弹力.弹簧测力计
弹力、弹簧测力计
学习目标:
1、知道什么是弹力,弹力产生的条件, 2、知道弹性形变越大,弹力越大。 3、能正确使用弹簧测力计
知识讲解:
弹力:日常生活中有些东西在受力时会发生形变。不受力时又恢复到原来的状态。比如说拉橡皮筋,橡皮筋变长,发生形变,松手后,橡皮筋又恢复了原状;用力掰尺子,尺子变弯,松手后,尺子又恢复原状;用力拉弹簧,弹簧变长,松手后又恢复原长。物质的这种特性我们叫做弹性。而像橡皮泥,泥巴等撤去力之后不能恢复成原来的样子,像这样形变后不能自动恢复原来形状的特性叫做塑性。
产生:力的作用是相互的,有弹性的物体只有在受力的作用时才发生形变,没有力的作用时没有形变。物体对弹簧产生力的作用使其形变,弹簧必然会对视力物体产生一个反作用力。这个反作用力就是弹力
任何物体只要发生形变就一定会产生弹力,日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,其实质都是弹力。弹力在生活中有广泛的应用,比如说我们用的自动铅笔和一些圆珠笔里面要利用弹簧的弹力。跳水运动中 1m板和 3 m板的跳水都是利用了弹力。射箭运动员利用了弓的弹力才能把箭射出去。撑杆跳高运动员利用了杆形变后产生的弹力。体操比赛中。跳马运动员利用踏板的弹力才能腾空,跳远运动员也要利用踏板的弹力。自行车的支架上也有利用弹簧的弹力。拉力器也是利用了弹簧的弹力。 弹簧测力计的制作和使用:
制作原理:弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比。
F=k·ΔL
F:弹力 k:弹性系数 ΔL:弹簧的伸长量
自制弹簧测力计:将一块光洁平整的硬纸板竖直地固定在铁架上。再将一根带有挂钩的弹簧的上端固定。在纸板上。弹簧自然下垂时记下弹簧最下端的位置,在纸板上作好记号。分别将0.5N、1 N、1.5 N、2 N的钩码依次挂在弹簧上,并在硬纸板上分别记下弹簧最下端对应的位置。用刻度尺测量硬纸板上相邻两个记号间的距离是相等的,所以弹簧伸长的长度和所受的力是成正比的,因此我们把每相邻的两个记号间又平均分成了5等份,这样测量时将更为精确。
注:制作的过程也可以用来探究弹簧的弹力与其伸长量之间的关系。 使用时要注意以下几点:
(1)所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计。
(2)使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该将弹簧秤的指针调到零点。(竖直测量时如图1放置,使其指针在零刻度。水平测量时将测力计水平放置,使其指针在零刻度)
(3)使用时力的方向必须和弹簧的轴线方向一致,使弹簧秤能自由伸缩而不受阻碍、若指针与外壳有摩擦,应及时消除。
(4)观察弹簧秤的量程与最小刻度值,以便正确读数。
(5)弹簧秤稳定时才可读数,读数时视线应正对刻度线,与刻度板面垂直。
实验室常用的弹簧测力计由弹簧、挂钩、拉环、刻度、指针等几部分组成。有时我们还要考虑弹簧测力计自重对测量结果的影响
例:实验室常用的弹簧秤如图甲所示,弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连,另一端固定在外壳上的O点,外壳上固定一个圆环,整个外壳重为G,弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将该弹簧秤以如图乙和丙的两种方式固定在地面上,并分别用同样的力F0(F0 > G)竖直向上拉弹簧秤,则稳定后弹簧秤的读数分别为( ) A.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0+G B.乙图读数为F0+G,丙图读数为F0-G C.乙图读数为F0,丙图读数为F0-G D.乙图读数为F0-G,丙图读数为F0
课后练习: 一、填空题
1、如图所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧秤重力及摩擦均不计。则当甲、乙两物体静止时,弹簧秤的读数为 N。
2、某同学想将量程为0~10N的弹簧测力计改为密度秤。他的操作如下: ①先将塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处; ②在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在如图甲所示的位置;
③将塑料杯中的水倒尽,再在塑料杯中装满待测液体,弹簧测力计的指针指在如图乙所示的位置。
则杯中水的质量为 kg,待测液体的密度为 kg/m3,他设计的密度秤的量程为kg/m3.(g取10N/kg)
3、在实验中学联合科技活动中,同学们准备自己动手制成弹簧测力计,它们选了A、B两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图11所示的图像。若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧_______,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧_______。(填“A”或“B”)
4、若某同学用一根弹簧制作弹簧测力计的实验时,在弹簧的下端挂不同重力的钩码,对应的弹簧的长度也不同,具体数据见下表:该同学制作的弹簧测力计的量程是_________N;弹簧的原长是__________cm.
