資源簡介

3.2 力的測量
知識梳理
知識點一、彈力
概念：物體由于彈性形變而產生的力叫彈力。
要點詮釋：
1、物體受力發生形變，不受力時又能自動恢復原來形狀的特性叫做彈性。能自動恢復原來形狀的形變叫彈性形變；物體由于彈性形變而產生的力叫做彈力。物體的彈性形變程度越大，產生的彈力越大。
2、日常所稱的拉力、壓力、支持力等，其實質都是彈力。例如，桌面對茶杯的支持力，其實質就是桌面發生了微小的形變后對茶杯向上的彈力。
注意：彈簧的彈性有一定的限度，超過了這個限度就不能完全復原。
知識點二、彈簧測力計（高清課堂《彈力 彈簧測力計》388539彈簧測力計）
1、彈簧測力計的原理：在彈性限度內彈簧受的拉力越大，它的伸長量就越長。
2、彈簧測力計的使用
使用口訣：看量程、看分度、要校零；一順拉、不摩擦、不猛拉；正對看、記數值、帶單位。
使用方法：
（1）使用前，應使指針指在零點；
（2）所測的力不能大于測力計的測量限度；
（3）不要讓指針與刻度盤摩擦；
（4）讀數時，視線應穿過指針與刻度盤垂直。
基礎訓練
一、單選題
1．小強用彈簧拉力器鍛煉身體，剛拉開時沒感到太費力，可是兩手拉開的距離越大，就感到越費力。這是因為（　　）
A．彈簧受到拉力會發生彈性形變
B．在彈性限度內，彈簧的伸長量越大，彈簧受到的拉力越大
C．物體的形變越大，產生的彈力越大
D．以上說法都不正確
2．將甲、乙兩個彈簧測力計的掛鉤互相鉤起來，固定甲的提環，拉動乙的提環，如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．甲有示數，乙的示數為0 B．乙有示數，甲的示數為0
C．甲、乙都有示數，且相等 D．以上三種情況都有可能
3．下列說法正確的是（　　）
A．同種物質的狀態發生變化，質量和密度均不變
B．氧氣罐中壓縮氣態氧氣用去一半，密度減小一半
C．用手抓住繩子將水桶提起，水桶受到繩子的拉力，這個力的施力物體是手
D．物體發生形變，一定會產生彈力
4．下列關于實驗儀器的使用方法，正確的是（　　）
A．彈簧測力計制作原理是，彈簧所受拉力與長度成正比
B．用天平測量物體質量時，放置待測物體后不能再調節平衡螺母
C．使用量筒測量水的體積，讀數時視線應該與水平面的凹形底部相垂直
D．使用排水法測量固體的體積時，“適量”的含義是即能浸沒物體，且浸沒后不會溢出量筒
5．對于靜止在水平桌面上的礦泉水瓶，下列說法正確的是（　　）
A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是相互作用力
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力是平衡力
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力大小相等
D．桌面對瓶子的支持力是由瓶子發生彈性形變而產生的
6．如圖所示，兩匹馬沿水平方向分別用500N的力同時拉彈簧測力計的掛鉤和拉環，使彈簧測力計保持靜止狀態，不計彈簧測力計的自重。則彈簧測力計的示數為（　　）
A．0N B．250N C．500N D．1000N
7．下列物體間的作用力屬于彈力的是（　　）
①手握瓶子的壓力；
②繩子對溜溜球的拉力；
③磁鐵對大頭針的吸引力；
④壓縮的彈簧對手的推力；
⑤地面對課桌的支持力。
A．①②③⑤ B．①②③④ C．①②④⑤ D．①②③④⑤
8．如圖所示，一個鐵塊放在一塊薄木板上，下列關關于鐵塊和木板受力情況的敘述正確的是（　　）
①鐵塊受到向上的彈力是因為鐵塊發生了彈性形變；
②木板受到向下的彈力是因為木板發生了彈性形變；
③鐵塊受到向上的彈力是因為木板發生了彈性形變；
