8.1力 弹力（考点解读）（解析版）

8.1\o"8.1力弹力"力弹力（考点解读）（解析版）知识导航知识导航知识点讲解知识点讲解1、力的概念及单位（1）力的概念：力是物体对物体的作用；（2）力的符号：F；（3）力的单位：“牛顿”，简称为“牛”,符号“N”；（4）力的评估。2、弹力概念（1）弹性：物体受力发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性；（2）塑性：物体受力时发生形变，失去力后不能恢复原来形状的性质叫塑性；（3）弹力：物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力；弹力的大小与弹性形变的大小有关；在弹性限度内，弹性形变越大，弹力越大。3、力的测量（1）测量仪器：弹簧测力计；（2）弹簧测力计构造：弹簧、指针、刻度盘；（3）弹簧测力计原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比。4、弹簧测力计使用和读数（1）观察量程、分度值；（2）观察指针是否指在零刻度；（3）轻轻来回拉动挂钩几次，防止弹簧卡壳；（4）测力时，要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致，使指针和外壳无摩擦，弹簧不要靠在刻度板上；（5）待示数稳定再读数，读数时，视线要与刻度板面垂直。典例分析＋变式训练考点1力的概念及单位【典例1-1】（2022秋•勉县期末）关于力，下列说法中正确的是（）A．一个物体也可以产生力的作用 B．物体总是先施加力，然后才受到力 C．物体在受力的同时也对别的物体施力 D．不相互接触的物体也会产生力的作用，说明力可以脱离物体存在【答案】C。【解答】解：A、一个物体不能产生力，故A说法错误；B、作用力和相互作用力是同时产生的，没有先后顺序，故B说法错误；C、物体在施力时同时也受力，故C说法正确；D、不接触的物体间也会产生力，如磁力，但力不能脱离物体存在，故D说法错误；故选：C。【典例1-2】运动员举杠铃，运动员对杠铃有向上的举力，这个力的受力物体是杠铃；黑板擦放到桌面上会受到向上的支持力，这个支持力的施力物体是桌面，这个力是桌面形变产生的。【答案】杠铃；桌面；桌面。【解答】解：举重运动员举起杠铃，杠铃是被研究的物体，所以杠铃是受力物体；黑板擦放到桌面上会受到向上的支持力，这个支持力的施力物体是桌面，是桌面发生弹性形变而才产生的。故答案为：杠铃；桌面；桌面。【变式1-1】（2022秋•桂平市期末）有关力的说法正确的是（）A．两个物体相接触就一定有力的作用 B．两个物体不接触一定没有力的作用 C．没有物体也可能会有力的作用 D．两个物体相互作用，这两个物体既是施力物体，也同时是受力物体【答案】D。【解答】解：A、两个物体相互接触不一定有力的作用，如竖直靠墙站立的人，与墙壁之间没有力的作用。此选项错误；B、两个物体没有直接接触，可能产生力的作用，如重力对物体的作用。此选项错误；C、力是物体对物体的作用，没有物体就没有力的作用。此选项错误；D、一个物体对另一个物体施加力的作用的同时，受到另一个物体的反作用力。所以这个物体既是施力物体，也是受力物体。此选项正确。故选：D。【变式1-2】（2022春•菏泽期中）马拉车时，以车为研究对象，施力物体是马，受力物体是车。【答案】马；车。【解答】解：马拉车，马与车之间发生力的作用。若以车为研究对象，一般情况下，被研究的物体为受力物体，则车是受力物体，马是施力物体。故答案为：马；车。考点2弹力概念【典例2-1】（2022秋•郯城县校级期末）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．压力、支持力、拉力都属于弹力 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．弹力仅仅是指弹簧形变时对其他物体的作用【答案】D。【解答】解：A、相互接触的物体之间，发生弹性形变时才有弹力产生，没有形变就没有弹力存在，故A正确；B、压力、拉力、支持力都是由于发生弹性形变而产生的力，属于弹力，故B正确；C、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叫弹力，故C正确；D、各种发生弹性形变的物体都可以产生弹力作用，例如竹竿、弹簧片、塑料尺发生弹性形变时，可以产生弹力作用，故D错误；故选：D。