人教版八年级物理下《弹力》拓展训练.docx
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人教版八年级物理下《弹力》拓展训练
《弹力》拓展训练
一、选择题(本大题共2小题,共20.0分)
1.(10分)李悟同学自制了一个弹簧测力计,他在画刻度线时所使用砝码质量比实际小,则使用该弹簧测力计测量力时,其读数( )
A.比实际值大B.比实际值小
C.与实际值相等D.无法判断
2.(10分)如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。
A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧压缩了2cm。
已知细线受到的拉力为3N,地面对B的支持力为5N,则A、B两物体的重力分别是(提示:
劲度系数为100N/m,即该轻弹簧每受到100N的力,压缩或伸长1m)( )
A.1N和5NB.1N和7NC.7N和3ND.5N和3N
二、填空题(本大题共2小题,共20.0分)
3.(10分)弹簧测力计下方挂着重为2N的钩码,在竖直方向上匀速向下运动,观察到弹簧测力计的示数 2N;若突然让弹簧测力计停止运动,这时弹簧测力计的示数 2N.(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
4.(10分)读出图中各测量工具的示数,甲是 cm,乙 N,丙是 g
三、多选题(本大题共1小题,共10.0分)
5.(10分)如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。
从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。
不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球( )
A.从接触到弹簧开始一直做减速运动
B.受到的弹力越来越大
C.在b处小球受到的合力0
D.将弹簧压缩至最短时小球处于平衡状态
四、实验探究题(本大题共5小题,共50.0分)
6.(10分)小华在课外探究弹簧的伸长量跟拉力的变化关系,现记录了相应实验数据,如下表:
(g=10N/kg)
弹簧下方所挂钩码质量/g
0
100
200
300
400
500
600
700
指针的位置/cm
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
(1)分析实验数据,可得到的结论是:
。
(2)小华利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用该弹簧测力计称出液体和小桶的总重力,记录的部分数据在如表中。
液体种类
酒精
水
可乐
酱油
弹簧测力计的示数F/N
2.6
2.8
3.0
3.2
①通过分析比较此表,小华推测在液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。
在如图乙所示的图象中能正确反映这一规律的图象是 。
②若可乐的密度为1.2g/cm3,试根据表格中的数据计算出酱油的密度 g/cm3。
(3)小华又利用该弹簧测力计及小桶,将弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧密度计,请计算出并在甲图上标出弹簧密度计的量程。
7.(10分)在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:
在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。
根据这一现象,小明和小华提出如下猜想(如图)。
究竟谁的猜想正确呢?
他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
信息快递:
橡皮筋伸长的长度一般用符号△L表示,它等于挂上钩码后皮筋的长度L与皮筋没有挂钩码时的长度L0之差,即△L=L﹣L0
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是 。
(2)小明和小华的实验记录数据如下表:
1
拉力(钩码总重)F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2
橡皮筋的总长度L/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
6.9
7.5
3
橡皮筋伸长的长度△/cm
0
0.6
1.2
2.4
3.0
①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0= cm.
②请将表格中第3行的数据补充完整。
③要判断小华的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较?
答:
应对 (选填序号)两行数据
(3)①将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上,测得总质量m1;
②将薄膜揭开,向烧杯内倒入酒精与水的混合物,盖紧薄膜,测得其总质量m2;
③一个月后,检查发现薄膜覆盖紧密完好,烧杯内液体体积明显减小,测得此时质量m3;
④以后,烧杯内液体体积保持不变。
(4)已知ρ酒=0.8×103kg/m3,问:
①一个月后,烧杯内剩余的液体密度是多少?
是何种物质?
请通过计算说明。
②实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特性?