④木板受到向下的彈力是因為鐵塊發生了彈性形變。
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
9．下列關于彈力和彈簧測力計的說法中不正確的是（　　）
A．茶杯對桌面的壓力是由于茶杯發生形變而產生的
B．兩個物體直接接觸且發生彈性形變時才會產生彈力
C．彈簧測力計在測量時，可以豎直拉，也可以傾斜著拉
D．彈簧的長度越長，產生的拉力越大
10．如圖所示，一根彈簧，一端固定在豎直墻上，小明用手水平向右拉伸彈簧的另一端使之發生彈性形變、長度伸長。此時，“彈簧力圖恢復原來的形狀而產生的力”是（　　）
①手對彈簧施加的力
②彈簧對手施加的力
③墻對彈簧施加的力
④彈簧對墻施加的力
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
二、填空題
11．如圖所示，甲圖中為新型冠狀病毒在30萬倍電子顯微鏡下成的像，該病毒圖像的整體寬度為______cm。乙圖中，彈簧測力計的示數為______N。
12．如圖，這個彈簧測力計的量程是________N，每一小格是________N，彈簧測力計的讀數是________N。
13．如圖所示，一根彈簧其自由端B在未懸掛重物時，正對刻度10，掛上80N重物時，正對刻度30。當彈簧掛48N重物時，自由端所對刻度應是 _____；若自由端所對刻度是18，這時彈簧下端懸掛的重物為 _____N。
14．彈簧測力計在使用前應______，明確該儀器的______和分度值。如圖是使用彈簧測力計測力時的情景，請指出圖中存在的操作錯誤：______。
15．如圖所示，小洋用力拉橡皮筋，將紙團彈出去。其中橡皮筋發生了________（選填“彈性”或“塑性”）形變，產生的這個力使紙團的________發生變化。
三、計算題
16．通過學習同學們知道在彈性限度以內，彈簧的伸長量與所受拉力F成正比，可用公式表示（其中k叫做彈簧的勁度系數，即彈性限度內彈簧所受的拉力F與其伸長量的比值，其單位為N/m）。有兩根輕質彈簧A和B其勁度系數分別為k1＝400N/m，k2＝300N/m。
(1)把彈簧A的一端固定在天花板上，用60N的力豎直向下拉彈簧A（如圖甲），則彈簧A的伸長量是多少？
(2)把A、B兩根彈簧連接起來，串聯成一根長彈簧C，把這根長彈簧一端固定在天花板上（如圖乙）。請找出：長彈簧C的勁度系數k與彈簧A、B勁度系數k1、k2的關系。（提示：長彈簧C受力后的伸長量等于A、B兩根彈簧受力后伸長量之和）3.2 力的測量
知識梳理
知識點一、彈力
概念：物體由于彈性形變而產生的力叫彈力。
要點詮釋：
1、物體受力發生形變，不受力時又能自動恢復原來形狀的特性叫做彈性。能自動恢復原來形狀的形變叫彈性形變；物體由于彈性形變而產生的力叫做彈力。物體的彈性形變程度越大，產生的彈力越大。
2、日常所稱的拉力、壓力、支持力等，其實質都是彈力。例如，桌面對茶杯的支持力，其實質就是桌面發生了微小的形變后對茶杯向上的彈力。
注意：彈簧的彈性有一定的限度，超過了這個限度就不能完全復原。
知識點二、彈簧測力計（高清課堂《彈力 彈簧測力計》388539彈簧測力計）
1、彈簧測力計的原理：在彈性限度內彈簧受的拉力越大，它的伸長量就越長。
2、彈簧測力計的使用
使用口訣：看量程、看分度、要校零；一順拉、不摩擦、不猛拉；正對看、記數值、帶單位。
使用方法：
（1）使用前，應使指針指在零點；
（2）所測的力不能大于測力計的測量限度；
（3）不要讓指針與刻度盤摩擦；
（4）讀數時，視線應穿過指針與刻度盤垂直。
基礎訓練
一、單選題
1．小強用彈簧拉力器鍛煉身體，剛拉開時沒感到太費力，可是兩手拉開的距離越大，就感到越費力。這是因為（　　）