【典例2-2】如图所示，小明用力拉长弹弓的橡皮筋，将“子弹”弹出去。其中，橡皮筋发生了弹性（选填“弹性”或“塑性”）形变，“子弹”飞出去说明力可以使物体运动状态发生改变。【答案】弹性；运动状态。【解答】解：（1）小洋用力拉长橡皮筋，橡皮筋的长度发生了变化，当撤去外力后，橡皮筋能恢复原长，故橡皮筋发生了弹性形变；（2）橡皮筋将“纸弹”弹出去，“纸弹”由静止变为运动，运动状态发生了改变。故答案为：弹性；运动状态。【变式2-1】（2022秋•厦门期末）如图所示，游乐园里小朋友们在蹦床上欢欣跳跃，关于蹦床所产生的弹力，下列说法正确的是（）A．小朋友与蹦床刚接触时，受到蹦床的弹力最大 B．小朋友降到最低点时，受到蹦床的弹力最大 C．小朋友被弹到最高点时，受到蹦床的弹力最大 D．小朋友受到蹦床的弹力大小不变【答案】B。【解答】解：A、小朋友与蹦床刚接触时，蹦床还没有发生弹性形变，或者只发生了微小形变，几乎不受弹力，故A错误；B、小朋友降到最低点时，蹦床的弹性形变程度最大，受到蹦床的弹力最大，故B正确；C、小朋友被弹到最高点时，早已经不与蹦床接触，而且蹦床的弹性形变已经恢复，小朋友不会受到蹦床的弹力，故C错误；D、小朋友受到蹦床的弹力大小，随蹦床弹性形变程度的变化而变化，不是不变的，故D错误。故选：B。【变式2-2】如图所示，在跳水比赛中，跳板被跳水运动员压弯，施力物体是运动员，跳板发生的是（选填“是”或“不是”）弹性形变。【答案】运动员；是。【解答】解：跳板被跳水运动员压弯，跳板由于受到运动员施加的力形状发生了改变，其施力物体是运动员。跳板被跳水运动员压弯发生的是弹性形变，因为跳板能够恢复原状。故答案为：运动员；是。考点3力的测量【典例3-1】（2022秋•郯城县校级期末）关于弹簧测力计的制作原理（设在弹性限度内），下列说法正确的是（）A．弹簧受到的拉力跟弹簧的长度成正比 B．弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比 C．弹簧的长度跟所受拉力成正比 D．弹簧的伸长量跟所受拉力成正比【答案】D。【解答】解：弹簧测力计是测量力的大小的工具，是根据弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的越长这个道理做成的。弹簧测力计的弹簧伸长越长，它所受的拉力就越大。在弹性限度内，弹簧的形变量（伸长量）跟所受拉力成正比。故选：D。【典例3-2】一根弹簧在不受拉力作用时原长为5cm，在弹性限度内伸长的长度ΔL与所受拉力F之间的关系如图所示，则当这根弹簧伸长2cm时，所受拉力为4N。当所受拉力F为6N时，弹簧的长度是8cm。如果在月球上这根弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长的长度＝1cm（填“＞”、“＝”或“＜”）。【答案】4；8；＝。【解答】解：如图是表示一根弹簧在弹性限度内伸长的长度ΔL所受拉力F之间的关系，横轴表示所受的拉力，纵轴表示弹簧伸长的长度；由图像可知，当ΔL＝2cm时，所受的拉力为4N；当所受拉力F为6N时，弹簧伸长的长度是3.0cm，则此时弹簧的长度为3.0cm+5cm＝8cm；在弹性限度内伸长的长度ΔL所受拉力F之间的关系不会随位置的变化而变化，由图可知，弹簧受到2N的拉力时，伸长的长度为1.0cm，所以在月球上用2N的拉力拉弹簧时，伸长的长度仍为1cm。故答案为：4；8；＝。【变式3-1】（2022春•武汉期中）如图甲所示，弹簧的一端挂在墙上，一人用8N的力F拉另一端，弹簧伸长了5cm；如图乙所示，两个人分别拉该弹簧的两端，弹簧也伸长了5cm，则每个人的拉力F分别为（）A．4N0 B．O4N C．4N4N D．8N8N【答案】D。【解答】解：当弹簧受力平衡，保持静止时，墙对弹簧的拉力大小等于人对弹簧的拉力大小为8N；弹簧两次伸长量相同，所受拉力不变，仍为8N，且弹簧两端所受人的拉力大小相等，即均为8N，故C正确，ABD错误、C正确。故选：D。【变式3-2】（2022秋•宛城区校级期末）小红在探究弹簧的特点时，得出了弹簧受到的拉力与弹簧长度的关系图，如图所示。