八年级物理下册 7.2 弹力（解析版）（人教版）

7.2弹力（解析版）知识清单1.弹性形变与塑性形变；2.弹力；3.弹簧测力计知识点1：弹性形变与塑性形变1.形变物体的形状或体积的改变，叫做形变。2.弹性形变（1）物体在力的作用下发生形变，当力撤去后，物体又恢复原状，这样的形变叫弹性形变。（2）物体在外力消失后能自动恢复原状的性质叫弹性。3.塑形形变（1）也有一些物体发生了形变，当力撤去后，不能恢复原状，我们把这样的形变叫塑性形变。如面团、橡皮泥等受力后发生的形变就是塑性形变。（2）物体形变后不能自动恢复原状的性质叫塑性。知识点2：弹力1.弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。2.弹力的方向：与施力物体发生弹性形变的方向相反。如图所示，用手向右拉弹簧，弹簧因形变而产生弹力，它作用在手上，方向向左。3.弹力的施力物体和受力物体：施力物体是发生形变的物体，受力物体是使它发生形变的物体。4.大小：与使物体发生弹性形变的外力大小相等。5.产生条件：物体间相互接触且接触部位相互挤压或拉伸。6.弹力的形式：压力、支持力、拉力、推力等都是推力。温馨提示弹力产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间，任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力；静止在墙角小球与地面之间有弹力，与竖直墙壁之间只接触但没有发生弹性形变，所以小球与墙壁之间不存在弹力。典例一：如图所示，用手压气球，气球形变，下列关于弹力说法正确的是（）。A．气球对手的弹力是气球发生形变产生的；B．手对气球的弹力是气球发生形变产生的；C．手对气球有弹力作用，气球对手没有弹力作用；D．气球对手有弹力作用，手对气球没有弹力作用【答案】A。【解析】AB．用手压气球，气球形变的同时，人的手也会发生弹性形变，气球对手的弹力是气球发生形变产生的，而手对气球的弹力是手发生形变产生的，故A符合题意、B不符合题意；CD．力的作用是相互的，手对气球有弹力作用，气球对手同样有弹力作用，故CD不符合题意。知识点3：弹簧测力计1.弹簧测力计及其构造（1）测量力的大小的仪器，称为测力计。有握力计、拉力计、弹簧测力计等。（如图所示）弹簧测力计握力计拉力计（2）测力计有有各种不同的构造，但它们的主要部分弯曲而由弹性的钢片或螺旋型弹簧。（3）当外力使弹性钢片或弹簧发生形变时，通过杠杆等传动装置带动指针转动，根据指针停在刻度盘上的位置，即可读出外力的大小。2.弹簧测力计作用测量力的大小结构主要有一根弹簧测力原理（弹簧的性质）在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。也可表达为：在弹簧的弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越大使用方法（1）首先看清量程，加在弹簧测力计上的力不允许超过它的量程；（2）认清它的分度值，以便读数时快速准确；（3）观察指针是否指在零刻度线处，若没有，需要校零；（4）使用前，最好轻轻拉几次它的挂钩，可以避免弹簧被外壳卡住；（5）使用时，拉力方向应与弹簧轴线方向一致，确保测量准确。易混对比弹簧的伸长量与弹簧的长度弹簧的伸长量不是指弹簧被拉长后的长度，而是指受到力的作用后，弹簧形变的长度，即“伸长了”的长度；若弹簧的原长为L0，受力后弹簧的长度为L，则弹簧的伸长量为ΔL=L-L0。与拉力成正比的是弹簧的伸长量，而不是弹簧的长度。典例二：弹簧测力计是用来测量_____的仪器，使用前先要根据所测力的_____进行调零。如图所示的弹簧测力计的最小分度值是_____牛，这时弹簧测力计示数是_____牛。【答案】力；方向；0.2；3.4。【解析】由弹簧测力计的用途可知弹簧测力计是用来测量力的仪器；使用弹簧测力计之前，要根据所测力的方向进行调零；图中测力计，每一个大格是1N，里面有5个小格，分度值是0.2N；弹簧测力计的示数为3.4N。实验清单实验探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”实验探究探究“弹簧的伸长跟受到拉力的关系”【提出问题】弹簧受到拉力时会伸长，弹簧的伸长量与受到的拉力的大小关系呢？【猜想与假设】弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长就会越长。【设计并进行实验】（1）将弹簧固定在铁架台上，测出其长度。（2）分别将1个、2个、…6个钩码挂在弹簧的下端的挂钩上，并记下对应的伸长量，将数据填入表格中。实验次数1234567钩码的拉力/N00.511.522.53伸长量/cm0123456【分析论证】通过对比表中钩码的拉力以及弹簧弹簧伸长量可以发现：在弹簧弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比。