弹力与弹簧测力计(解析版)

沪科版八年级
第六章《熟悉而陌生的力》
6.3 弹力与弹簧测力计
【知识梳理】
一、物体的形变（根据能否恢复原状分类）
1.弹性形变：物体受力发生形变，当力撤去后，物体能够恢复原状的形变称为弹性形变。

例：气球、篮球形变。

2.塑性形变：物体受力发生形变，当力撤去后，物体不能自行恢复原状的形变称为塑性形变。

例：橡皮泥、面包形变。

3.弹性：物体发生弹性形变后能够自行恢复原状的性质，叫做弹性。

二、弹力
1.定义
因物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力。

阐述：弹力即发生弹性形变的物体，为了恢复原状从而施加给与其接触物体上的力。

例：用手把气球压扁，气球发生的是弹性形变，气球想要恢复原来的球形，从而给手施加的力。

2.弹力产生的条件
接触并且产生弹性形变（即接触并挤压）
3.弹力的三要素
① 方向： 垂直于接触面 ② 作用点：作用于接触面上
③ 大小：在一定限度内（弹性限度内），弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大（即弹力的大小与弹簧伸长的长度成正比）。

三、弹簧测力计
1.原理：在弹性限度内，弹簧伸长的长度与所受到的拉力大小成正比。

2.使用
使用前：要看清楚弹簧测力计的量程和分度值。

使用时：
{与恢复原状方向相同与发生形变方向相反
}
①选：估计待测力的大小并根据弹簧测力计的量程与分度值选择合适的弹簧测力计
②调零：a、上下拉动挂钩，防止弹簧测力计卡壳
b、将指针调节至零刻度线处
③测量：弹簧测力计轴线方向要与被测力方向保持相同。

（所以，弹簧测力计的摆放方向可以是任意方向，由被测力的方向决定）
④读数：a、待指针静止时再读数
b、视线与刻度盘垂直。

【易错点】
弹簧在弹性限度内，伸长的长度才与受到的拉力大小成正比。

当弹簧所受的拉力超过一定范围后，弹簧不能恢复到原来的长度。

【规律总结】
弹力时接触力。

弹力产生的条件是：物体相互接触并发生弹性形变（包括人眼不易观察到的物体的微小形变）。

拉力、推力、压力、支持力都属于弹力。

【典例分析】
1．（2022·江苏扬州·中考真题）利用一根长橡皮筋自制简易测力计，装置如图1所示。

在制作测力计刻度面板时，小明和小华的方法不同。

小明：在回形针上挂6个50g的钩码，记下指针静止时的位置，等分刻度，画出的刻度线如图2所示。

小华：在回形针上每次加挂一个50g的钩码，分别记下指针静止时的位置，画出相应的刻度线如图3所示。

（1）实际操作后发现两人的刻线并不完全重合，你认为图___________的刻度较准确；若采用小明的测力计测力，读数为2.0N，则测量值___________真实值；
（2）小华想在原有刻度基础上进一步画出分度值是0.1N的刻线，但未找到10g的钩码。

他注意到拉力越大，
( )
（3）小华将钩码逐个取下，测量每次指针到零刻线的距离L，画出拉力逐渐减小过程的F-L图像，如图6中图线②所示，与拉力逐渐增大过程的图线①不重合。

若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力（小于3N），为使测量准确，请针对此橡皮筋的特性提出操作要求。

___________
【答案】3小于越大先测量较小的力，紧接着测较大的力
【解析】（1）[1]由小华的方法可知，受到拉力时，橡皮筋的实际伸长量与受到的拉力不成正比，则刻度不均匀，所以，一次挂6个50g的钩码后，记下指针位置再等分刻度，误差较大，故图3的刻度较准确。

[2]若采用小明的测力计测力，读数为2.0N，由于橡皮筋受到的拉力越大，橡皮筋形变程度越大，则真实值要大于2.0N，故测量值小于真实值。

（2）[3]由图3可知，拉力越大，刻度线的间距越大，说明橡皮筋形变程度越大。

[4]由图4可知，当拉力F=2.2N时，刻线到零刻线的距离为5.90cm，故作图如下所示
（3）[5]由图6可知，小华将钩码逐个取下，发现图线②与图线①不完全重合，说明拉力减小时，橡皮筋不能完全回复到原来的形状。

若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力（小于3N），为使测量准确，应先测量较小的力，紧接着测较大的力。