请回答下列问题：弹簧在受到4N的拉力时，弹簧比原来伸长了4cm，该弹簧如果做成测力计，则量程是0～6N。【答案】4；0～6N。【解答】解：（1）由图像可知，当拉力为0N时，x为2cm，即原长为2cm；弹簧在受到拉力为6N，弹簧形变量增大8cm﹣2cm＝6cm，因此每增加1N拉力，弹簧伸长1cm；因此受到4N拉力时，伸长了4cm；（2）由图像可知，当拉力大于6N之后，弹簧的形变量与弹力大小不成正比，超过了弹簧的弹性限度，因此其量程为0～6N。故答案为：4；0～6N。【变式3-3】（2022秋•潍坊期末）小明在实验室探究弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系。（1）小明选取了一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重力已知）、铁架台。要完成实验，他还需要的测量仪器是刻度尺；实验中小明记录数据如表，表中数据明显错误的是第4次实验；实验次数1234567拉力F/N0123456弹簧伸长量ΔL/cm00.400.801.701.602.002.40（2）请你根据表中的数据在图乙所示的坐标系中画出弹簧伸长量与所受拉力的关系曲线；（3）分析图像可得到结论弹簧的伸长量与它受到拉力成正比；（4）小明又选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，绘制出如图丙所示图像。小明准备自己动手制作弹簧测力计，若要制作精确度较高的弹簧测力计，应选用弹簧甲（选填“甲”或“乙”）。若他选用弹簧甲制作弹簧测力计，则该测力计的量程为0～4N。【答案】（1）刻度尺；4；（2）如图；（3）弹簧的伸长量与它受到拉力成正比；（4）甲；0～4N。【解答】解：（1）①钩码的重力已知，因此不需要测量，实验中要测量的是弹簧的伸长量，所以需要刻度尺；②分析数据发现，除第4次实验数据外，其余5次弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比，因此第4次实验数据是错误的。（2）将表中拉力对应横坐标，弹簧伸长量对应纵坐标，图象如下：（3）由图象可以得出的结论是：弹簧的伸长量与它受到拉力成正比，因此小明的猜想是正确的。（4）由图象可知，在相同拉力作用下，弹簧甲的伸长量大，则弹簧甲较灵敏，可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计，它能做的最大量程是0～4N。故答案为：（1）刻度尺；4；（2）如图；（3）弹簧的伸长量与它受到拉力成正比；（4）甲；0～4N。考点4弹簧测力计使用和读数【典例4-1】（2022秋•任城区期末）如图所示的四种测量工具中，与其余三种所测物理量不同的是（）A．托盘天平 B．杆秤 C．弹簧测力计 D．磅秤【答案】C。【解答】解：托盘天平、杆秤、磅秤都是测量物体质量工具，弹簧测力计是测量力的工具，所以弹簧测力计所测物理量与其他三个不同。故选：C。【典例4-2】（2022秋•漳州期末）如图，将两个钩码挂在弹簧测力计上，此时测力计的示数为1.0N，则每个钩码的质量为50g。【答案】1.0；50。【解答】解：由图知弹簧测力计的分度值为0.2N，指针在1.0N刻度线的位置，故此时测力计的示数为1.0N，即两个钩码的重力为1.0N，则每个钩码的重力为0.5N，由G＝mg知其质量为0.05kg＝50g。故答案为：1.0；50。【变式4-1】（2022秋•金乡县期末）关于物理测量仪器的使用规则，下列说法中正确的是（）A．使用刻度尺测长度时，一定要用零刻度线对准待测物开始测量并且需要估读 B．使用天平测质量时，一定要等天平横梁静止下来再读数 C．使用弹簧测力计测拉力时，测力计一定要保持竖直 D．使用量筒测液体体积时，读数的视线一定要与凹面底部或凸面顶部相平【答案】D。【解答】解：A、刻度尺的使用时可以从整刻度开始，故A错误；B、当天平指针两边偏转程度相同时，认为天平平衡可以测量天平质量；故B错误；C、使用弹簧测力计时，拉力的方向应与弹簧伸长方向相同，不一定要保持竖直，故C错误；D、使用量筒测液体体积时，读数的视线一定要与凹面底部或凸面顶部相平，故D正确。故选：D。【变式4-2】（2022秋•商水县期末）物理是一门基础学科，通过科学观察、实验探究、推理计算等形成系统的研究方法和理论体系。