【交流与评估】（1）弹簧下所挂钩码数量要合适，如果钩码的拉力超过其弹性限度就会将弹簧损坏。（2）不要将弹簧的长度和伸长混为一谈。（3）在弹性限度内，弹簧的伸长量和受到的拉力成正比，即伸长量和拉力的比值是一个定值。【常考方向】（1）分析表中数据，得出结论；（2）根据弹簧测力计的原理。结合表中数据，计算某种情况下的拉力大小或弹簧伸长量的总长度；（3）根据表中数据绘制图像；（4）在弹簧的弹性限度内（弹簧测力计的测量范围），弹簧的伸长量与弹力成正比；（5）弹簧测力计的工作原理—在弹性限度内，弹簧的伸长量与弹力成正比。典例三：课外学习小组在“探究弹簧的伸长量与受到的拉力的关系”时，得到的实验数据如表。拉力F/N00.511.522.533.54弹簧长度/cm2223242526272828.528.6根据实验数据，你认为：（1）用这样的弹簧能做一个测量范围是________的测力计。（2）在一定范围内，该弹簧所受的拉力F与伸长量ΔL关系的数学表达式是____________。（3）当悬挂物体后，弹簧长度是25.5cm，那么该物体向下拉弹簧的力是________N。【答案】（1）0~3N；（2）F=0.5ΔL；（3）1.75。【解析】（1）由图象可知，在0~3N拉力作用下，弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比，超过3N的拉力后，弹簧的伸长与所受拉力不成正比，故用这样的弹簧能做一个测量范围是0–3N的测力计；（2）观察表格中的数据可知：当弹簧伸长的长度为△L123cm22cm1cm时，弹簧受到的拉力为0.5N，当弹簧伸长的长度为△L224cm22cm2cm时，弹簧受到的拉力为1N，当弹簧伸长的长度为△L325cm22cm3cm时，弹簧受到的拉力为1.5N，由此可以得出弹簧所受的拉力F与伸长量△L关系的数学表达式为：F0.5△L；（3）若弹簧长度是25.5cm，则物体向下拉弹簧的力为：F0.5△L0.5×（25.522）N1.75N。方法清单1.对弹力的理解；2.弹簧测力计的使用与读数；3.图像法研究弹簧伸长量与所受拉力的关系题型一对弹力的理解判断物体是否受到弹力作用，可以紧扣弹力产生的两个条件进行分析：（1）两个物体是否接触；（2）是否产生弹性形变。典例四：关于弹力的叙述正确的是（）。A．弹力的大小只与形变的程度有关；B．压力、拉力、支持力都属于弹力；C．放在桌面上的一根弹簧一定产生了弹力；D．只有弹簧、橡皮筋等物体才可能产生弹力【答案】B。【解析】A．同一个物体在弹性限度内，弹力的大小与形变程度有关，但不同物体，即使形变程度相同，其弹力也不一定相同，故A错误；B．压力、拉力、支持力都是物体发生弹性形变后产生的力，所以都是弹力，故B正确；C．放在桌面上的弹簧如果没有发生弹性形变，则不会产生弹力，故C错误；D．任何能够发生弹性形变的物体在其弹性限度内都会产生弹力，故D错误。故选B。题型二弹簧测力计的使用与读数★解题指导（1）弹簧测力计不仅可以测水平方向和竖直方向的力，其他方向的力也可以测量，只要保证弹簧伸长的方向与其测的力的方向一致即可；（2）弹簧测力计的读数时不需要估读。初中阶段，除了刻度尺外，其他测量工具都不需要估读。典例五：某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时，错将物体挂在了拉环上，如图所示。当物体静止时，弹簧测力计的示数为8N，则物体的重力为（）。A．一定等于8N B．一定小于8N C．一定大于8N D．以上情况部有可能【答案】B。【解析】当将弹簧测力计倒置过来后，把物体挂在拉环上，因为弹簧测力计本身有重力，挂钩显示的示数等于弹簧测力计自身的重力和物体的重力之和，所以此时物体的重力要小于测力计示数8N。故选B。题型三图像法研究弹簧伸长量与所受拉力的关系★解题指导（1）弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量跟所受拉力成正比，即。（2）实验过程中数据的分析与处理：分析数据，作出弹簧的长度l随拉力F变化的关系图像，可以得出结论。典例六：为研究橡皮筋是否也与弹簧有类似的性质，某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究，并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量△x，根据多组测量数据画出的图线如图乙所示。（1）当在两根橡皮筋上都悬挂重为6N的钩码时，橡皮筋A的伸长量为_____cm，橡皮筋B的伸长量为_____cm。（2）分别用这两根橡皮筋制成测力计，则用橡皮筋_____制成的测力计量程大（均选填“A”或“B”）。（3）将本实验中相同的两根橡皮筋A并联起来可以制成量程更大的弹簧测力计，能够测量力的最大值为_____N。【答案】12；6；B；20。