【思路小结】
本题关键是根据表格数据分析出在哪个范围内橡皮筋受到多大的拉力，伸长量是多少，是否成正比。

根据此信息也可以对此测力计进行评估。

【夺冠训练】
一、单选题
1．（2021·江苏·中考真题）下列生活中的物品，利用弹力来工作的是（）
A．铅垂线B．静电除尘刷C．弹簧秤D．指南针
【答案】C
【解析】A．铅垂线是利用重力方向竖直向下的原理工作的，故A不符合题意；
B．静电除尘刷是利用带电体能吸引轻小物体的原理工作的，故B不符合题意；
C．弹簧秤是利用在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比的原理工作的，故C符合题意；
D．指南针是利用地磁场工作的，故D不符合题意。

故选C。

2．（2022·广东·湛江市初级实验中学八年级期中）下列事例中，是属于弹性形变的是（）
A．被拉长的面条B．被打破的鸡蛋C．被拉长的弓D．被剪断的绳子
【答案】C
【解析】在外力的作用下，物体发生形变，当外力撤销后，物体能恢复原状，则这样的形变叫做弹性形变。

A．被拉长的面条，外力撤销后，面条不能恢复到原状，所以拉长的面条不属于弹性形变，故A不符合题意；B．被打破的鸡蛋，在外力撤销后，鸡蛋不能恢复到原状，所以被打破的鸡蛋不属于弹性形变，故B不符合题意；
C．被拉长的弓，在外力撤销后，弓又恢复到原状，所以被拉长的弓属于弹性形变，故C符合题意；
D．被剪断的绳子，当外力撤销后，绳子不能恢复到原状，所以被剪断的绳子不属于弹性形变，故D不符合题意。

故选C。

3．（2022·山东东营·中考真题）关于弹簧测力计的使用方法，下列说法不正确
．．．的是（）
A．弹簧测力计只能测量重力
B．测量前应该把指针调节到指“0”的位置上
C．测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住
D．所测的力不能超出弹簧测力计的量程
【答案】A
【解析】A．弹簧测力计不仅能测量重力，也可以在水平方向会斜方向上拉动测力计测量物体受到的拉力，故A错误，A符合题意；
B．测量前应该把指针调节到指“0”的位置上，如果指针没有指到“0”的位置上，会导致测量的结果不准确，故B正确，B不符合题意；
C．测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住，否则会影响弹簧测力计的正常使用，故C正确，C不符合题意；D．所测的力不能超出弹簧测力计的量程，一旦超过弹簧的弹性限度，弹簧将不能恢复原状，会损坏弹簧测力计，故D正确，D不符合题意。

故选A。

4．（2021·甘肃·武威第九中学八年级期中）下列有关力的说法，正确的是（）
A．物体发生形变时，一定会产生弹力
B．用桨向后划水，船就会前进，说明物体间力的作用是相互的
C．从力的性质来看，重力、拉力、压力、支持力都属于弹力
D．物理书放在水平课桌上，物理书对桌面的压力是由于桌面发生弹性形变而产生的
【答案】B
【解析】A．物体发生形变时，不一定产生弹力，例如发生塑性形变时，没有产生弹力，故A错误；
B．用桨向后划水，桨给水一个向后的力，船前进，说明水给桨一个向前的力，即说明物体间力的作用是相
2=7.5N
F
故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

7．（2021·江苏镇江·八年级期中）2018年5月，科学家发现一颗命名为“葛利斯581d”的行星较适合地球生命居住，且同一物体在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的两倍。

设想宇航员从地球携带一枚鸡蛋、天平和弹簧测力计飞至行星“葛利斯581d”，测得鸡蛋的示数是（）
A．天平示数为50g，弹簧测力计示数为0.5N
B．天平示数为100g，弹簧测力计示数为0.5N
C．天平示数为50g，弹簧测力计示数为1N
D．天平示数为100g；弹簧测力计示数为1N
【答案】C
【解析】一枚鸡蛋的质量约50g，因为物体的质量与其空间位置无关，所以在“葛利斯581d”行星上鸡蛋的质量仍然为50g，即天平的示数为50g；鸡蛋在地球上受到的重力
0.05kg10N/kg0.5N
G mg⨯
＝＝＝
由于“葛利斯581d”行星的重力是地球的2倍，所以鸡蛋在“葛利斯581d”行星受到的重力
20.5N1N
⨯＝
即用弹簧测力计测得示数为1N，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

8．（2022·湖南·醴陵市泗汾镇泗汾中学八年级期中）为了较准确地测一个大小为6 N的力，应选用弹簧测力计最适当的规格是（）
A．量程为0~10 N，分度值为0.2 N B．量程为0~5 N，分度值为0.1 N
C．量程为0~15 N，分度值为1 N D．量程为0~20 N，分度值为0.5 N
【答案】A
【解析】A．该测力计的最大测量值大于6N，且分度值相对较小，测量较准确，故A符合题意；
B．该测力计的量程太小，不能使用，故B不符合题意；
CD．这两个测力计的量程足够，但分度值相对较大，会造成测量不准确，故CD不符合题意。

