(2)彈簧測力計的示數(shù)為3.2N,就說明了彈簧測力計的掛鉤受到了3.2N的拉力,彈簧測力計的掛鉤受到的拉力是由于砝碼的重力引起的,所以砝碼的重力等于彈簧測力計的示數(shù),等于3.2N.故答案為:0.2;3.2.點評:此題考查了彈簧測力計的使用,屬于基本技能的考查,是一道力學的基礎題.【解題方法點撥】了解彈簧測力計的原理之后再分析使用方面的內(nèi)容,讀數(shù)時一定要明確分度值.常見的錯誤使用方法:(1)用測力計測量超過量程的力;(2)沒有調零就進行測量;(3)使用前沒有來回拉動彈簧,用指針被卡的測力計測量;(4)所測拉力與測力計外殼不平行;(5)示數(shù)沒有穩(wěn)定就讀數(shù);(6)讀數(shù)時視線與刻度板表面不垂直;(7)手拿掛鉤,把物體掛在吊環(huán)上測量.三.彈簧測力計的使用與讀數(shù)(共8小題)15.如圖所示,在彈簧測力計下掛一重物A及吊籃B,一人站在吊籃中用100N的力豎直向下拉A,他們都保持靜止,彈簧測力計示數(shù)將()A.比不拉時增加100N B.比不拉時減少100N C.讀數(shù)不變 D.條件不足,無法判斷答案與解析:(1)開始時,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A的拉力是內(nèi)力,人用100N的力拉A時,物體A、吊籃B及人組成的系統(tǒng)受重力G與測力計拉力作用,由于系統(tǒng)所示重力G不變,則彈簧測力計的讀數(shù):F=G不變。故選:C。16.實驗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,外殼上固定一個圓環(huán),整個外殼重為G,彈簧和拉桿的質量忽略不計?,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F0﹣G,丙圖讀數(shù)為F0+G B.乙圖讀數(shù)為F0+G,丙圖讀數(shù)為F0﹣G C.乙圖讀數(shù)為F0,丙圖讀數(shù)為F0﹣G D.乙圖讀數(shù)為F0﹣G,丙圖讀數(shù)為F0答案與解析:按乙圖放置,彈簧測力計的示數(shù)為F1,彈簧掛鉤的受力情況是F0=G+F1,所以彈簧測力計讀數(shù)F1=F0﹣G;按丙圖放置,彈簧測力計的示數(shù)為F2,彈簧掛鉤的受力情況是F0=F2,所以彈簧測力計讀數(shù)F2=F0。故選:D。17.如圖所示,彈簧測力計的示數(shù)為4N。答案與解析:彈簧測力計每一個大格是1N,每一個小格是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:4。18.如圖所示,有一根彈簧測力計,由于某種原因,它表面的刻度值沒有了,但彈簧測力計的其他部件都完好。為了利用這把彈簧測力計,現(xiàn)把一小段長度均勻分割的刻度線粘貼到彈簧測力計上。當用1牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時,彈簧秤的指針剛好指在刻度線5下面的第三條黑線位置;當用2牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時,彈簧測力計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,此彈簧測力計能夠測量的范圍是0.4N≤F≤3.4N。如果將刻度線的粘貼位置向掛鉤方向移動一小段,則此時彈簧測力計能夠測得的最大值與最小值之差將不變(選填:“變大”或“不變”或“變小”)。答案與解析:“當用1牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時,彈簧秤的指針剛好指在刻度線5下面的第三條黑線位置;當用2牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時,彈簧測力計的指針剛好指在刻度線7上面第二條刻度線的位置”這說明了彈簧測力計受到1N的拉力時,彈簧的伸長是5個小格,所以每伸長一個小格所用的拉力為:N。當指針指在5cm時,是在1N上方的三格處,其示數(shù)為1N﹣N=N;當指針指在8cm時,是在2N下方的7格處,其示數(shù)為2N+N=3.4N;故彈簧測力計能夠測量的范圍是0.4N≤F≤3.4N;彈簧測力計能夠測得的最大值與最小值之差就是量程,和彈簧測力計旁邊的刻線是沒有關系的,因此,其最大值和最小值的差值不變。