弹力 弹簧 测量专项练习30题有答案Word下载.docx
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若要使弹簧伸长5cm,受到的拉力是 N;
若弹簧只受4N的拉力时,弹簧的长度是 cm.
9.在研究弹簧的伸长与外力关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度L0=10cm,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的伸长量X做出的F﹣X图象如图.
(1)由图可知,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加 cm.
(2)当弹簧受到4N的拉力作用时,弹簧的长度为 cm.
(3)如图,当拉力F为0时,弹簧的伸长量X不为0是因为 .
10.甲、乙两同学各用2N的力在水平桌面上沿相反方向拉一弹簧测力计,则弹簧测力计的示数是 N,弹簧测力计所受合力是 N.
11.某研究小组的同学们准备制作一个弹簧测力计,他们选用了甲、乙两种不同规格的弹簧进行测试,绘出如图所示的图象,图象中只有OA段和OB段是弹性形变.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 .(选填“甲”或“乙”)
12.某一弹簧不挂物体时,长度为12cm,受2N的拉力时,长度为14cm,此时弹簧伸长了 .若受6N的拉力时,弹簧伸长 ,此时弹簧长度为 .
13.如图所示,一根弹簧一端挂在墙上,用490N的力拉另一端,弹簧伸长了20cm.如果改为两个人分别拉弹簧的两端,把它也拉长了20cm,则每个人各用了 N的力.
14.如图所示,三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:
图①中弹簧的左端固定在墙上,此时弹簧的伸长量为Xl;
并处于静止状态.
图②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用,此时弹簧的伸长量为X2并处于静止状态.
图③中弹簧的左端挂一小物块,物块在粗糙的桌面上做匀速直线运动,此时弹簧的伸长量为X3.则Xl、X2、X3的大小关系是:
Xl X2,X2 X3.
15.小刚同学做“弹簧的伸长与所受拉力的关系”的探究实验,记录数据如下:
拉力大小/N
9
10
11
12
弹簧全长/cm
3.5
5.5
6.5
8
10.5
14
(1)经分析数据得知:
在弹性限度内,弹簧的伸长跟受到的拉力成 比(填写“正”或“反”);
(2)在满足
(1)的条件下,每增加1N的力弹簧应伸长 cm.
(3)如果用这根弹簧做成弹簧测力计,那么弹簧测力计的测量范围是 .
16.橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,下面的表格是张翰做的某橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.
拉力F/N
15
20
25
伸长量x/cm
1.6
3.2
4.7
6.4
(1)请在如图所示坐标系中作出F﹣x图象.
(2)由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k= N/m.
(3)若用该橡皮筋做一个弹簧测力计,且弹簧测力计上的刻度均匀,则每1N的距离为 cm.
(4)若几根橡皮筋并排使用拉伸,则它们整体的k比一根橡皮筋的k要 (选填“大”或“小”).
17.学习了弹力知识后,小萱发现:
给弹簧施加拉力,当拉力越大时,弹簧的伸长量就越大.于是小萱提出猜想:
弹簧的伸长量跟所受拉力成正比.实验桌上已经备有如下器材:
一个满足实验要求的弹簧、一个铁架台、一个刻度尺、六个质量均为50g的钩码.请你利用上述实验器材,设计一个实验探究:
“弹簧的伸长量(△L)跟所受拉力(F)是否成正比”.要求:
(1)请写出实验步骤(可画示意图辅助说明);
(2)画出实验数据记录表.
18.电视纪录片《复活的军团》以科学的态度真实地再现了秦始皇的军队的强悍骁勇.其中重点介绍了秦弩的威力,弩是古代一种武器,在射击前,必须把机括(即一根钢性的弹簧片)拉开,然后在其中放入短箭.一扣板机,机括松开后就能将短箭发出,射中远处的敌人.请你从物理学的角度分析秦弩为什么有这么大的威力?
19.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究.下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据.
弹簧受到的拉力/N
甲弹簧的长度/cm
乙弹簧的长度/cm
(1)分析数据可知:
①在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成 ;
②甲弹簧受4N拉力时的长度跟乙弹簧受 N拉力的长度相同.
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同.若甲弹簧的刻度如图A.
①由图知A弹簧的量程是4N,B弹簧的量程应是 N,
②B弹簧的分度值是 N,
(3)经实验探究发现:
在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,现为探究在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系,设计实验如下
①将一根弹簧剪成长度 (选填“相同”或“不同”)的两段.
②分别用大小 (选填“相同”或“不同”)的力拉两弹簧,然后比较弹簧伸长的长度.