其中，测量工具的使用是学习物理的一项必备技能。如图甲所示，所测物体的长度是3.10cm；图乙所示，弹簧测力计的示数为3.6N。【答案】3.10；3.6。【解答】解：（1）由图甲知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与1.00cm对齐，右侧与4.10cm对齐，所以物体的长度为：L＝4.10cm﹣1.00cm＝3.10cm；（2）由图可知，测力计的分度值为0.2N，指针指在3.6N处，所以弹簧测力计示数为3.6N。故答案为：3.10；3.6。【变式4-3】（2022春•吴川市校级月考）（1）如图1甲中木块的长度为2.00cm；在调节天平平衡时，将游码归零后，指针如图1乙所示，此时应向左调节平衡螺母，使横梁平衡；天平平衡时，放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图1丙所示，所测物体的质量为34g。（2）弹簧测力计在使用前要注意观察指针是否在零刻度线上，来回拉动挂钩无异常后，将石块挂在测力计下，静止时如图2所示。挂钩对弹簧的拉力大小是2.4N。根据力的作用是相互的及二力平衡知识可知石块所受重力大小为2.4N。【答案】（1）2.00；左；34；（2）零刻度线上；2.4；2.4。【解答】解：图1甲中，刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与0.00cm对齐，右侧与2.00cm对齐，故物体的长度为2.00cm；在调节天平平衡时，将游码归零后，由图1乙可知，分度盘指针向右偏，说明右边重，则应向左调节平衡螺母，使天平水平平衡；由图1丙可知，被测物体的质量为：m＝20g+10g+4g＝34g；（2）使用弹簧测力计之前，确定量程、分度值，并注意观察指针是否在零刻度线上；如图2所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数即挂钩对弹簧的拉力大小是2.4N；挂钩对弹簧的拉力与弹簧对挂钩的拉力是一对相互作用力，挂钩对石块的拉力与石块对挂钩的拉力又是一对相互作用力，而石块的重力与挂钩对石块的拉力是一对平衡力，所以可以根据力的作用是相互的和二力平衡的知识，可得石块所受重力等于弹簧测力计的示数，则G＝2.4N。故答案为：（1）2.00；左；34；（2）零刻度线上；2.4；2.4。巩固训练一、选择题。1．（2022秋•和平区校级期末）力的单位是（）A．牛顿 B．千克 C．米 D．秒【答案】A。【解答】解：在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。这是为了纪念英国科学家伊萨克•牛顿而命名的。故选：A。2．（2022春•江门校级期中）下列现象中发生弹性形变的是（）A．沙滩上留下一串串的脚印 B．蹦床被运动员压凹陷 C．粉笔掉在地上断成两截 D．饼干被捏成碎片【答案】B。【解答】解：A．沙滩上留下一串串的脚印，发生形变后不能恢复原状，不是弹性形变，故A错误；B．蹦床被运动员压凹陷，当运动员离开后，能恢复原状，是弹性形变，故B正确；C．粉笔掉在地上断成两截，发生形变，不能恢复原状，不是弹性形变，故C错误；D．饼干被捏成碎片，形变后不能恢复原状，不是弹性形变，故D错误。故选：B。3．（2022秋•北碚区期末）小华同学用铁架台、弹簧、铁丝、50g的钩码若干和刻度尺等，做一个如图所示的简易测力计。下列说法中正确的是（）A．从刻度尺上无法标示出0刻度 B．弹簧伸长量的大小不能反映测力计的大小 C．可用不同数量的钩码拉伸弹簧标注刻度 D．若用不同的弹簧做的测力计量程都相同【答案】C。【解答】解：A．不挂钩码，弹簧自然下垂的长度即为0刻度，故A错误；B．在弹性限度内，橡皮筋的伸长跟受到的拉力成正比，故B错误；C．可用不同数量的钩码拉伸弹簧标注刻度，故C正确；D．若用不同的弹簧做的测力计量程不同，故D错误；故选：C。4．（2022秋•丰都县期末）如图所示的实例中，测量工具的使用方法一定有错误的是（）A．测重物的重力 B．测矿石的质量 C．测小球直径 D．测液体体积【答案】B。