(写出两点即可)
, 。
8.(10分)小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”。
弹簧的一端固定在木板上,他先在木板上标上0~7.00cm的刻度。
把木板竖直放置,在弹簧下端挂钩码(每个钩码的质量为50g)。
实验数据记录如下表。
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
弹簧长度/cm
2.00
2.50
3.00
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
弹簧的伸长/cm
0
0.50
1.00
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
(1)分析表中弹簧的伸长跟拉力的数据,你能得到的结论是 。
(2)小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”,他找来一个质量为100g的小桶,挂在弹簧下面的挂钩上,测量时,在桶中加满待测液体,根据指针指示的刻度,就能直接读出液体的密度。
①该“密度秤”的零刻度线应在 cm刻度处。
②在桶中加满水,指针指在4.00cm刻度处,如图丙,则该小桶的容积是 cm3。
③该“密度秤”能测量的最大的密度是 g/cm3。
④利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是 g/cm3。
⑤小明想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是 (只要一种即可)。
9.(10分)弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越大,某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究拉力和弹簧伸长量的关系。
表中数据是该同学在弹簧弹性限度内记录的实验数据(g=10N/kg)
钩码质量m/g
0
30
60
90
120
150
弹簧总长度l/cm
6.0
7.2
8.4
9.8
10.8
12.0
(1)根据实验数据在如图所示坐标系中作出拉力F跟弹簧伸长量x的关系图象(弹簧的伸长量等于总长减去弹簧未挂钩码时的长度);
(2)这项研究在实际中的应用是 ,该弹簧原长是 cm;
(3)分析实验数据你可得到的结论 。
10.(10分)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,如图甲所示。
记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量△x,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时,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的测力计,则用橡皮筋 (A/B)制成的测力计量程大,用橡皮筋 (A/B)制成的测力计测量的精确程度高。
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
0
4
5
6
9
10
11
12
弹簧全长/cm
3.5
5.5
6
6.5
8
9
10.5
14
(3)经分析数据得出结论:
。
(4)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 。
《弹力》拓展训练
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共2小题,共20.0分)
1.(10分)李悟同学自制了一个弹簧测力计,他在画刻度线时所使用砝码质量比实际小,则使用该弹簧测力计测量力时,其读数( )
A.比实际值大B.比实际值小
C.与实际值相等D.无法判断
【考点】弹簧测力计的使用与读数.
【分析】弹簧测力计原理是在弹性限度内弹簧的伸长与拉力成正比,最小分度值偏小,测量结果偏大,据此进行分析。
【解答】解:
在自制弹簧测力计时,画刻度线所使用砝码质量比实际小,使得最小分度值偏小,挂上物体后,要伸长同样的长度,需要少挂物体,或者说挂上一样多的物体,实际伸长的长,即测量结果偏大,故A正确;
如:
他在画10N刻度线时所用砝码的实际质量为900g(实际重力为9N),这样称量9N的重物时就会显示10N,所以其读数比比实际值大。
故选:
A。
【点评】弹簧测力计作为力学中最常用的测量工具之一,我们应该熟知它的原理是解题的关键。
2.(10分)如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上。
A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧压缩了2cm。
已知细线受到的拉力为3N,地面对B的支持力为5N,则A、B两物体的重力分别是(提示:
劲度系数为100N/m,即该轻弹簧每受到100N的力,压缩或伸长1m)( )
A.1N和5NB.1N和7NC.7N和3ND.5N和3N
【考点】弹簧测力计及其原理.
【分析】
(1)弹簧的劲度系数为k,伸长或压缩的长度为x,那么产生的弹力根据F=kx计算;
(2)物体A处于静止状态,那么它受到向上的弹力F,细线的拉力F拉,向下的重力GA,即:
F+F拉=GA;
物体B处于静止状态,它受到向下的重力GB,向下的弹力F,向上的支持力F支,即:
F支=GB+F。
【解答】解:
弹簧的弹力为:
F=kx=100N/m×0.02m=2N;
物体A处于静止状态,那么它受到向上的弹力F,细线的拉力F拉,向下的重力GA,即:
F+F拉=GA
2N+3N=GA
GA=5N;
物体B处于静止状态,它受到向下的重力GB,向下的弹力F,向上的支持力F支,即:
F支=GB+F
5N=GB+2N
GB=3N。
故选:
D。
【点评】知道弹簧的弹力和形变之间的数量关系,能够对物体进行正确的受力分析是解答此题的关键。
二、填空题(本大题共2小题,共20.0分)
3.(10分)弹簧测力计下方挂着重为2N的钩码,在竖直方向上匀速向下运动,观察到弹簧测力计的示数 等于 2N;若突然让弹簧测力计停止运动,这时弹簧测力计的示数 大于 2N.(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【考点】弹簧测力计的使用与读数.