故选A。

9．（2022·湖南·醴陵市泗汾镇泗汾中学八年级期中）小明使用弹簧测力计前发现指针指在0.4N处，没有调节就测一拉力，且读数为2.5N，则该拉力的准确值应为（）
A．2.1 N B．2.5 N C．2.7 N D．2.9 N
【答案】A
【解析】弹簧测力计使用前指针指在0.4N处，测量拉力时，读数为2.5N，则拉力
F拉=F示-F＇=2.5N-0.4N=2.1N
故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

10．（2022·河北衡水·八年级期中）如图所示，用手向上给弹簧6N的拉力，下列说法中不正确的是（）
A．弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
B．手对弹簧的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
C．弹簧对手的拉力也是6N
D．在一定范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大
【答案】B
【解析】A．弹簧对手的拉力属于弹力，施力物体是弹簧，是由于弹簧发生了弹性形变力图恢复原状而产生的力，故A正确，A不符合题意；
B．手对弹簧的拉力属于弹力，施力物体是手，是由于手发生了弹性形变力图恢复原状而产生的力，故B错误，B符合题意；
C．弹簧对手的拉力与手对弹簧的拉力是一对相互作用力，弹簧对手的拉力与手对弹簧的拉力大小相等也是6N，故C正确，C不符合题意；
D．力能使物体发生形变，并且外力越大，形变程度越大；弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量（形变程度）就越大，故D正确，D不符合题意。

故选B。

二、填空题
11．（2022·湖北十堰·八年级期中）放在桌上的书本，受到支持力的作用，这个力的受力物体是______；乒乓球掉在地上，马上会弹起来，使乒乓球弹起来的力______（“属于”或“不属于”）弹力，它是由于______（“乒乓球”、“地面”或“桌子”）发生弹性形变。

【答案】书本属于地面
【解析】[1]放在桌上的书本，受到桌面对它的支持力的作用，这个力的受力物体就是书本。

[2][3]物体发生弹性形变，会产生弹力，使乒乓球弹起来的力属于弹力，它是由于地面发生弹性形变产生的。

12．（2022·广西崇左·八年级期中）如图所示，弹簧测力计的示数为___________N，使弹簧伸长的力是
___________（填“表的重力”“表拉弹簧的力”或“弹簧拉表力”）。

【答案】 2.8表拉弹簧的力
【解析】[1]2N和3N之间有10个小格，分度值为0.1N，再根据指针位置读数，所以示数为2.8N。

[2]弹簧形变是受到了力的作用，表重力是作用在表上的，弹簧拉表力是作用在表上的，弹簧受到的力是表拉弹簧的力。

13．（2022·安徽淮北·八年级期中）某同学用已校零的弹簧测力计测量一物体的重力，他误将物体挂在了拉环上，如图所示，当物体静止时，弹簧测力计的示数是5.0N，则该物体的重力一定______（选填“大于”“等于”或“小于”）5.0N。

【答案】小于
【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弹簧测力计示数5.0N。

14．（2022·陕西渭南·八年级期中）如图所示，将弹性绳挂在耳朵上能戴稳口罩，但时间久了耳朵有点痛，说明力的作用是________的；用手轻捏口罩里的鼻梁条，可以使口罩贴合面部，说明力能改变物体的
________，鼻梁条发生的形变属于________（选填“弹性”或“塑性”）形变。

【答案】相互形状塑性
【解析】[1]将弹性绳挂在耳朵上能戴稳口罩，但时间久了耳朵有点痛，说明力的作用是相互的。

[2]用手轻捏口罩里的鼻梁条，可以使口罩贴合面部，鼻梁条的形状改变，说明力能改变物体的形状。

[3]鼻梁条受外力发生形变，当撤去外力后鼻梁条不能恢复原状，说明鼻梁条发生的形变属于塑性形变。

15．（2022·广西南宁·八年级期中）学校科技活动小组的同学准备自己动手制作弹簧测力计，他们选取了甲、乙两种规格的弹簧进行实验，绘出了如图所示的图像，图中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______（选填“甲”或“乙”）。

如果选用弹簧甲做弹簧测力计，它能做的最大量程是0~______N，刻度部分的总长度是______cm。

【答案】乙46
【解析】[1]如图，在弹性形变范围内，甲能承受的最大拉力为4N，乙能承受的最大拉力为8N，故要制作量程较大的弹簧测力计应该选择乙。

[2]如图，在弹性形变范围内，甲能承受的最大拉力为4N，即选用甲做弹簧测力计的量程为0~4N。

[3]如图，在弹性形变范围内，甲的最大伸长量为6cm，选用甲做弹簧测力计刻度部分应该是从弹簧原长时的一端开始到弹簧最大伸长量时，总长度为6cm。

16．（2022·四川广安·八年级期中）弹簧测力计在使用前要注意观察指针是否在______上，该弹簧测力计的测量范围是______，来回拉动挂钩无异常后，将鱼挂在测力计下，如图所示，鱼对弹簧测力计挂钩的拉力是______N。