5、使用弹簧测力计应注意的是:使用前要观察量程和分度值,指针要___________。使用过程中,指针、弹簧不得与外壳有摩擦。使用过程中,拉力不能超过弹簧测力计的_________。如右图所示,弹簧测力计测量范围是_______,指针所示被测物重是______N。
7、弹簧受力时会_______,不受力时又会_____,物体的这种性质叫做______.弹力是物体由于_______而产生的力, _____力、 _____力、
_____
力都是弹力
.
8、王刚新买了一套弹簧拉力器,内装5根相同的弹簧,说明书上写着:“把每一根弹簧拉长10cm需要10N的力”。王刚将其中4根并联装入拉力器,若王刚将弹簧拉力器拉长0.5m,则他的拉力是 。
二、选择题
9、使用弹簧测力计时,下面几种说法中错误的是( ) A.弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜 B.使用前必须检查指针是否指在零点上
C.使用中,弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦
D.使用时,必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围 10、如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.2N C.4N D.8N
11、两位同学使用弹簧拉力器比较臂力的大小,他们拉同一拉力器的三根弹簧,结果都将手臂撑直了,则 ( ) A.手臂粗的同学用的臂力大 B.手臂长的同学用的臂力大 C.两同学用的臂力一样大 D.无法比较用的臂力大小 12、关于弹力,下列说法错误的是:( )
A.相互接触的物体间不一定产生弹力;
B.弹力仅仅是指弹簧形变时对其他物体的作用;
C.弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力; D.压力、支持力、拉力都属于弹力.
13、下列关于弹力的说法中,正确的是 ( ) A.相互接触的物体之间一定存在弹力作用 B.只有受弹簧作用的物体才受到弹力作用
C.只有相互接触并发生形变的物体间才存在弹力作用 D.弹簧的弹力总是跟弹簧的长度成正比 14、下列物体中没有弹力的是( )
A、吊绳对水桶的拉力; B、桌面受到茶杯的压力; C、汽车刹车时受到减震的缓冲力 D、使瀑布下落的力。
15、甲、乙两个轻质弹簧,所挂物体相同,重力均为100牛顿,当物体处于静止状态时,弹簧甲乙的示数分别为: A、100牛顿、200牛顿; B、0牛顿、100牛顿; C、100牛顿、0牛顿; D、100牛顿、100牛顿
.
16、关于弹簧测力计上零刻度的意义,下列说法中错误的是 ( ) A.弹簧的长度为零 B.弹簧的伸长为零 C.弹簧所受的拉力为零 D.指针的初始位置
17、使用弹簧秤测量之前,如果零点没有校正,指针指在零点的上方,则测量力的大小的读数比真实值将: A.偏大; B.不变; C.偏小; D.无法确定.
18、在使用弹簧测力计之前,把它的挂钩轻轻来回拉动几次,这样做的好处是 ( ) A.试试弹簧的弹性 B.可避免弹簧被卡壳
C.是无意识的随便拉拉 D.看看能测多大的拉力,以便确定量程 19、在下图中,A、B两球相互间一定有弹力作用的图是 ( )
20、如图所示,将木块放在压缩了的弹簧旁,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,水块运动一段距离后停下来。下列说法正确的是 ( ) A.木块所受摩擦力使木块由静止开始运动 B.弹簧对木块的弹力使木块由静止开始运动 C.木块所受摩擦力不会改变木块的运动状态
D.木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用
21、小星和小华分别购买了两只不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,他们设计了几种方案,你认为能够解决这个问题的最好方案是( ) A.把两球向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离
B.让两球置于乒乓桌面上方同一高度自由落下,比较它们反弹的高度 C.用乒乓球拍分别击打两球,比较两球飞出去的距离 D.用手捏乒乓球,比较它们的硬度
22、关于弹簧测力计的使用方法的说法中,错误的是 ( ) A.测力计的量程不允许超过被测力的大小
B.弹簧测力计不仅能测竖直方向的力,也能测其他方向上的力 C.被测力应作用在挂钩上
D.测量时指针不要与外壳接触
23、 ―测力计因弹簧断裂而损坏,若去掉断裂的一小段弹簧,将剩余的较长的一段弹簧重新安装好,并校准了零刻度,那么用这个修复的弹簧测力计测量时,测量值与原来测量值相比较,结果是 ( ) A.测量值比原来的测量值大 B.比原来的测量值小
C.与原来的测量值相同 D. 以上三种情况均可能出现 24、如图所示,用水平向左、大小为5N的力,.拉弹簧秤外壳上的环,同时用水平向右、大小也是5N的力n拉弹簧秤的挂钩.若弹簧秤的读数用F表示,弹簧秤在水平方向所受的合力用F合表示,那么下列结论中正确的是( ). A.F=10N,F合=10N B.F=5N,F台:ON C.F=5N,F合=10N D.F=ON,F合=ON
25、某同学在用弹簧测力计测量力前,发现指针指在0.1N的位置上,为了使测量准确,他提出了以下调整方法,其中正确的是( )
A. 必须将指针拨到“0”刻度线,若不能使指针对准零刻度线,该弹簧测力计已不能使用 B.仍可以直接测出拉力,然后再减去0.1N
C.仍可以直接测出拉力数值,因为实验时误差不可避免 D. 必须换一个弹簧测力计测量,该弹簧测力计已不能使用 26、若在弹簧秤的吊环上安装一挂钩,把弹簧秤倒过来悬挂,对新安的挂钩上施加5 N的拉力,则弹簧秤的示数: A.大于5 N B.等于5 N C.小于5 N D.不能确定.
