第02讲弹力2021-2022学年八年级下册物理(人教版)

知识导入
撑竿跳高是一项技术复杂的运动项目。

运动员跳高时将竿压弯，然后使身体越过一定高度。

问：被压弯的竿子要恢复原状产生的力属于什么性质的力呢？
被压弯的竿子、受压变弯的跳板等要恢复原状产生的力就是我们今天要学的——弹力。

考点1：弹力
1．物体变形后可以恢复原状的形变叫做弹性形变。

物体变形后不能自动恢复原状的形变叫塑性形变。

注意：物体的弹性有一定的限度，超过了这个限度也不能完全复原。

2．物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力.
3．弹力产生条件：①两物体相互接触；②接触处相互挤压或拉伸而发生弹性形变。

4．弹力的三要素：
①大小：与物体材料和弹性形变程度有关。

①方向：a . 压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体。

b . 支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体。

c . 绳子的拉力方向：沿着绳指向绳收缩的方向。

d . 归纳总结：弹力的方向始终与物体的形变方向相反，或与使物体发生形变的力的方向相反，且总是与接触面垂直。

①作用点：在两个物体的接触面上，在受力物体上。

第02讲 弹力
知识导航
知识精讲
思考与交流
思考1：相互接触的物体间一定有弹力吗？
【典例分析】
【例1】下图所示的各种形变不属于弹性形变的是()
【答案】D
【解析】泥土被砸出一个小坑,拿走苹果,泥土不能恢复原状。

【例2】如图,光滑的水平地面上并列放着两个相互接触的静止的木箱甲和乙，则()
A.甲和乙之间没有弹力
B.甲对乙有弹力,乙对甲也有弹力
C.只有甲对乙有弹力
D.只有乙对甲有弹力
【答案】A
【解析】水平地面上并列放着两个相互接触的静止的木箱,它们之间不存在任何形式的相互作用，因此尽管两个物体相互接触，但是没有产生力的作用,故它们之间不存在弹力。

【例3】如图所示,物体A静止挂在斜面上,画出物体A所受弹力的示意图(力的作用点画在重心)。

【答案】如图所示
【解析】物体A与绳子连接,静止在斜面上,则物体A受到沿绳子向上的弹力(拉力),同时还受到垂直于斜面向上的支持力(支持力也属于弹力),二力的作用点都画在物体的重心上。

方法技巧
弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变.弹力的表现为拉力、压力、支持力、推力等.
考点2：弹簧测力计与使用
1．作用：测量力的大小的工具.
2．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，即弹簧的伸长与力的大小成正比. 3．弹簧测力计的构造：
4．弹簧测力计的使用方法：
（1）“三看清”：看清测力计的量程、分度值以及指针是否对准零刻线，若不是，应调零.
（2）测量前，用手轻轻地来回拉动几次，避免指针、弹簧和外壳之间的摩擦而影响测量的准确性.
（3）被测力的大小不能超出量程.
（4）测量时，要使弹簧测力计受力方向沿弹簧的轴线方向.
（5）读数时，应保持测力计处于静止或匀速直线运动状态.
（6）视线必须与刻度面垂直.
【典例分析】
【例4】如图所示，这个测力计的量程是，分度值是，示数是N。

【答案】0~5 N0.2 N3.6
【解析】观察弹簧测力计的刻度板可知,其量程为0~5 N;每个大格表示1 N,每个小格表示0.2 N,故其分度值为0.2 N,示数为3 N+0.2 N×3=3.6 N。

【例5】小明同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码，做“探究弹簧伸长量与拉力的关系”实验。

如表是小明同学收集的实验数据。

拉力/N00.51.01.52.02.5弹簧总长度/cm6.07.28.49.610.812.0
弹簧伸长量/cm01.22.44.86.0
（1）请你帮助小明同学填写表中的空白处。

（2）在坐标系中画出弹簧伸长量与拉力的关系图。

（3）分析实验数据或从弹簧伸长量与拉力的关系图,你可得到的结论是:。

（4）支持你上述结论的依据是:。

（5）此实验结论在实际中的一个应用是:。

（6）在对本实验数据分析的过程中,你觉得运用图象分析的优点有哪些?(说出一点即可)。

【答案】(1)3.6(2)如图所示(3)在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比(4)图象为过原点的一条直线(5)弹簧测力计(6)用图象分析实验数据更直观明了(或可以了解变化趋势或可以得到其间任意伸长量对应的拉力大小等)
【解析】(1)通过观察表格中数据可知:拉力每增加0.5 N,弹簧的伸长量就增加1.2 cm,则当拉力为1.5 N时,弹=3.6 cm。