20.一根弹簧受到3N的拉力时,长度为12cm,当它受到6N的拉力时,长度为14cm,在弹性限度内,这根弹簧受到12N的拉力时,其长度为多少cm?
21.弹簧测力计的原理是弹簧伸长的长度与所受到的拉力成正比,其数学表达式就是F=kx,(其中k是常数,不同的弹簧k一般是不同的,x是指伸长的长度),现有两根弹簧,原长都是0.1m,其中一根的k1=500N/m,第二根的k2=1000N/m.请回答:
(1)第一根弹簧若要伸长0.01m,则需要多大的拉力?
(2)第二根弹簧若受到10N的拉力,则弹簧的总长度是多少?
(3)若把两根弹簧并列成一根(原长是0.1m),则若要伸长0.01m,需要多大的拉力?
(4)若把两根弹簧依次连接成一根(原长是0.2m),若用5N的力去拉,则它可以伸长多少?
22.在“制作一个橡皮筋测力计”的小组活动中,小军提出了一个问题:
“在一定的弹性范围内,橡皮筋伸长的长度跟它受到的拉力可能存在什么关系?
”小明和小丽经过思考并猜想后,他们决定用通过“在橡皮筋下挂钩码,同时测橡皮筋的长度”的实验来验证.小明和小丽的实验记录数据如下表:
拉力(钩码总重)F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
橡皮筋的总长度L/cm
4.5
5.0
6.0
7.0
7.4
橡皮筋伸长的长度△L/cm
2.9
(1)没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0= cm;
(2)请在方格纸中作出关于F与△L的关系图象;
(3)分析表格中的数据,你认为实验能得到的结论是(用语言叙述):
;
(4)把小明和小丽实验时所用的橡皮筋做成测力计,根据实验数据,则它的量程为 .
23.弹簧测力计量程为5N,请你将它的量程改为15N.说明具体做法和理由.
24.在探究弹簧的伸长量跟所受拉力的关系时,小华同学利用了如图所示的实验装置.她记录的数据如下表:
钩码质量/g
50[
100
150
200
250
300
指针位置/cm
(1)分析实验数据可得到的结论是 ;
(2)图中能表示实验结果的是 ;
(3)这项研究在实际中的应用有(举一例) .
25.轻按桌面能使它发生弹性形变吗?
请设计一个实验来验证你的想法.(如图)
26.在研究“弹力与弹簧伸长的关系”时,某同学记录了如下的数据:
拉力F/(N)
30
40
50
弹簧长度l(m)
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
(1)请根据上表数据写出F与l的关系表达式. .
(2)倔强系数指弹簧形变时产生的弹力与形变量的比值,即倔强系数k=
.由表中的数据可知,该弹簧的倔强系数k= N/m.
27.小李在课外用图示装置探究弹簧的长度跟外力的变化关系,并记录了相应实验数据如下:
钩码质量(g)
350
400
指针位置(cm)
(1)分析实验数据你可得到的结论是 ;
(2)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;
(3)小李作出了如图的三个图象,其中正确的是 .
28.在研究弹簧的伸长与外力的关系实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的伸长量x作出的F﹣x图线如图所示.
(1)由图可知,该弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长量增加 cm;
(2)分析图象,你可以得出的结论是 ;
(3)该研究在实际中的应用是 ;
(4)该图线不过原点的原因是 .
29.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:
长度L/cm
2.50
2.90
3.30
3.70
4.10
4.50
4.90
伸长量△L/cm
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
(1)从表中数据可以看出拉力F和弹簧伸长量△L的关系为:
.
(2)赵明继续实验,得到下列数据:
5.30
5.70
6.10
6.60
7.30
3.20
3.60
4.00
5.20
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.
30.为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究.下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据.
表一:
甲弹簧受到的拉力/N
O
6.O
9.O
12.0
15.O
18.O
21.O
24.O
表二:
乙弹簧受到的拉力/N
S
1O.5
13.5
(1)分析表一和表二数据可知:
②在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧 (选填“大“或“小”).
(2)如图所示的A、B两弹簧测力汁分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同.则量程较大的是 (选填“A”或“B”下同)测力计,精度较高的是 测力计.
在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,请设计一个简单实验,证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关 .