【答案】零刻度线0~5N 2.2N
【解析】[1]弹簧测力计在使用前要注意观察指针是否在零刻度线处，要是没有在零刻度线处，需要校零。

[2]从弹簧测力计刻度盘可以看出该弹簧测力计的量程即测量范围是0~5N。

[3]弹簧测力计的分度值为0.2N，则鱼对弹簧测力计挂钩的拉力为2.2N。

17．（2022·江苏·常熟市实验中学八年级期中）如图所示，将两个完全相同的弹簧测力计的挂钩钩在一起，然后甲同学用500N的拉力拉弹簧测力计B，B测力计示数显示为500N，那么A测力计示数为F A＝_____N；若甲、乙两同学同时用500N的力向相反方向拉测力计，则此时B测力计的示数F B＝_____N。

（均不计弹簧测力计和绳的重）
【答案】500500
【解析】[1]根据题意可知，A处于平衡状态，A在水平方向受到两个力的作用，这两个力是一对平衡，其中B对A的拉力为500N，则A的测力计的示数为500N。

[2]两个同学用500N的力向相反方向拉测力计，B测力计处于平衡状态，受到一对平衡力的作用，其中一个力为500N，则另一个力也为500N，即B测力计的示数等于500N。

18．（2022·福建宁德·八年级期中）如图，是一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系的图像，由图可知弹簧的原长是______m，若弹簧伸长5cm时，所受弹力的大小是______N。

【答案】0.110
【解析】[1]弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关，当弹簧为原长时，没有发生形变时，弹力为0，图中可以看到是10cm，即0.1m。

[2]当弹簧伸长量为5cm时，弹簧的长度为
10515
=+=
L cm cm cm
由图可知此时受到的弹力大小为10N。

三、实验题
19．（2022·广东揭阳·八年级期中）某同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验。

先将弹簧平放在水平桌面上，用刻度尺测出弹簧的自然长度L0=3.5cm，再将弹簧的上端挂在铁架台上，使弹簧处于竖直状态，如图（a）所示。

然后将钩码逐个挂在弹簧的下端，测出相应的弹簧总长度L，算出弹簧伸长量x=L-L0，记录实验数据，作出弹簧下端所受拉力F随弹簧伸长量x变化的图像，如图（b）所示。

（1）弹簧具有_____（填“弹性”或“塑性”），测出相应的弹簧长度需要用到_____；
（2）图（b）中，直线没过坐标原点，可能的原因是_____；
A．坐标标度选取不合理
B．钩码重力的测量值都偏大
C．弹簧自身重力的影响
（3）该同学用实验中的弹簧制作了一个弹簧测力计，弹簧测力计的工作原理是______，将该弹簧秤竖直放置，未挂重物时，指针与零刻度对齐，悬挂某一重物时，如图（c）所示读数为______N，此时弹簧总长为
（1）这项研究在实际中的应用是______。

（2）分析实验数据，你可得到结论：______。

（3）该弹簧原长是______cm，若用该弹簧制作一个弹簧测力计，其量程为______（g取10N/kg）。

（4）小李作出了如图所示的三个图像，其中正确的是______。

A．B．C．
【答案】弹簧测力计在弹性限度范围内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比20～2.5N B 【解析】（1）[1]探究弹簧的长度跟外力的变化关系在实际中的应用是弹簧测力计。

（2）[2]分析实验数据可得，拉力为0时，弹簧的长度为2cm，伸长量为0；拉力为
G＝0.05kg×10N/k g＝0.5N
时，弹簧的长度为3cm，伸长量为1cm；
一直到拉力
G＝0.25kg×10N/k g＝2.5N
时，弹簧的长度为7cm，伸长量为5cm；在该范围内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比；拉力大于2.5N 时，拉力与弹簧的伸长量不成正比关系；故可以得到结论：在弹性限度范围内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。

（3）[3]分析实验数据可得，拉力为0时，弹簧的长度为2cm，伸长量为0，故该弹簧原长是2cm。

[4]由表格中的数据可知弹簧受到的拉力与伸长量成正比的范围是在0～2.5N，因此该弹簧测力计的量程是0～2.5N。

（4）[5]由表格中的数据可知：当m＝0，即G＝0，F＝0时，弹簧的长度s＝2cm；
当m≥250g，即G≥2.5N，F≥2.5N时，弹簧的长度s＝7cm；
符合这两个条件的只有B图，故AC错误，B正确。

故选B。