(2)根据表中实验数据,描点连线即可。

(3)分析实验数据或从弹簧伸长量与拉簧的伸长量为1.2cm×1.5N
0.5N
力的关系图,可得到的结论是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比。

(4)由图象可以看出,弹簧的伸长量与拉力的关系图象为一条过原点的直线,即正比例函数图象。

(5)在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比,
此实验结论应用在我们所学过的弹簧测力计这一测量工具中。

(6)用图象分析实验数据更直观明了;可以了解变化趋势;可以得到其间任意伸长量对应的拉力大小等。

方法技巧
1．指针调零方法：沿弹簧轴线方向轻轻来回拉动几次，放手后观察指针是否能回到零刻度线处
2．测量：要使弹簧测力计的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上，弹簧不要靠在刻度盘上（避免因摩擦而影响测量的准确程度）
3．弹簧测力计读数不用估读。

提分作业
1．关于弹力，下列说法中错误的是()
A.压力、支持力、拉力都属于弹力
B.弹力仅仅是指弹簧形变时对其他物体的作用
C.在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大伸长越长
D.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
【答案】B
【解析】本题考查对弹力的理解。

压力和支持力、拉力是按照作用效果命名的,都是弹力;由于力的作用是相互的,故其他物体对弹簧也有力的作用;在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比;弹力是指物体发生弹性形变时,对跟它接触的物体产生的力;故选B。

2．如图所示,竖直放置的弹簧下端固定在地面上,有一物体从弹簧的正上方落下,和弹簧接触后在向下运动过程中受到的弹力()
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
【答案】A
【解析】本题考查弹力的大小。

同一物体,其弹力大小与物体的弹性形变程度有关,物体与弹簧接触后继续下落过程中,弹簧被压缩的程度越来越大,所以弹簧对物体的弹力会逐渐增大。

3．估测被测物块的重力小于4 N，在以下几个弹簧测力计中应选用的是()
A.量程为10 N,最小分度值为0.2 N
B.量程为5 N,最小分度值为0.2 N
C.量程为5 N,最小分度值为0.1 N
D.量程为3 N,最小分度值为0.1 N
【答案】C
【解析】本题考查弹簧测力计的选择。

选取合适的弹簧测力计要考虑两方面因素:一是不能超出量程;二是尽可能精确,即分度值越小越精确,考虑到要尽可能精确地测量,弹簧测力计的分度值越小越精确,因此要选用量程为5 N,分度值为0.1 N的弹簧测力计。

故选C。

4．如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加6 N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为()
A.0 N
B.3 N
C.6 N
D.12 N
【答案】C
【解析】本题考查弹簧测力计的示数。

我们通常所说的弹簧测力计的示数是由作用在挂钩上的拉力大小决定的。

弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,题中弹簧测力计的挂钩上受到了6 N的力,所以弹簧测力计的示数为6 N。

故选C。

5．如图展示了使用弹簧测力计的几种情景,其中哪种测量方法是错误的()
【答案】D
【解析】用弹簧测力计测力的大小时,力的方向必须沿着弹簧的中心轴线方向,这样才能使被测的力等于弹簧的弹力,且不会因弹簧碰到外壳而使得弹簧测力计的示数不准。

对比选项可知,A、B、C选项的操作方法正确,选项D中的做法错误。

6．几位同学用同一个弹簧拉力器来比试臂力,大家都不甘示弱,结果每个人都能把手臂撑直,则此时() A.臂力大的人所用的拉力大B.体重大的人所用的拉力大
C.手臂长的人所用的拉力大
D.每个人所用的拉力一样大
【答案】C
【解析】同一个弹簧伸长越长,弹簧产生的弹力越大,人对弹簧施加的拉力也越大;几个同学都能把拉力器上的弹簧拉开,都能把手臂撑直,手臂越长的人,弹簧的伸长量越大,人所用的拉力越大。

7．仔细观察每个弹簧测力计可知,弹簧测力计的刻度都是均匀的。

自制弹簧测力计时,量得弹簧原长为5 cm,当弹簧受到5 N的拉力时,弹簧伸长0.5 cm,则弹簧受力后长度变为7 cm时,所受外力的大小应是() A.70 N B.10 N C.35 N D.20 N
【答案】D
【解析】弹簧原长为5 cm,弹簧受力后的长度为7 cm,则弹簧的伸长量为7 cm5 cm=2 cm,又知道弹簧受5 N拉力时的伸长量为0.5 cm,2 cm是0.5 cm的4倍,且弹簧测力计刻度均匀,所以所受拉力也应该是5 N的4倍,因此为20 N。