弹力弹簧测量30题参考答案:
1.解:
弹簧测力计在使用前应先观察它的量程和分度值,这样是为了选择合适的测力计和便于读数,还要看指针是否指在零刻度线上,因为这会影响测量的结果,然后还要轻轻拉动几下挂钩,使指针和弹簧不要被外壳卡住,使其能自由伸缩;
因为弹簧测力计是依据弹簧的伸长与拉力成正比的关系制成的,因此拉力不能超过弹簧的弹性限度,也就是它的量程.
故答案为:
零刻度;
量程;
分度值;
量程
2.解:
(1)由图知,测力计的分度值是0.1N,所以示数为2.8N;
(2)表受到重力和弹簧对表的拉力,在这两个力的作用下保持平衡,大小相等,故秒表的重力为2.8N;
(3)表的重力是表受到的力,表拉弹簧的力是作用在弹簧上的力,弹簧拉表的力是表受到的力,所以应选表拉弹簧的力.
(1)0.1N;
(2)2.8;
(3)表拉弹簧的力.
3.解:
由图可知,
(1)弹簧测力计是用来测量力的工具,弹簧秤的量程是0~5N,分度值是0.2N;
(2)弹簧测力上的字母“N”表示弹簧测力计使用的力的单位是牛顿;
(3)测力前指针与零刻度线没有对齐,需要校零;
(4)弹簧测力计的原理:
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长.
(1)力;
0~5N;
0.2N;
(2)牛顿;
(3)需要;
(4)在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长.
4.解:
(1)撑竿由于发生弹性形变,因此会产生弹力;
(2)弯曲的撑竿由于发生了弹性形变而具有弹性势能;
运动员由于被弹起一定的高度,而具有重力势能;
(3)运动员会落向地面,是由于受到重力的作用,该力的施力物体是地球.
(1)弹性形变;
(2)弹性势;
重力势;
(3)重力;
地球.
5.解:
(1)由表格中数据知,当F=0N时,弹簧的长度为2cm,当F=3N时,其长度为5cm,所以△L=5cm﹣2cm=3cm;
(2)同理当F=1、2、4、5N时,其伸长分别为1、2、4、5cm,可见弹簧的伸长与拉力大小成正比,当拉力F=6N、F=7N时,不再成正比关系,说明已超过了弹簧的弹性范围,可得在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比.
(1)3;
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比
6.解:
设不受外力时,弹簧原长为L,
当弹簧受拉力F1=5N时,长度为12cm,△L1=12cm﹣L,﹣﹣﹣﹣﹣①
当弹簧受拉力F2=10N时,长度为14cm,△L2=14cm﹣L,﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
∵在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比,
∴由①②得:
=
,即:
,
解得:
L=10cm,即弹簧的原长为10cm=0.1m.
0.1.
7.解:
由图可知测力计的分度值为0.2N,测力计的读数为5.4N.
由图可知该滑轮组中有三股绳子承担物重,如果不计滑轮重和摩擦,则有:
F=
,所以G=16.2N.
5.4;
16.2
8.解:
(1)受到6N的拉力时,伸长了3cm;
那么,伸长1cm时受的拉力为2N,根据正比关系,弹簧伸长5cm时,受到的拉力F=2N×
5=10N;
(2)受到4N的拉力时,弹簧的伸长△L=1cm×
2=2cm,因此,弹簧的长度L=L0+△L=10cm+2cm=12cm.
10;
12
9.解:
(1)由图可得,当伸长1cm时,拉力为1N;
伸长1.5cm时,拉力为2N;
伸长2cm时,拉力为3N.
所以弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加0.5cm;
(2)由图可得,拉力为4N时,弹簧伸长2.5cm.加上原长,总长度为12.5cm;
(3)由图象可知,该图线不过原点,当弹簧被竖直悬挂自然下垂时,说明由于弹簧自身受重力而伸长,由图可知,弹簧的自然长度为0.5cm.
(1)0.5;
(2)2.5;
(3)弹簧在竖直悬挂自然下垂时在自身重力作用下已有一定量的伸长.
10.解:
测力计的示数等于测力计挂钩一端所受的力也就是2N,F合=F1﹣F2=2N﹣2N=0N.
2、0
11.解:
因为OA段和OB段是弹性形变,通过观察图象可知,甲能承受的最大拉力是4N,而乙能承受的最大拉力是8N,若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用乙;
当甲受到的拉力是4N时,弹簧伸长6cm,当乙受到的拉力是8N时,弹簧伸长4cm,说明甲受到的拉力虽小,但伸长的长度却长,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧甲.
乙;
甲.