A．彈簧受到拉力會發生彈性形變
B．在彈性限度內，彈簧的伸長量越大，彈簧受到的拉力越大
C．物體的形變越大，產生的彈力越大
D．以上說法都不正確
【答案】D
【詳解】ABCD．因為彈簧的伸長量跟受到的拉力成正比，倆手拉開的距離越大，彈簧伸長的就越長，受到的拉力越大，彈簧對手的拉力也就越大，所以會感到越費力，故D符合題意。
故選D。
2．將甲、乙兩個彈簧測力計的掛鉤互相鉤起來，固定甲的提環，拉動乙的提環，如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．甲有示數，乙的示數為0 B．乙有示數，甲的示數為0
C．甲、乙都有示數，且相等 D．以上三種情況都有可能
【答案】C
【詳解】彈簧測力計顯示的是彈簧掛鉤上所受到的拉力的大小，甲乙兩個彈簧測力計的掛鉤鉤在一起，掛鉤處受到的力是相互作用力，兩個力的大小相等，甲乙彈簧測力計的示數相等，故C正確，ABD錯誤。
故選C。
3．下列說法正確的是（　　）
A．同種物質的狀態發生變化，質量和密度均不變
B．氧氣罐中壓縮氣態氧氣用去一半，密度減小一半
C．用手抓住繩子將水桶提起，水桶受到繩子的拉力，這個力的施力物體是手
D．物體發生形變，一定會產生彈力
【答案】B
【詳解】A．水結成冰，質量保持不變，但冰的密度小于水的密度，即同種物質的狀態發生變化，密度變化了，故A錯誤；
B．因為氧氣瓶的容積不變，當瓶內氧氣用去一半后，氧氣的體積不變，而質量減半，由密度公式可知，瓶內氧氣的密度減小一半，故B正確；
C．力是一個物體對另外一個物體的作用。用手抓住繩子將水桶提起，水桶與繩子相連，水桶在繩子拉力作用下向上運動，繩子是施力物體，故C錯誤；
D．只有發生彈性形變的物體才能產生彈力，發生非彈性形變的物體不能產生彈力，故D錯誤。
故選B。
4．下列關于實驗儀器的使用方法，正確的是（　　）
A．彈簧測力計制作原理是，彈簧所受拉力與長度成正比
B．用天平測量物體質量時，放置待測物體后不能再調節平衡螺母
C．使用量筒測量水的體積，讀數時視線應該與水平面的凹形底部相垂直
D．使用排水法測量固體的體積時，“適量”的含義是即能浸沒物體，且浸沒后不會溢出量筒
【答案】B
【詳解】A．在彈簧的限度范圍內，彈簧所受的拉力與長度成正比，故A錯誤；
B．天平使用有兩次調平，一次是測量前的調平，通過調節平衡螺母調平，二是測量時，通過加減砝碼和移動游碼調平，故B正確；
C．使用量筒測量水的體積，讀數時視線應該與水平面的凹形底部相平，即平視，不能俯視或者仰視，故C錯誤；
D．使用排水法測量固體的體積時，“適量”的含義是即能浸沒物體，且浸沒后不會超過量筒能夠測量的最大體積，故D錯誤。
故選B。
5．對于靜止在水平桌面上的礦泉水瓶，下列說法正確的是（　　）
A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是相互作用力
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力是平衡力
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力大小相等
D．桌面對瓶子的支持力是由瓶子發生彈性形變而產生的
【答案】C
【詳解】A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是一對平衡力，不是相互作用力，故A錯誤；
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力作用在不同的物體上，是一對相互作用力，不是平衡力，故B錯誤；