8．如图所示,“捏橡皮泥”“用弹弓打鸟”是同学们在儿童阶段都做过的活动,那么,可以用橡皮泥捏成各种栩栩如生的动物,这是利用了橡皮泥的;拉紧的弹弓可以把玻璃球射得很远,这利用了橡皮筋的。

(两空均选填“弹性”或“塑性”)
【答案】塑性弹性
【解析】用橡皮泥捏成各种栩栩如生的动物,利用的是橡皮泥的塑性;拉紧的弹弓可以把玻璃球射得很远,利用的是橡皮筋的弹性。

9．如图所示的弹簧测力计量程是N。

【答案】5
【解析】本题考查弹簧测力计的相关知识。

量程是弹簧测力计的最大测量值。

由题图可知该弹簧测力计的量程是5 N。

10．“礼、乐、射、御、书、数”是我国古代“君子六艺”,其中“射”指的就是“射箭”,拉弓射箭时,弓弦发生形变
后会对产生弹力,这个力的方向与手的拉力方向(选填“相同”或“相反”)。

制作射箭所用的弓,选用的材料必须具有良好的性。

【答案】手相反弹
【解析】拉弓射箭,弓弦受力发生形变,弓弦发生了弹性形变,弓弦由于要恢复原状就会对跟它接触的物体(手)产生一个力的作用,这个力就是弹力。

手拉弓弦的力与弓弦对手的力是一对相互作用力,故弓弦对手的弹力方向与手的拉力方向相反。

弓弦放手后要恢复原状才能多次使用,结合以上分析可知,制作弓的材料必须具有良好的弹性。

11．如图所示为实验室常用的弹簧测力计,使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否,指针是否。

【答案】存在摩擦调零
【解析】弹簧测力计在使用前首先应轻轻拉动几次,目的是检查指针、弹簧与外壳之间是否存在摩擦,避免造成测量不准,其次使用前必须检查指针是否对准零刻度线,如果指针没有对准零刻度线,需要调零。

12．在图中画出压缩的弹簧对拇指弹力的示意图。

【答案】
【解析】本题考查弹力的示意图的画法。

弹簧被压缩后发生弹性形变,对拇指有弹力的作用,作用点在拇指上,力的方向与弹簧压缩方向相反,即水平向右。

13．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系,将弹簧悬挂在铁架台上,刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都在竖直方向上。

在弹簧下端依次增加相同规格钩码的个数,数据记录如下表:
（1）在数据记录表中,有一个记录不规范的数据是;根据记录的数据可知,所用刻度尺的分度值是。

（2）请在下面的坐标图中画出弹簧的伸长量ΔL与所挂钩码个数N的关系图像,根据图像可知,当挂6个钩码时,弹簧伸长量为cm(未超过弹簧的弹性限度)。

【答案】(1)14.2 1 mm
(2)如图所示
3.30
【解析】本题考查探究弹力与伸长量关系的实验。

(1)实验中,数据的记录结果应保留相同的小数位,所以不规范的数据是14.2;分析记录的数据,“12.56 cm”中倒
数第二位对应的单位为mm,所以所用刻度尺的分度值为1 mm。

(2)根据实验表格中的数据描点、连线即可。

由图像可知,当挂6个钩码时,对应的弹簧伸长量为3.30 cm。

14．小明在玩轻质弹簧的过程中,发现用力拉弹簧时,弹簧会伸长(如图甲、乙所示)。

他查资料得知:同一弹簧的伸长量与其所受的拉力大小有关。

小明想要探究在弹性限度内,该弹簧的伸长量与弹簧所受拉力大小的定量关系,请你帮他设计实验方案。

(弹簧与地面的阻力忽略不计)
（1）实验的测量器材:。

（2）实验步骤(可画图或文字表述):。

（3）设计记录数据的表格。

【答案】(1)弹簧测力计和刻度尺(2)①如图甲所示,将弹簧一端固定在墙上,用刻度尺测量出它的原长,记为l0①在弹簧弹性限度内,用测力计水平向右拉弹簧,当拉力为F时,用刻度尺测量出弹簧总长,记为l①多次改变拉力的大小重复以上步骤。

(3)表格如下:
拉力F/N
弹簧的原长l0/cm
弹簧的总长l/cm
弹簧的伸长量Δl/m
【解析】(1)要探究在弹性限度内,该弹簧的伸长量与弹簧所受拉力大小的定量关系,需要测量弹簧的伸长量和弹簧所受拉力的大小,故需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺;(2)要探究在弹性限度内,该弹簧的伸长量与弹簧所受拉力大小的定量关系,需多次改变拉力,观察并记录弹簧的长度,算出弹簧的伸长量;(3)需要记录拉力、弹簧原长、拉力作用后弹簧的总长、弹簧的伸长量,根据需要记录实验数据设计记录表格即可。