故答案為:0.4N≤F≤3.4N,不變。19.三只完全相同的彈簧測力計,按如圖方式連接起來,在第三只彈簧測力計下面掛一個物體。已知A、B兩只彈簧測力計的示數(shù)分別為5N、3N,第三只彈簧測力計C刻度不清楚。則物體受到的重力為1N。答案與解析:設物體重G1,每只彈簧秤重G2,根據(jù)二力平衡條件有:C彈簧測力計的示數(shù):FC=G1①B彈簧測力計的示數(shù):FB=G1+G2②A彈簧測力計的示數(shù):FA=G1+2G2③③減②式可得:FA﹣FB=G2④所以:G2=5N﹣3N=2N,由②式可得:G1=FB﹣G2=3N﹣2N=1N。故答案為:1。20.某同學用一根彈簧制作彈簧測力計的實驗時,在彈簧的下端掛不同重力的鉤碼,對應的彈簧的長度也不同,具體數(shù)據(jù)如表:鉤碼重力G/N024681012彈簧長度L/cm3456788.5該同學制作的彈簧測力計的量程是0~10N;彈簧的原長是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1cm,而當拉力從10N增加到12N時,彈簧卻只伸長了0.5cm,說明此時超過了彈簧的彈性限度,因此,該彈簧測力計的量程是0~10N.鉤碼重為0N時,彈簧的長度為3cm,這就是彈簧的原長。故答案為:0~10;3。21.如圖所示,彈簧測力計的最小分度值為1牛,物體受到的重力為3牛。如圖所示的實驗儀器名稱叫做量筒,所測量物體A的體積是20厘米3。答案與解析:該彈簧測力計的量程為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:1N;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調節(jié)。某次實驗中,小明同學發(fā)現(xiàn)將已校零的新彈簧秤下掛50g鉤碼,指針只指在0.4N(40g)位置。他再換用其它相同的鉤碼,其結果均一樣。他再用一架靈敏完好的天平測量這些鉤碼,發(fā)現(xiàn)質量均為50g,他再檢查彈簧,彈簧沒有損壞。詢問實驗教師,教師說:“彈簧秤都有質量保證書,但上節(jié)課有同學用過。”請你幫他分析:(1)造成彈簧秤不準的原因是什么?(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,影響了彈簧的長度,從而造成了彈簧秤不準;(2)金屬連桿固定秤鉤的位置越靠上,彈簧的有效長度就越短,這樣,彈簧在受相同拉力時,伸長的就越短,示數(shù)就越小。因此,可將固定秤鉤的金屬連桿向下移,使彈簧的有效長度變長。故答案為:(1)秤鉤固定的位置過高,使彈簧的有效長度變短了;(2)將秤鉤通過金屬連桿向下固定一些,增加彈簧的有效長度。4.探究彈簧測力計原理的實驗【知識點的認識】(1)如下圖甲是一根彈簧在拉力的作用下被拉伸的實驗示意圖,先讀出在不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的刻度值,然后在彈簧下端掛上鉤碼逐個增加鉤碼個數(shù),測出指針所指的刻度值,所得的數(shù)據(jù)填入設計的表格如下:(重力加速度g取10kg/N)鉤碼質量m/Kg00.10.20.30.40.50.60.7拉力F/N01234567刻度值l/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(2)根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)進行描點,在用平滑的曲線或直線連接各點,在連結時應讓盡量多的點落在線上,偏差比較大的點舍去.不在線上的點盡量平均分布在線的兩側,如圖乙:(3)從圖乙中可以看出,在0至4N的范圍內(nèi),圖象是一條過坐標原點的直線,說明彈簧的伸長長度與受到的拉力成正比.當拉力大于4N時,伸長長度與受到的拉力不成正比關系.(4)其實,在拉力超過4N時,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)從而得出實驗結論:在彈性限度范圍內(nèi),彈簧伸長或壓縮的長度與受到的拉力或壓力成正比.根據(jù)這一原理,制成彈簧測力計.