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力相等，都等于瓶子的重力，故C正確；
D．桌面對瓶子的支持力是由桌面發生彈性形變而產生的，故D錯誤。
故選C。
6．如圖所示，兩匹馬沿水平方向分別用500N的力同時拉彈簧測力計的掛鉤和拉環，使彈簧測力計保持靜止狀態，不計彈簧測力計的自重。則彈簧測力計的示數為（　　）
A．0N B．250N C．500N D．1000N
【答案】C
【詳解】彈簧兩端同時受到拉力才能被拉開，彈簧測力計的示數等于它一端受到的拉力的大小，所以彈簧測力計的示數是500N，故C正確，ABD錯誤。
故選C。
7．下列物體間的作用力屬于彈力的是（　　）
①手握瓶子的壓力；
②繩子對溜溜球的拉力；
③磁鐵對大頭針的吸引力；
④壓縮的彈簧對手的推力；
⑤地面對課桌的支持力。
A．①②③⑤ B．①②③④ C．①②④⑤ D．①②③④⑤
【答案】C
【詳解】推、拉、擠、壓、支持力等作用力都是彈力，因此①②④⑤屬于彈力，磁鐵對大頭針的吸引力屬于磁場力。故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
8．如圖所示，一個鐵塊放在一塊薄木板上，下列關關于鐵塊和木板受力情況的敘述正確的是（　　）
①鐵塊受到向上的彈力是因為鐵塊發生了彈性形變；
②木板受到向下的彈力是因為木板發生了彈性形變；
③鐵塊受到向上的彈力是因為木板發生了彈性形變；
④木板受到向下的彈力是因為鐵塊發生了彈性形變。
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
【答案】D
【詳解】①③鐵塊受到向上的彈力，鐵塊是受力物體，木板是施力物體，是因為木板發生了彈性形變，故①錯誤，③正確；
②④木板受到向下的彈力，木板是受力物體，鐵塊是施力物體，是因為鐵塊發生了彈性形變，故②錯誤，④正確。
故③④正確，即ABC錯誤；D正確。
故選D。
9．下列關于彈力和彈簧測力計的說法中不正確的是（　　）
A．茶杯對桌面的壓力是由于茶杯發生形變而產生的
B．兩個物體直接接觸且發生彈性形變時才會產生彈力
C．彈簧測力計在測量時，可以豎直拉，也可以傾斜著拉
D．彈簧的長度越長，產生的拉力越大
【答案】D
【詳解】A．茶杯底部發生微小的彈性形變，從而使茶杯對桌面產生了向下的彈力，即茶杯對桌面的壓力，故A正確，不符合題意；
B．兩個物體直接接觸且互相擠壓發生形變時才會產生彈力，故B正確，不符合題意；
C．使用彈簧測力計時，可以豎直拉，也可以傾斜拉，方向不受限制，故C正確，不符合題意；
D．彈性限度內，彈簧的伸長越長產生的拉力越大，而不是長度越長，產生的拉力越大，故D錯誤，符合題意。
故選D。
10．如圖所示，一根彈簧，一端固定在豎直墻上，小明用手水平向右拉伸彈簧的另一端使之發生彈性形變、長度伸長。此時，“彈簧力圖恢復原來的形狀而產生的力”是（　　）
①手對彈簧施加的力
②彈簧對手施加的力
③墻對彈簧施加的力
④彈簧對墻施加的力
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】D
【詳解】彈簧形變產生的力，即彈簧的彈力，施力物體為彈簧，因為手和墻拉彈簧，所以彈簧發生彈性形變，產生的是對手和墻的拉力，故②④符合題意，①③不符合題意。
故選D。
二、填空題
11．如圖所示，甲圖中為新型冠狀病毒在30萬倍電子顯微鏡下成的像，該病毒圖像的整體寬度為______cm。乙圖中，彈簧測力計的示數為______N。
【答案】 3.60 2.6
【詳解】[1]刻度尺的分度值為0.1cm，需要把估讀，故該病毒圖像的整體寬度為
[2]如圖是彈簧測力計，其分度值為0.2N，從零刻度開始向左讀，故讀數為2.6N。