27、有一把弹簧秤,秤钩上不受力时,指针不是指在零刻度位置,而是指在0.2 N的位置上,此时用手拉弹簧秤的秤钩,使弹簧秤的示数为4N,则手拉弹簧的力是:( )
A.4.2 N B.4 N C.3.8 N D.无法判断.
28、用测力计两次拉着重为G的物体竖直向上运动,两次运动的s-t图像如图所示,其对应的测力计示数分别为F1、F2,则F1和F2的大小关系是:
A、F1>F2 ; B、F1
29、在实验时,小明将一个正常的铁质外壳测力计的挂钩挂在铁架台上,静止时有如图所示的示数。接着,他把这个测力计像右图中乙那样,上下各挂一个50g的钩码,并挂到甲测力计下,则甲乙两测力计的示数分别是:
A.1.0N和1.5N B.1.0N和0.5N C.2.0N和1.0N D.2.0N和1.5N 30、(多选)起重机钢丝绳下吊着4×104 N的重物,下列情况中正确的是 A.物体静止在空中时,钢丝绳拉力是4×104 N B.物体匀速上升时,钢丝绳的拉力大于4×104 N C.物体匀速下降时,钢丝绳的拉力小于4×104 N
D.物体匀速上升和匀速下降时,钢丝绳的拉力都是4×104 N
三、实验,探究题 31、赵明准备自己制作一只弹簧测力计,他找来弹簧、钩码、直尺、指针等器材.首先测出弹簧的长度L0=2.10cm,然后在弹簧下挂上不同的钩码,测出弹簧的长度L,算出比原长L0的伸长量△L(△L=L-L0),填在如下表格中:
(1)从表中数据可以看出拉力
和弹簧伸长量
的关系为:_______________________________
(2)赵明继续实验,得到下列数据:从这次数据看出,拉力达到________N时,拉力和弹簧伸长的关系就改变了.因此弹簧测力计的测量范围只能达到___________N.
32、小李在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系,利用如图的实验装置记录了相应实验数据如下:
(1)这项研究在实际中的应用是 ; (2)分析实验数据你可得到的结论 ;
(3)该弹簧原长是 cm,若用该弹簧制作一只弹簧测力计,其量程为 N。 (4)小李作出了下图5所示的三个图像,其中正确的是 (填序号)
A B C
33、在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想(如图)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是。 (2)小明和小丽的实验记录数据如下表:
①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0。 ②请将表格中第3行的数据补充完整。
③要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较? 答:应对 (选填序号)两行数据进行比较。
④分析表格中的数据,你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的?答: 。
你是如何分析数据并做出此判断的?请简要写出你的判断依据: 。
34、生活中我们常用到各种弹簧,如自动圆珠笔中的弹簧、拉力器中的弹簧、沙发中的弹簧等。小明发现,用手拉不同的弹簧时,使弹簧伸长相同的长度所用拉力的大小不同。他猜想:弹簧被拉伸相同的长度所需拉力的大小,可能与弹簧原来的长度有关。
现提供的实验器材有:刻度尺、细线、支架、钢丝钳和一根均匀长弹簧(可裁剪),如果请你通过实验来验证小明的猜想,那么:
(1)要满足实验的要求,应对这根长弹簧做怎样的处理?答: ; (2)要完成实验,还需要的一种器材是 ; (3)请简述你的实验思路:
(4)请你写出另一种猜想:弹簧被拉伸相同的长度所需拉力的大小,可能跟弹簧的 有关。 35作图题:画出下列两个图中的A物体受到的弹力的示意图
.
六、简答题
36、在光滑的水平面上有一个物体靠墙静止着,如图所示. 问:(1)物体与墙壁之间有没有弹力作用?
(2)给物体一个水平向左的力F,物体与墙壁间是否有弹力作用?