【解析】（1）由图乙知道，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时，橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系的图像是一直线，说明橡皮筋的伸长△x与受到拉力F成正比例函数的关系，即FA=kA△xA，FB=kB△xB，由图像知道，当FA=5N时，△xA=10cm；当FB=10N时，△xB=10cm，由此解得：kA=0.5N/cm、kB=1N/cm，即FA=0.5△xA，FB=△xB，所以，当在两根橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时，橡皮筋A的伸长量是：橡皮筋B的伸长量是：（2）测力计是根据橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的，所以，由图像知道，A的量程为0~10N，B的量程为0~15N，即用橡皮筋B制成的测力计量程大；（3）将两根A并联起来制成量程更大的弹簧测力计时，由于每根橡皮筋的量程是0–10N，所以由二力合成法则知道，两根橡皮筋并联起来的弹簧测力计能够测量力的最大值应为20N。易错清单弹簧测力计在力的相互性方面的应用★易错预警：弹簧测力计无论怎么使用，它的示数都等于作用在挂钩上的拉力大小，与拉环上施加的力无关。典例七：（多选）关于“弹力与弹簧测力计”下列说法正确的是（）。A．弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力；B．只要物体发生形变就会一定产生弹力；C．当拉伸弹簧时，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大；弹簧测力计就是根据这一原理制成的；D．如图A、B两只完好无损的弹簧测力计相互对拉时，A的示数如图所示；则B的示数也是4N【答案】AD。【解析】A．物体由于弹性形变而产生的力是弹力，故A正确；B．只有物体发生弹性形变才能产生弹力，故B错误；C．在一定范围内拉弹簧时，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大，弹簧测力计就是根据这一性质制成的，故C错误；D．由图可知，A弹簧测力计的示数是4N，A、B两只完好无损的弹簧测力计相互对拉时，它们之间的拉力属于相互作用力，相互作用力大小相等，B弹簧测力计的示数为4N，故D正确。故选AD。中考清单1.弹力；2.弹簧测力计的原理与读数★中考解析一：弹力主要考查弹力的概念和认识。解答此类考题的关键是明确弹力的产生原因、施力物体和受力物体。典例八：（2021·山东枣庄市）如图甲所示，弹簧的一端挂在墙上，一人用4N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．04N C．4N4N D．8N8N【答案】C。【解析】甲图中弹簧即受手的拉力，又受到墙的拉力，各为4N，弹簧伸长了5cm，弹簧处于平衡状态；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4N、4N，与甲图相同，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。★中考解析二：弹簧测力计的原理与读数考查对弹簧测力计的原理的理解及读数。弹簧测力计的原理探究是初中物理中的重点力学实验，弹簧测力计的读数是中考的重点，也常结合其他力学知识一起考查。解答此类问题要求同学们对弹簧测力计的原理有深刻的理解。典例九：(2019·株洲)用一把刻度尺和一支弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系。如图甲所示,A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端,R1和R2是固定在细绳上的两个标识。现将A端固定,用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线方向向右拉,R1、R2和B三点位置及弹簧测力计的示数如图乙、丙、丁所示。已知细绳始终处于弹性限度内。(1)据图甲可知弹性细绳原长为cm；图乙中弹簧测力计的示数为N。(2)分析实验数据可知,在弹性限度内,弹性细绳是(选填“均匀”或“不均匀”)伸长的；伸长量与所受拉力(选填“成正比”或“不成正比”)。(3)当标识R2刚好位于刻度尺上7.00cm位置时,R1位于cm位置。现手持细绳两端,A端向左B端向右,使它们沿绳所在直线方向同时匀速运动,若发现标识R2不动,则A、B两端的速度之比为。【答案】(1)3.00；1.6；(2)均匀；成正比；(3)3.50；2:1。【解析】(1)刻度尺的分度值为1mm,图甲中弹性细绳原长为3.00cm；图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N。(2)由图甲、乙可知:F1=1.6N,ΔL1=6.00cm-3.00cm=3.00cm；由图甲、丙可知