【命題方向】請你分析一些表中的數(shù)據(jù),你能得到的一個結論是什么是中考命題方向.例:某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系,將彈簧懸掛在鐵架臺上,刻度尺固定在彈簧一側,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)格鉤碼的個數(shù),數(shù)據(jù)記錄如表:所掛鉤碼數(shù)量N(個)0123456彈簧長度L(cm)12.5613.1113.6514.214.7315.29伸長量△L(cm)00.551.091.642.172.73(1)在數(shù)據(jù)記錄表中,有一個記錄不規(guī)范的數(shù)據(jù)是14.2;根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)可知,所用刻度尺的分度值是1mm.(2)請在如圖所示的坐標圖中畫出彈簧的伸長量△L與所掛鉤碼個數(shù)N的關系圖象.根據(jù)圖象可知,當掛6個鉤碼時,彈簧的伸長量3.28cm(未超過彈簧的彈性限度).分析:(1)長度的測需要估讀到分度值的下一位;(2)根據(jù)所給數(shù)據(jù),利用描點法即可畫出圖象;在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與所受拉力成正比.伸長與所受拉力成正比.解:(1)用刻度尺測量長度是要估讀到分度值的下一位,第3次測量記錄數(shù)據(jù)中的數(shù)字無估讀值,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為1mm;(2)①根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點連線可作出圖象;②因為在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與所受拉力成正比,由表格中數(shù)據(jù)可知,每增加一個鉤碼,彈簧的伸長約增加0.55cm,故當掛6個鉤碼時,彈簧的伸長量:△L6=△L5+0.55cm=2.73cm+0.55cm=3.28cm.故答案為:(1)14.2,1mm;(2)彈簧的伸長量△L與所掛鉤碼個數(shù)N的關系如圖所示;3.28.點評:此題主要考查學生對數(shù)據(jù)的處理能力和歸納、分析、總結能力,培養(yǎng)學生應用描點法畫圖象的能力.以及應用物理知識解決實際問題的能力.【解題方法點撥】利用歸納法來分析表中的數(shù)據(jù)找出它們的規(guī)律是解題的關鍵.四.探究彈簧測力計原理的實驗(共8小題)23.已知在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長量△L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)有兩個輕彈簧L1和L2,它們的勁度系數(shù)分別為k1和k2,且k1=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,則兩彈簧的伸長量之比△L1:△L2為()A.1:1 B.3:2 C.2:3 D.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△L1=,△L2=,又因為k1=3k2,所以△L1:△L2=:=1:1。故選:A。24.彈簧秤的彈簧斷了,拆去斷掉的較短部分,把剩下的較長部分彈簧仍裝在原來的彈簧秤上,零點校正后,用它測力,結果()A.測量值比實際值大 B.測量值比實際值小 C.測量值和實際值相等 D.以上情況都有可能答案與解析:彈簧的長度減小會使彈簧的勁度系數(shù)增大,所以在伸長相等長度時,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)比實際的力要小一些),也就是說讀數(shù)偏小了。故選:B。25.在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的伸長量與它所受到的拉力成正比。