【分析】物体的重是2N,弹簧测力计的示数是拉力,通过拉力和重力比较得出钩码在匀速直钱运动时、加速向上或减速向下运动时、加速向下或减速向上运动时的结论。
【解答】解:
弹簧测力计下方挂着重为2N的钩码,在竖直方向上匀速向下运动时,物体受平衡力作用,弹簧测力计对钩码的拉力等于钩码重力为2N;
弹簧测力计在竖直方向上匀速向下运动运动的过程中,突然让弹簧测力计停止运动,此时弹簧测力计对钩码的拉力大于重力,弹簧测力计的示数大于2N
故答案为:
等于;大于。
【点评】本题主要考查学生根据平衡力和非平衡力解决实际问题的能力,有一定难度。
4.(10分)读出图中各测量工具的示数,甲是 2.55 cm,乙 4.4 N,丙是 63.4 g
【考点】天平的使用;刻度尺的使用;弹簧测力计的使用与读数.
【分析】
(1)使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)弹簧测力计测量物体的重力时,注意它的分度值,零刻线在刻线的最上端,自上向下读数;
(3)物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值,注意标尺的分度值。
【解答】解:
(1)刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与6.00cm对齐,右侧与8.55cm对齐,所以物体的长度为L=8.55cm﹣6.00cm=2.55cm;
(2)弹簧测力计上,在1N之间有5个格,一个格表示0.2N,即弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数为4.4N;
(3)图中天平标尺的分度值为0.2g,物体的质量等于50g+10g+3.4g=63.4g。
故答案为:
2.55;4.4;63.4。
【点评】此题考查的是常见的几种物理仪器的读数方法,在读数前一定要观察仪器的量程和分度值;需要注意的是长度的测量需要进行估读。
三、多选题(本大题共1小题,共10.0分)
5.(10分)如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。
从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。
不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球( )
A.从接触到弹簧开始一直做减速运动
B.受到的弹力越来越大
C.在b处小球受到的合力0
D.将弹簧压缩至最短时小球处于平衡状态
【考点】弹力.
【分析】
(1)由图象可知,小球速度先变大,后变小。
弹簧发生形变从而产生弹力,弹力的大小与弹簧的弹性形变程度有关。
(2)在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力,当两力大小相等时,小球速度最大,此时弹力与重力是一对平衡力。
【解答】解:
A、在小球向下运动过程中,受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力;开始的一段时间内,重力大于弹力,合力向下,小球做加速运动,其速度增大;随弹簧压缩量的增大,弹力越来越大,当弹力与重力相等时,合力为零;小球再向下运动,弹力大于重力,合力向上,小球做减速运动,其速度减小直至为0.故A错误;
B、小球从高处落下并压缩弹簧,从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,弹簧的形变程度逐渐变大,所以小球受到弹力也逐渐变大,故B正确,
C、在b处时小球的速度是最大的,此时受到重力和弹力是一对平衡力,合力为0,故C正确;
D、将弹簧压缩至最短时,即弹簧的压缩量最大时,小球的速度为0,此时,小球受到的弹力大于其重力,所以小球处于非平衡状态。
故D错误。
故选:
BC。
【点评】本题考查了弹力、运动和力关系等问题。
解题的关键要读懂图,由图获取弹簧压缩量,小球速度变化的信息分析小球的运动过程,分析弹力的变化情况。
四、实验探究题(本大题共5小题,共50.0分)
6.(10分)小华在课外探究弹簧的伸长量跟拉力的变化关系,现记录了相应实验数据,如下表:
(g=10N/kg)
弹簧下方所挂钩码质量/g
0
100
200
300
400
500
600
700
指针的位置/cm
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
(1)分析实验数据,可得到的结论是:
在弹性限度内,弹簧伸长量与拉力成正比 。
(2)小华利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用该弹簧测力计称出液体和小桶的总重力,记录的部分数据在如表中。
液体种类
酒精
水
可乐
酱油
弹簧测力计的示数F/N
2.6
2.8
3.0
3.2
①通过分析比较此表,小华推测在液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。
在如图乙所示的图象中能正确反映这一规律的图象是 C 。
②若可乐的密度为1.2g/cm3,试根据表格中的数据计算出酱油的密度 1.4 g/cm3。
(3)小华又利用该弹簧测力计及小桶,将弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧密度计,请计算出并在甲图上标出弹簧密度计的量程。
【考点】探究弹簧测力计原理的实验.