12.解:
当拉力为2N时,弹簧长度为14cm,原长为12cm,所以伸长了2cm;
若受6N的拉力时,弹簧伸长应该为6cm,此时的长度就为12cm+6cm=18cm;
2cm,6cm,18cm
13.解:
改为两人拉弹簧后,其中一人跟墙一样起到了固定弹簧的作用,因此弹簧伸长不变,所用拉力也不变.
490N
14.解:
用大小均为F的拉力作用在弹簧秤的右端,弹簧测力计受到了一对平衡力,无论弹簧的左端情况怎样,弹簧受的是平衡力,它两端的拉力总相等.且在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,所以三个弹簧的伸长量相同.
=;
=
15.解:
该实验探究的是弹簧的伸长与拉力之间的关系,从数据中可以看出,拉力每增加1N,弹簧伸长0.5cm,说明弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
当拉力为10N时,弹簧的长度应为8.5cm,而表格中是9cm,说明此时超出了弹性限度,因此该弹簧测力计的范围是0~9N.
(1)正;
(2)0.5;
(3)0~9N.
16.解:
(1)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:
(2)由图象知,劲度系数k=
=312.5N/m;
(3)取第一组数据,橡皮筋受拉力为5N,伸长为1.6cm,所以1N的伸长量为
=0.32cm/N;
(4)若几根橡皮筋并排使用拉伸,施加同样的拉力F,其伸长量将变小,由k=
可知,它们整体的k比一根橡皮筋的k要大.
(1)见上图;
(2)312.5;
(3)0.32;
(4)大.
17.解:
(1)实验步骤:
①将弹簧悬挂在铁架台的支架上,用刻度尺测量弹簧的长度L0,将数据记录在表格中;
②将一个钩码挂在弹簧下面的挂钩上,用刻度尺测量弹簧此时的长度L,将钩码的质量m和弹簧的长度L记录在表格中;
③仿照步骤②,依次在弹簧下面挂2个、3个、4个、5个、6个钩码,每次用刻度尺测量弹簧的长度L,并将每次钩码的总质量m和相应的弹簧长度L记录在表格中;
④利用公式F=G=mg,分别计算出6次弹簧所受拉力F,分别记录在表格中;
利用公式△L=L﹣L0,分别计算出6次弹簧的伸长量△L,分别记录在表格中.
(2)实验数据记录表格:
L0/m
m/kg
L/m
F/N
△L/m
18.解:
秦弩的机括具有弹性,拉开机括时,发生了弹性形变,扣动扳机,机括对短箭产生弹力作用,短箭受力后,运动状态发生变化,射向远处,在冷兵器时代,具有很大的威力.
秦弩的机括具有弹性,拉开机括时,发生了弹性形变,扣动扳机,机括对短箭产生弹力作用,短箭受力后,运动状态发生变化,射向远处,属于远程武器,在冷兵器时代,具有很大的威力.
19.解:
(1)①根据表格数据可以得出,不论是甲弹簧还是乙弹簧,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长,弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力之比是定值,即在一定条件下,弹簧伸长的长度与它所受的拉力成正比;
②由表格可知:
拉力F=4N时甲弹簧的长度10cm,长度为10cm的乙弹簧对应的拉力为2N;
(2)拉力F=4N时甲弹簧伸长的长度△L=10cm﹣6cm=4cm,伸长的相同长度时乙弹簧长度为LB=6cm+4cm=10cm,由表格可知:
长度为10cm的乙弹簧对应的拉力为2N;
故B弹簧的量程应是2N;
由图B弹簧测力计可知:
在0~2N之间共分20格,则分度值为
=0.1N;
(3)要证实弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系,设计实验时要采用控制变量法,需要控制弹簧的材料、粗细、所受拉力相同,只改变弹簧的原长,要控制弹簧的材料、粗细相同可以取同一根弹簧来做实验,再将弹簧截成长度不同的两段,就可以改变弹簧的原长,并分别用大小相同的力拉两根弹簧,就可以控制弹簧所受的拉力相同,最后比较弹簧伸长长度的关系;
(1)正比;
2;
(2)2;
0.1;
(3)不同;
相同
20.解:
弹簧测力计是使用原理是:
弹簧的伸长量和它受到的拉力成正比,所以设弹簧的原长物L0,则
解得L0=10cm;
设弹簧受到12N的拉力时,其长度为L,则
解得L=18cm.
答:
弹簧受到12N的拉力时,长度为18cm
21.解:
(1)F1=k1x1=500N/m×
0.01m=5N;
(2)根据F=kx得,x2=
=0.01m
弹簧的总长度l=0.1m+0.01m=0.11m
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