【解答】解：A、将重物挂在弹簧测力计的挂钩上，重物静止时，重物重力等于弹簧测力计的示数，故A正确；B、使用天平测量物体的质量时，要用镊子夹取砝码，图中用手拿砝码是错误的，故B错误；C、测量小球直径时，小球始端与2.00cm刻度线对齐，终端与3.20cm对齐，小球的直径为3.20cm﹣2.00cm＝1.20cm，故C正确；D、使用量筒读数时，视线要与液面底部相平，故D正确。故选：B。二、填空题。5．（2022春•晋州市期中）力是物体对物体的作用。这两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N。【答案】作用；受力；牛顿；牛；N。【解答】解：力是一个物体对另一个物体的作用，物体间力的作用是相互的；这两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N。故答案为：作用；受力；牛顿；牛；N。6．（2022春•四平期中）如图所示，某人水平向右用力拉一根轻质弹簧，弹簧发生了弹性形变，施力物体是手。【答案】弹性形变；手。【解答】解：人水平向右用力拉一根轻质弹簧，使弹簧发生了弹性形变，这个力的施力物体是手。故答案为：弹性形变；手。7．（2022秋•厦门期末）如图甲，所测物块的长度为2.80cm；如图乙，用弹簧测力计拉着一木块水平向右运动，此时弹簧测力计的示数为4N。【答案】2.80；4。【解答】解：（1）用刻度尺测量物块的长度，该刻度尺的分度值是0.1cm，读数时视线要与刻度面垂直，该被测物块的长度为2.80cm；（2）由图可知，弹簧测力计的量程为0～5N；因为每1N被平分成了5份，所以其分度值为0.2N；弹簧测力计的示数F＝4N。故答案为：2.80；4。8．（2022•九龙坡区校级模拟）如图甲所示，边长为10cm的正方体A和高度为8cm的圆柱体B紧密结合后，用弹簧测力计挂着放于底面积为400cm2柱形容器底部中央，物体不吸水，容器足够高。然后向容器中加水，加水过程中弹簧测力计的拉环保持不动，弹簧测力计的示数F和容器内水的深度h的关系如图乙所示。根据图象信息计算可知，该结合体的重力为16N，当h＝23cm时，将弹测力计拉环上升14cm，弹测力计的示数为2N。（已知弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比）【答案】16；2。【解答】解：（1）水深h为4cm时，结合图乙可知，拉力不变，说明结合体沉在底部，此时结合体排开水的体积为：V排＝10cm×10cm×4cm＝400cm3＝4×10﹣4m3；此时结合体所受浮力为：F浮＝ρgV排＝I×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3＝4N；如图乙所示，水深h为4cm时，此时结合体只受到的浮力、重力和弹簧测力计的拉力作用，处于平衡状态，故重力：G＝F浮+F拉＝4N+12N＝16N；（2）如图乙所示，水深h为4cm时，拉力F＝12N，此时结合体恰好脱离底面；水深h为13cm时，拉力F＝6N，此时A刚好浸没，由于弹簧的伸长量与弹簧所受拉力成正比，即ΔF＝kΔh，则弹簧的变化量为：Δh＝13cm﹣10cm＝3cm拉力变化量为ΔF＝F1﹣F2＝12N﹣6N＝6N，解得：k＝2N/cm。水深h为23cm时，此时结合体刚好完全浸没，此时弹簧的变化量为：Δh′＝23cm﹣10cm﹣8cm＝5cm，则拉力变化量为：ΔF′＝kΔh′＝2N/cm×5cm＝10N，故此时弹簧测力计示数为：F3＝F1﹣ΔF′＝12N﹣10N＝2N。故答案为：16；2。三、实验探究题。9．（2022春•平城区期中）小明发现，弹簧测力计的刻度是均匀的。由此他猜想：在弹性限度内，弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比。为了验证猜想，小明决定进行实验。（1）要完成实验，除了需要如图甲中所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码（每个钩码重力为0.5N）、铁架台以外，还需要的测量仪器是刻度尺。（2）实验中小明记录的数据如表，请在图乙中作出弹簧伸长量与所受拉力的关系图象。实验次数1234567拉力（钩码总重力）F/N0123456弹簧伸长量ΔL/cm00.40.81.21.62.02.7（3）若用该弹簧来制作一个弹簧测力计，则该弹簧测力计的量程最大为5N。【答案】（1）刻度尺；（2）见解答图