某同學在研究“彈簧的彈力與彈簧的伸長量的關系”時,他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上砝碼后測出彈簧伸長后的長度L,把L﹣L0作為彈簧的伸長量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與彈簧的伸長量x的圖線可能是下圖所示圖線中的哪一個()A. B. C. D.答案與解析:(1)實驗中用橫軸表示彈簧的伸長量x,縱軸表示彈簧的拉力F(即所掛重物的重力大?。?)彈簧平放時測量自然長度,此時彈簧伸長量為0cm;(3)當豎直懸掛時,由于自身重力的影響彈簧會有一段伸長量,但此時所掛重物的重力為0N(即:F=0N)(4)因為在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與其所受的拉力成正比,綜合上述分析四個圖象中只有C符合。故選:C。26.閱讀短文,回答問題。無處不在的彈簧彈簧在生活中隨處可見,它在不同的領域發(fā)揮著重要作用。彈簧的特點就是在拉伸或壓縮時都要產(chǎn)生反抗外力作用的彈力,而且形變越大,產(chǎn)生的彈力越大;一旦外力消失,形變也消失。物理學家胡克研究得出結論: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。彈簧具有測量功能、緊壓功能、復位功能和緩沖功能,以及儲存能量的功能。彈簧在生產(chǎn)和生活中有許多應用,例如,制作彈簧測力計、鋼筆套上的夾片、機械鐘表的發(fā)條等。(1)彈簧被拉伸或壓縮時都產(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度與所受拉力大小關系時記錄數(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彈簧長度/cm456789(4)舉一個生活中應用彈簧的實例:彈簧門。(短文中實例除外)答案與解析:(1)彈簧的特點就是在拉伸或壓縮時都要產(chǎn)生反抗外力作用的彈力,而且形變越大,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,物理學家胡克研究得出結論: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1cm,由此可見彈簧長度為7cm時,鉤碼的重力是1.5N。(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,彈簧的復位功能可以使得彈簧紗門自動關閉。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.對一根用新材料制成的金屬桿M進行抗拉測量。這根金屬桿長4m,橫截面積為0.8cm2,設計要求使它受到拉力后的伸長量不超過原長的.由于這一拉力很大,桿又很長,直接測試有困難,現(xiàn)選用這種材料制成樣品進行測試,得到不同情況下得伸長量如下表所示:長度橫截面積拉力250N500N750N1000N1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm1m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm①測試結果表明:樣品受拉力作用后,其伸長量與樣品的長度成正比,與樣品的橫截面積成反比。②待測金屬桿M能夠承受的最大拉力為10000N。答案與解析:①比較一、二行的數(shù)據(jù)可知,長2m的樣品在受相同的拉力時,比長1m的樣品伸長得更長,因此可得出,其伸長量與樣品的長度成正比;比較一、三行的數(shù)據(jù)可知,橫截面積為0.10cm2的樣品在受相同的拉力時,比橫截面積為0.05cm2的樣品伸長得要短,因此可得出,其伸長量與樣品的橫截面積成反比。②金屬桿的長為4m,要求其伸長量不超過原長的,所以不應超過0.4cm.由表中的數(shù)據(jù)可得,要使長1m、橫截面積0.10cm2的樣品伸長0.04cm需500N的力,則要伸長0.4cm就需要5000N的力。根據(jù)伸長量與樣品的長度成正比,與樣品的橫截面積成反比,4m是1m的4倍,0.8cm2是0.10cm2的8倍,所以,使其伸長0.4cm的力為5000N×8÷4=10000N。故答案為:①正,反;②10000N。28.小華同學要探究彈力與彈簧伸長量的關系。