23弹力、弹簧测力计（教师版）.docx

初中物理自主招生讲练23弹力、弹簧费力计1 .弹力的概念【知识点的认识】（1）物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体，会对跟它接触旦阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用。这种力叫弹力。即在弹性限度范围之内，物体由于发生弹性形变而受到的力叫做弹力。（2）日常生活中观察到的相互作用，无论是推、拉、提、举，还是牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等，都是在物体与物体接触时才会发生的，这种相互作用可称为接触力。接触力按其性质可归纳为弹力和摩擦力，它们本质上都是由电磁力引起的。（3）弹力是接触力，弹力只能存在于物体的相互接触处，但相互接触的物体之间，并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触，还要有相互作用。（4）弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间。通常所说的压力、支持力、拉力等都是弹力。弹力的方向总是与物体形变的方向相反。压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体。通常所说的拉力也是弹力。绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。弹力产生的条件：1.两物体互相接触2 .物体发生弹性形变（包括人眼不能观察到的微小形变）【命题方向】从弹力的区别去命题：弹力是按照力的性质命名的。而压力，支持力，拉力则是由力的效果命名的。这是两个完全不同的概念。因此，弹力和压力，支持力，拉力之间没有明确的关系。弹力不一定是压力，支持力，拉力。不能笼统地说，弹力就是压力，支持力，拉力。要具体情况具体分析。根据题目意思来定。例1：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、拉力都属于弹力分析；物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力，平时所说的推、拉、提、压、支持等力，都属于弹力。解：A、两个物体相互接触，若没有相互挤压，不会产生弹力，故A说法正确；B、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B说法错误；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，C说法正确；D、压力、支持力、拉力都属于弹力，D说法正确。故选B。点评：此题考查了对弹力概念及产生的认识，弹力是由于物体间相互挤压或拉伸而产生的力，原因是发生了弹性形变。例2：下列结果不是由弹力产生的是（）A.撑杆跳高运动员飞越横杆B.装有弹簧的门被推开，放手后自动关上C.玩具手枪将“子弹”射出去D.手中的石块释放后会下落分析：根据弹力的概念进行分析，即弹力是由于物体发生弹性形变时产生的力.解：因为弹力是由于物体发生弹性形变时产生的力，而A、B、C均是由于弹力产生的效果，而D是由于重力产生的。故选D。点评：知道弹力是由于物体发生弹性形变时产生的力，知道弹力和其他力的不同之处。【解题方法点拨】从弹力的本质去理解，本质是：分子间的作用力。当物体被拉伸或压缩时，分子间的距离便会发生变化，使分子间的相对位置拉开或靠拢，这样，分子间的引力与斥力就不会平衡，出现相吸或相斥的倾向，而这些分子间的吸引或排斥的总效果，就是宏观上观察到的弹力。如果外力太大，分子间的距离被拉开得太多，分子就会滑进另一个稳定的位置，即使外力除去后，也不能再回到复原位，就会保留永久的变形。这便是弹力的本质。一.弹力的概念（共7小题）1 .弹簧所受的压力（或拉力）F与弹簧的压缩量（或伸长量）X成正比，比例系数是弹簧的劲度系数k0如图所示，两个木块质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为kl和k2,上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为（）A.处B.处C处D.窿klk2k2kI答案与解析：系统处于原来状态时，下面弹簧k2的弹力F=（m+m2）g,被压缩的长_F1（m1+m2）度XI='=-Jg：k2k2F当上面的木块离开上面弹簧时，下面弹簧k2的弹力F2=m2g,被压缩的长度X2=上=k2k2所以下面木块移动的距离为S=Xi-X2=（InI+血2）-）刍=为三k2k2k2故选：Co2 .一根轻质弹簧，受到拉力作用时，其长度会变长，且拉力大小与弹簧长度的增加量之比为定值。该比值反映了弹簧的力学性质，由此定义该比值叫做弹簧的劲度系数，用符号k来表示。相类似地，定义一个系统在受到拉力作用时，拉力大小与系统长度增加量的比值叫做系统的等效劲度系数，如图中的装置就是我们要研究的一个系统：外力竖直向下作用于与动滑轮相连的挂钩上；滑轮光滑且质量不计，挂钩质量不计，细线为不可伸长的轻绳，弹簧的劲度系数为k且质量不计。若定义该系统的长度为系统静止时天花板到挂钩最低点间的距离，则该系统的等效劲度系数为（）外力A. 0.25kB. 0.50kC. 2kD. 4k答案与解析:设系统在外力作用下弹簧的伸长量为ax,弹簧的拉力为E根据弹簧的劲度系数定义可知，弹簧的劲度系数：k=<_；x因动滑轮光滑且质量不计，挂钩质量不计，所以系统静止时，所受外力户=2F,由动滑轮的特点可知，系统长度增加量：=lx,2则该系统的等效劲度系数：y2F =4-,J-=4k y x故选：Do.