12．如圖，這個彈簧測力計的量程是________N，每一小格是________N，彈簧測力計的讀數是________N。
【答案】 0～5 0.2 2.6
【詳解】[1][2]由圖可知，彈簧測力計的量程為0～5N；因為每1N被平均分成了5份，所以每個小格表示0.2N，即其分度值為0.2N。
[3]彈簧測力計的示數
13．如圖所示，一根彈簧其自由端B在未懸掛重物時，正對刻度10，掛上80N重物時，正對刻度30。當彈簧掛48N重物時，自由端所對刻度應是 _____；若自由端所對刻度是18，這時彈簧下端懸掛的重物為 _____N。
【答案】 22 32
【詳解】[1]掛上80N重物時彈簧的拉力F1=80N，伸長量
ΔL1=30-10=20
當掛48N重物時，拉力為F2=48N，因為在彈性限度內，彈簧的伸長與拉力成正比，則
ΔL2=12
自由端所對刻度為
12+10=22
[2]若自由端所對刻線是18，彈簧伸長量
ΔL3=18-10=8
因為在彈性限度內，彈簧的伸長與拉力成正比，則
F3=32N
彈簧下端懸掛的重物
G=F3=32N
14．彈簧測力計在使用前應______，明確該儀器的______和分度值。如圖是使用彈簧測力計測力時的情景，請指出圖中存在的操作錯誤：______。
【答案】 校零 量程（測量范圍） 拉力方向與彈簧測力計軸線方向不在同一直線上
【詳解】[1][2][3]圖中所示的測量工具是彈簧測力計，是用來測量力的大小的工具，使用前應調零，明確該儀器的量程和分度值；實際測量時，要使彈簧測力計內彈簧的伸長方向跟拉力的方向在一條直線上，故圖中使用方法是錯誤的。
15．如圖所示，小洋用力拉橡皮筋，將紙團彈出去。其中橡皮筋發生了________（選填“彈性”或“塑性”）形變，產生的這個力使紙團的________發生變化。
【答案】 彈性 運動狀態
【詳解】[1]小洋用力拉長橡皮筋，橡皮筋的長度發生了變化，當撤去外力后，橡皮筋能恢復原長，故橡皮筋發生了彈性形變。
[2]橡皮筋將紙團彈出去，紙團由靜止變為運動，彈力使紙團的發生的運動狀態發生改變。
三、計算題
16．通過學習同學們知道在彈性限度以內，彈簧的伸長量與所受拉力F成正比，可用公式表示（其中k叫做彈簧的勁度系數，即彈性限度內彈簧所受的拉力F與其伸長量的比值，其單位為N/m）。有兩根輕質彈簧A和B其勁度系數分別為k1＝400N/m，k2＝300N/m。
(1)把彈簧A的一端固定在天花板上，用60N的力豎直向下拉彈簧A（如圖甲），則彈簧A的伸長量是多少？
(2)把A、B兩根彈簧連接起來，串聯成一根長彈簧C，把這根長彈簧一端固定在天花板上（如圖乙）。請找出：長彈簧C的勁度系數k與彈簧A、B勁度系數k1、k2的關系。（提示：長彈簧C受力后的伸長量等于A、B兩根彈簧受力后伸長量之和）
【答案】(1)0.15m；(2)
【分析】(1)知道拉力和彈簧A的勁度系數，求出彈簧A的伸長量。
(2)求出拉力為F時，彈簧A、彈簧B、彈簧C的伸長量，根據長彈簧C受力后的伸長量等于A、B兩根彈簧受力后伸長量之和列出等式，求出長彈簧C的勁度系數k與彈簧A、B勁度系數k1、k2的關系。
【詳解】解：(1)彈簧A勁度系數為k1＝400N/m，由F＝k得
(2)由得，當拉力F作用在彈簧C上，彈簧C、彈簧A、彈簧B的伸長量分別為
因為
所以
解得
答：(1)彈簧A的伸長量是0.15m；
(2)長彈簧C的勁度系數k與彈簧A、B勁度系數k1、k2的關系式。
【點睛】彈簧A和彈簧B連在一起，受到拉力F時，彈簧A和彈簧B都伸出，并且伸長量都等于拉力F單獨作用在彈簧的伸長量，這是解題的關鍵。

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