他先把一根彈簧平放在桌面上,測得彈簧的長度為l0=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):鉤碼個數(shù)12345彈力F/N1.02.03.04.05.0彈簧長度l/cm7.09.011.013.015.0(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出F﹣l圖象,由圖象可知,豎直懸掛的彈簧不掛鉤碼時的長度為5cm;它和l0不相等的原因是彈簧自身有重力;(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)推導彈力F和彈簧的長度l(單位:cm)的數(shù)學關系式為F=0.5N/cm×l﹣2.5N。答案與解析:(1)描點作圖,如圖所示:由圖象可知豎直懸掛的彈簧不掛鉤碼時的長度為5cm;它和l0不相等的原因是彈簧自身有重力,導致彈簧豎直放置時長度變長;(2)由圖象知,圖象為一次函數(shù)圖象,設關系式為:F=kl+b;把(9,2),(15,5)代入得;解方程組得,故數(shù)學關系式為F=0.5N/cm×l﹣2.5N。故答案為:(1)如圖所示;5;彈簧自身有重力;(2)F=0.5N/cm×l﹣2.5N。29.學習了彈力知識后,小萱發(fā)現(xiàn):給彈簧施加拉力,當拉力越大時,彈簧的伸長量就越大。于是小萱提出猜想:彈簧的伸長量跟所受拉力成正比。實驗桌上已經(jīng)備有如下器材:一個滿足實驗要求的彈簧、一個鐵架臺、一個刻度尺、六個質量均為50g的鉤碼。請你利用上述實驗器材,設計一個實驗探究:“彈簧的伸長量(△L)跟所受拉力(F)是否成正比”。要求:(1)請寫出實驗步驟(可畫示意圖輔助說明);(2)畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。答案與解析:(1)實驗步驟:①將彈簧懸掛在鐵架臺的支架上,用刻度尺測量彈簧的長度L0,將數(shù)據(jù)記錄在表格中;②將一個鉤碼掛在彈簧下面的掛鉤上,用刻度尺測量彈簧此時的長度L,將鉤碼的質量m和彈簧的長度L記錄在表格中;③仿照步驟②,依次在彈簧下面掛2個、3個、4個、5個、6個鉤碼,每次用刻度尺測量彈簧的長度L,并將每次鉤碼的總質量m和相應的彈簧長度L記錄在表格中;④利用公式F=G=mg,分別計算出6次彈簧所受拉力F,分別記錄在表格中;利用公式△L=L﹣L0,分別計算出6次彈簧的伸長量△L,分別記錄在表格中。(2)實驗數(shù)據(jù)記錄表格:L0/mm/kgL/mF/N△L/m30.小明發(fā)現(xiàn),用手拉不同的彈簧時,伸長相同的長度所用拉力的大小不同。他猜想“彈簧被拉伸相同的長度所需拉力的大小,可能與彈簧原來的長度有關”。現(xiàn)提供如下實驗器材:刻度尺、細線、支架、老虎鉗和一根均勻長彈簧(可裁剪),如果請你通過實驗來驗證小明的猜想,那么:(1)要滿足實驗的要求,應對這根長彈簧做怎樣的處理?用鋼絲鉗將長彈簧剪成長度不同的幾段。(2)要完成實驗,還需要的一種器材是彈簧測力計。(3)請簡述你的實驗思路:用彈簧測力計分別依次拉伸不同的彈簧,使它們伸長相同的長度,觀察記錄彈簧測力計的示數(shù),比較拉力大小。(4)請你寫出另一種猜想:彈簧被拉伸相同的長度所需拉力的大小可能跟彈簧的材料有關。答案與解析:(1)要完成本實驗的猜想,需要將長彈簧截成長度不等的幾段,來做實驗進行比較;(2)因本實驗需要比較將彈簧拉伸相同的長度時所需拉力的大小,因此需要用彈簧測力計來測量出拉力進行比較;(3)具體做法是:用彈簧測力計分別依次拉伸不同的彈簧,使它們伸長相同的長度,觀察記錄彈簧測力計的示數(shù),比較拉力大小;(4)彈簧被拉伸相同的長度所需拉力的大小可能跟彈簧的直徑、材料、本身的疏密程度有關。故答案為:(1)用鋼絲鉗將長彈簧剪成長度不同的幾段;(2)彈簧測力計;(3)用彈簧測力計分別依次拉伸不同的彈簧,使它們伸長相同的長度,觀察記錄彈簧測力計的示數(shù),比較拉力大?。唬?)彈簧的材料。5.彈簧測力計在力的相互性方面的應用【知識點的認識】物體間力的作用是相互的;彈簧測力計在力的相互性方面有兩種問題:(1)問彈簧測力計的示數(shù)(2)問彈簧測力計所受合力是多少.例如:(1)一端用力另一端固定,(和兩端同時拉效果是相同的).一彈簧測力計兩端均受6N的力,彈簧測力計的示數(shù)是多少?