【分析】
(1)从所给数据看:
弹簧原长2cm,在物体的质量为600g以前,钩码拉力增加弹簧的伸长量也增加,且成正比;
(2)①题中给出的是总重力F与液体密度的图象,对于不同的液体,在体积相同时,F与液体密度是一正比例函数;
②根据弹簧测力计的示数与液体密度的关系式,将弹簧秤示数代入,便可以求出液体密度;
(3)明确小桶的重,便可确定弹簧秤的零刻度线位置,再利用表达式求出当弹簧秤示数为5N时液体的密度,即可进行标注。
【解答】解:
(1)由表中数据可知:
在所挂物体质量在0~600g的范围内,弹簧的长度随物体质量的增大而加长,且成正比当物体的质量超过600g后,不再有此规律,即:
在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长和受到的拉力成正比;
(2)①A、当F为零时,密度也为零,不符合题意;
B、当液体密度有数值时,F也应该有示数,不能是零,不符合题意;
C、因为小桶有重力,所以当没有液体时,F应有示数,符合题意;
D、F的示数随密度的增大而减小,是错误的。
故选C。
②由表格中数据知,G桶+ρ1Vg=G1,即G桶+1.0×103kg/m3×10N/kg×V=2.8①
G桶+ρ2Vg=G2,即G桶+1.2×103kg/m3×10N/kg×V=3.0②
②﹣①解得:
V=10﹣4m3;G桶=1.8N;
若小桶中盛酱油时,G桶+ρ酱油gV=G′
则:
ρ酱油=
=
=1.4×103kg/m3=1.4g/cm3
(3)当桶内不加液体时,即相当于液体密度为为0时,弹簧测力计的示数等于桶的重力1.8N,弹簧测力计上1.8N刻度延长标记为0g/cm3,
弹簧测力计的最大示数为5N,代入关系式得:
5N=1.8N+1×10﹣4m3×10N/kg×ρ液,
解得最大刻度处所对应的液体密度:
ρ液=3.2×103kg/m3=3.2g/cm3,
弹簧测力计上5N刻度延长标记为3.2g/cm3,液体密度计的零刻线和最大刻度,如下图:
故答案为:
(1)在弹性限度内,弹簧伸长量与拉力成正比;
(2)①C;②1.4;(3)见上图。
【点评】利用坐标图象反应物理量的关系比较抽象,通过对数据的分析处理,得出物理量之间的数学表达式是解决此题的关键。
7.(10分)在“制作橡皮筋测力计”的活动中,同学们发现:
在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。
根据这一现象,小明和小华提出如下猜想(如图)。
究竟谁的猜想正确呢?
他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
信息快递:
橡皮筋伸长的长度一般用符号△L表示,它等于挂上钩码后皮筋的长度L与皮筋没有挂钩码时的长度L0之差,即△L=L﹣L0
(1)要完成实验,除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还需要的器材是 刻度尺 。
(2)小明和小华的实验记录数据如下表:
1
拉力(钩码总重)F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2
橡皮筋的总长度L/cm
4.5
5.1
5.7
6.3
6.9
7.5
3
橡皮筋伸长的长度△/cm
0
0.6
1.2
2.4
3.0
①没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0= 4.5 cm.
②请将表格中第3行的数据补充完整。
③要判断小华的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较?