轻质弹簧k的上端固定在天花板上，下端悬挂质量为m的物体，平衡时弹簧的长度为1.i,现将和k完全相同的两根弹簧ki、k2与质量分别为mi、m2的两个物体相连，并悬挂在天花板上，且m+m2=m,如图所示，平衡时，k和k2的长度之和为L2,贝K)A. 2L 一定等于L2C. 2L1 一定小于L2答案与解析：B. 2L 一定大于L2D.以上均有可能由题知，弹簧是轻质的，且弹簧kl、k2与弹簧k完全相同；左图中平衡时弹簧的长度为1.i；右图中，对于物体mi、m2以及弹簧k2整体来说，相当于将m+m2=m悬挂在弹簧k的下端，且弹簧k、Ia完全相同，所以，平衡时弹簧k和弹簧k的长度相同，即：Li,=Li,对于弹簧k2和物体m2来说，即m2悬挂在k2的下端，由于m2<m,因此弹簧k2的伸长量小于弹簧k的伸长量，平衡时，则弹簧k2的长度：L2,<L,所以，平衡时k和k2的长度之和：Li'+L2,<L+L,即：L2<2Lio故选：Bo3 .几位同学使用弹簧拉力器锻炼身体，每位同学都可以将弹簧拉力器拉开至两臂伸直，两臂伸直时对弹簧拉力器拉力最大的是（）A.几个同学都一样大B.手臂长的同学C.体重大的同学D.力气大的同学答案与解析：因为弹簧所受拉力越大，伸长越长，所以在同样拉开三根弹簧的情况下，我们还要比较两位同学谁把弹簧拉得更长。它们都将手臂撑直了，那么手臂长的同学当然就用了更大的力。故选：Bo4 .有一根竖直吊着的弹簧，如果在弹簧下端挂上质量为mi的物体后，弹簧长度为Li；如果在弹簧下端挂上质量为m2的物体后，弹簧长度为L2,则弹簧原来的长度为（nVm2；上述过程弹簧均处于弹性限度内）（）A.L+L2B.L2-LicLIin2-L211½DL2m2-L111i111211111121答案与解析：设弹簧的原长为L,若在弹簧下端挂上质量为mi的物体后，弹簧伸长其长度为Li；根据胡克定律得：mg=k（Li-L）,同理可得m2g=k（L2-L）；两式联立解得：L=LIm2-2114。m2ml故选：Co5 .已知弹簧受到的弹力与其伸长量（弹簧实际长度与原长之间的差值）成正比，如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以h、12、13、14依次表示四个弹簧的伸长量，则有（） IWWWVAF FWWWVP -VVWWv>尸一WVWWFA.12>1B.14>hC.h>hD.h=14答案与解析：弹簧受到的拉力与其伸长量（弹簧实际长度与原长之间的差值）成正比；在这四种情况下，弹簧的质量都为零，弹簧的弹力都等于弹簧右端的拉力F,故四根弹簧的伸长量相同，即h=12=13=14;故ABC错误，D正确。故选：D。（多选）7.有一根竖直吊着的弹簧，如果在弹簧下端挂上质量为mi的物体后，弹簧长度为Li；如果在弹簧下端挂上质量为m2的物体后，弹簧长度为L2,则弹簧原来的长度不可能为（mVm2;上述过程弹簧均处于弹性限度内）（）A.L+L2B.L2-LicLI112-L2mD112-nt1112""答案与解析：设弹簧的原长为L,若在弹簧下端挂上质量为mi的物体后，弹簧伸长其长度为L1；根据胡克定律得：mg=k（Li-L）,同理可得m2g=k（L2-L）；两式联立解得：L=LIm2-L2i11i;m2-ml当-I1二及时1 LL=L2 - Li；故AD不可能，BC可能。故选：ADo2.弹簧测力计的原理【知识点的认识】（1）测量力的大小的工具是测力计.常用的测力计是弹簧测力计，它可以用来测量物体的重力、拉力等，它的示数表示的是对弹簧测力计的挂钩的拉力大小.（2）主要结构：主要是一根弹性很好的钢质弹簧，还有挂钩、指针、刻度及外壳.同学们常用的两种弹簧测力计如图所示.（3）原理：首先任何测量都是将某一个物理量与标准（即单位）比较的过程，力的测量就是将力的作用效果与已知力的作用效果比较的过程.如果一个力的作用效果与I牛力的作用效果相同，这个力的大小就是1牛.其次弹簧的伸长与所受力的大小成正比，在确定1牛力的作用效果以后，容易确定更大的力和更小的力的作用效果.另外，弹簧的稳定性较好，可以重复使用.故可以运用弹簧测力计测量力的大小.【命题方向】此知识点命题方向有三点：（1）弹簧测力计是测量什么的工具（2）结构是什么（3）弹簧测力计的原理例1：测量力的常用工具是（）A.刻度尺B.天平C.微小压强计D.弹簧测力计分析：解决此题的关键是知道测量力的常用工具是弹簧测力计.解：A、刻度尺是测量长度的工具，不符合题意；B、天平是测量质量的工具，不符合题意；C、微小压强计是测量压强的工具，不符合题意；D、弹簧测力计是测量力的常用工具，符合题意：故选D.点评：解决此类问题要知道各测量工具的用途.例2：一根长8cm的弹簧，当所受拉力8N时，长度变为12cm,当长度变为14Cm时所受拉力是（）A.IONB.12NC.14ND.20N分析：弹簧测力计是根据弹簧在一定的弹性范围内，弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比制成的.解：原长为8cm,受到8N的拉力时，弹簧长为12cm,则8N的拉力伸长4cm,所以IN拉力伸长0.5cm.当长度变为14Cm时，伸长6cm,因为IN拉力伸长0.5cm,因此所受拉力为12N.故选B.点评：此题主要考查了弹簧测力计的原理-在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比.【解题方法点拨】结合图象来理解结构，理解记住原理.二.弹簧测力计的原理（共7小题）8 .现