(2)將彈簧測力計測量物體重量的時候,物體處于平衡狀態(tài),那么彈簧測力計所受合力為0.【命題方向】考查彈簧測力計讀數(shù)、合力問題,注意力的合成運算.例如:用彈簧測力計測重力和摩擦力:由二力平衡的條件可知,當彈簧測力計豎直拉起物體(勻速或靜止)時,拉力與物體的重力是一對平衡力,物體受到的重力等于彈簧測力計中彈簧給他的拉力,我們讀數(shù)時其實讀的是彈簧受到的物體的拉力.當用彈簧測力計拉動物體在另一物體表面做勻速直線運動時,拉力與摩擦力是一對平衡力,而物體對彈簧的拉力,和彈簧對物體的拉力是作用力與反作用力,大小相等,方向相反,作用在兩個物體上.例1:甲、乙兩個同學沿相反的方向拉測力計,各用力200牛.則測力計的示數(shù)為()A.100牛B.200牛C.0牛D.400牛分析:彈簧測力計使用時,吊環(huán)端拉力與掛鉤端拉力大小相等,方向相反,不顯示合力,也不顯示二力之和.彈簧測力計的讀數(shù)為鉤子上的受力的大小.解:彈簧測力計指示的力為:在平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)下,一端的拉力數(shù)值,兩位同學沿相反方向拉彈簧測力計,各用200N的拉力,彈簧測力計示數(shù)應為200N.故選B.點評:平時使用彈簧測力計,吊環(huán)端的拉力是顯示不出來的,換個角度,給出吊環(huán)端拉力的大小,出錯的幾率就明顯增大,所以平時學習要經(jīng)常換換角度,做到一題多解、舉一反三,要知其然,更要知其所以然,達到融會貫通的程度.例2:如圖所示,a、b兩個測力計放在水平桌面上并相互勾在一起,用水平拉力F1和F2分別拉a、b的拉環(huán),F(xiàn)1=F2=6N.若兩個彈簧測力計靜止,則下列分析正確的是()A.a(chǎn)對b的拉力和b對a的拉力是相互作用力B.a(chǎn)受平衡力,b對a的拉力是6N,a的示數(shù)為6NC.b受平衡力,a對b的拉力是6N,b的示數(shù)為12ND.a(chǎn)和b受到的合力均為零,示數(shù)均為零分析:彈簧測力計使用時總是在平衡狀態(tài)下使用的,即彈簧測力計在靜止或勻速直線運動狀態(tài)下工作的,此時彈簧測力計受到一對平衡力的作用.一對相互作用力的特點是:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上;一對相互作用力與一對平衡力的不同是:平衡力是作用在一個物體上;相互作用力作用在兩個物體上.解:水平桌面上a、b兩個測力計在拉力F1和F2作用下處于靜止,則測力計受力平衡;所以,測力計a在拉力F1和b對a的拉力作用下處于平衡;則b對a的拉力與拉力F1是一對平衡力,則b對a的拉力為6N,a的示數(shù)為6N;測力計b在拉力F2和a對b的拉力作用下處于平衡;則a對b的拉力與拉力F2是一對平衡力,則a對b的拉力為6N,b的示數(shù)為6N;a對b的拉力和b對a的拉力是大小相等,方向相反,作用在一條直線上,是相互作用力.由此分析可知A、B選項正確,C、D選項錯誤.故選A、B.點評:此題根據(jù)彈簧測力計的原理分析,要學會用二力平衡的知識來分析彈簧測力計.一對平衡力大小相等,方向相反,作用在一條直線上,作用在一個物體上;與相互作用力的不同之處是作用在不同物體上;會利用相互作用力判斷力的大小關系.【解題方法點撥】理解平衡力、相互作用力及力的合成.五.彈簧測力計在力的相互性方面的應用(共2小題)31.兩手在水平方向拉一彈簧秤,它的示數(shù)是10N,這兩手的拉力分別是()A.5N5N B.10N10N C.0N10N D.0N20N答案與解析:彈簧測力計受平衡力的作用,彈簧測力計測出一個力的大小,但彈簧測力計兩端都受到了力的作用。故選:B。32.如圖所示,將兩只彈簧測力計A、B掛鉤在一起,然后用手水平地左右拉彈簧測力計的圓環(huán),當左邊彈簧測力計A的讀數(shù)為8N時,右邊彈簧測力計B的讀數(shù)及手對彈簧測力計的拉力分別是()A.8N,8N B.8N,16N C.0N,16N D.16N,8N答案與解析:彈簧秤A的讀數(shù)為8N時,說明彈簧測力計A的彈簧受力為8N,由于彈簧測力計A處于靜止,受平衡力作用,則左側手對彈簧測力計的拉力應為8N;而彈簧測力
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