答:
应对 1、2 (选填序号)两行数据
(3)①将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上,测得总质量m1;
②将薄膜揭开,向烧杯内倒入酒精与水的混合物,盖紧薄膜,测得其总质量m2;
③一个月后,检查发现薄膜覆盖紧密完好,烧杯内液体体积明显减小,测得此时质量m3;
④以后,烧杯内液体体积保持不变。
(4)已知ρ酒=0.8×103kg/m3,问:
①一个月后,烧杯内剩余的液体密度是多少?
是何种物质?
请通过计算说明。
②实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特性?
(写出两点即可)
有较好的透水性 , 对酒精有良好的密封性 。
【考点】探究弹簧测力计原理的实验.
【分析】
(1)要完成该实验,除了需要知道拉力之外还需要知道橡皮筋的长度,因此还需要测量长度的器材:
刻度尺;
(2)由表中数据知:
①当F=0N时的橡皮筋长度即为L0;
②用橡皮筋的总长度L减去原长L0即为橡皮筋伸长的长度△L;
③小华的猜想是橡皮筋的总长度与拉力成正比,要判断小华的猜想是否正确,需要分析拉力与橡皮筋的总长度的关系,即分析1、2两行数据进行比较;
(4)根据密封的液体种类和密封过程中质量的变化情况总结。
【解答】解:
(1)由表格可知还有长度的数据,故还需要测量长度的器材:
刻度尺;
(2)①由表格可知,没有挂钩码时,就是拉力为0时,橡皮筋的长度L0为4.5cm;
②用橡皮筋的总长度L减去原长L0即为橡皮筋伸长的长度△L;即6.3cm﹣5.7cm+1.2cm=1.8cm;
③小华的猜想是橡皮筋的总长度与拉力成正比,需要分析拉力与橡皮筋的总长度的关系,即分析1、2两行数据进行比较;
(4)已知密封的是水和酒精的混合物,一个月后,液体体积明显减小,计算结果表明,剩余液体都是酒精,据此可以得到:
①氧化石墨烯薄膜具有较好的透水性,烧杯内部的水全部蒸发;
②氧化石墨烯薄膜具有良好的密封性,水虽然蒸发了,但酒精的质量没有变化。
故答案为:
(1)刻度尺;
(2)①4.5;②1.8;③1、2;(4)有较好的透水性;对酒精有良好的密封性。
【点评】本题是实验探究题,用补充内容的方式来考查弹簧测力计的制造原理,从侧面帮助学生理解了橡皮筋伸长的长度,充分锻炼学生的理解能力与分析能力;还考查通过计算判断物质种类进一步得到新材料的特点,是解决此题的难点。
8.(10分)小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”。
弹簧的一端固定在木板上,他先在木板上标上0~7.00cm的刻度。
把木板竖直放置,在弹簧下端挂钩码(每个钩码的质量为50g)。
实验数据记录如下表。
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
弹簧长度/cm
2.00
2.50
3.00
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
弹簧的伸长/cm
0
0.50
1.00
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
(1)分析表中弹簧的伸长跟拉力的数据,你能得到的结论是 在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比 。
(2)小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”,他找来一个质量为100g的小桶,挂在弹簧下面的挂钩上,测量时,在桶中加满待测液体,根据指针指示的刻度,就能直接读出液体的密度。
①该“密度秤”的零刻度线应在 3.00 cm刻度处。
②在桶中加满水,指针指在4.00cm刻度处,如图丙,则该小桶的容积是 100 cm3。
③该“密度秤”能测量的最大的密度是 4 g/cm3。
④利用现有的长度刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是 0.1 g/cm3。
⑤小明想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是 减小桶的质量 (只要一种即可)。
【考点】探究弹簧测力计原理的实验.
【分析】
(1)先判断出刻度尺的最小分度值,再读出弹簧原长和弹簧的伸长量;分析表中数据得出弹簧的伸长和拉力成正比;
(2)①由甲乙知弹簧伸长1cm时的拉力判断出该“密度秤”的零刻度线;
②算出指针指在4cm刻度处的拉力,算出水的重力和质量,根据密度公式算出小桶的容积;
③④根据刻度尺的量程判断出该“密度秤”能测量的最大的密度和该“密度秤”的分度值;
⑤根据测量原理分析增大量程的方法。
【解答】