18力力的测量分析.docx
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18力力的测量分析
力 力的测量
一、知识概述
1、理解力的概念，物体间力的作用是相互的；
2、掌握力的单位；
3、掌握力的测量，会使用弹簧秤测力；
4、了解力的三要素，力的图示和示意图。
二、重难点知识归纳与讲解
（一）力
1、定义：
力是物体对物体的作用。
2、施力物体和受力物体：
力是不能脱离物体存在的，一个物体受到力的作用，必然有另外一个物体对它施加力。
3、力的作用是相互的：
一个物体对另一个物体施力的同时，也要受到另一个物体的作用力。
4、力的作用效果：
（1）力可以改变物体的形状；
（2）力可以改变物体的运动状态：
①物体运动速度大小发生变化；
②物体运动速度方向发生变化。
5、力的单位：
SI制中力的单位是“牛顿”，简称“牛”，符号“N”。
（二）测量力的大小的工具：
弹簧秤
1、弹簧测力计的构造
观察如图1所示的弹簧测力计，其主要是由弹簧、指针、刻度盘组成．为了满足测力的不同需要，人们还制造了其他形式的测力计，如握力计和拉力计等．如图2所示．
图1
图2
2、弹簧测力计的作用
3、弹簧测力计的制作原理
根据弹簧受的拉力跟弹簧伸长的长度成正比来制成。
4、正确地使用弹簧测力计
①使用弹簧测力计时，首先要看清它的测量范围（量程）和分度值．所要测量的力不能超过它的测量限度，以免损坏测力计．
②测量前要检查指针是否指在零刻度线．如果没有指在零刻度线，要进行调节使指针指在零刻度线．
③使用前，要轻轻来回拉动弹簧测力计的挂钩，以免指针被外壳卡住而造成测量出现比较大的误差．测量时，拉弹簧测力计挂钩的力及弹簧伸长方向要和测力计的外壳平行，避免扭曲和摩擦，减小测量的误差．
④读数时，视线要与刻度板表面垂直．弹簧测力计的示数等于挂钩（弹簧自由端）所受到的拉力的大小．
5、弹簧测力计的最大量程
弹簧的伸长与拉力成正比的规律是有一定的限度的，即加在弹簧上的力不能太大，拉力大到一定值以后，弹簧的伸长就不再与拉力成正比，甚至无法恢复原状．弹簧测力计的量程就是弹簧秤允许测量力的最大刻度值．
6、弹簧测力计的最小刻度值
弹簧测力计的最小刻度值是指弹簧秤上最小一格代表的力的大小值，有同学会把最小刻度值误认为是弹簧秤上的最小数值，认为是零，这是不正确的．
（三）力的图示和示意图
1、力的三要素：
大小、方向、作用点。
2、力的图示：
用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来。
作图方法：
（1）画出受力物体（不画施力物体）；
（2）作力例线段——标度（为力的1/2以下）；
（3）确定作用点O（不离开受力物体）；
（4）自作用点沿力的方向，大小按比例做直线；
（5）用箭头顶在最后一格，并标出力的大小。
3、力的示意图：
只有力的方向、作用点的有向线段。
典型例题：
例1、有关力的说法正确的是（ ）
A．两个物体相接触就一定有力的作用；
B．两个物体不接触就一定没有力的作用；
C．没有物体也可能会有力的作用；
D．两个物体相互作用，这两个物体既是施力物体，也同时是受力物体。
分析：
力是物体对物体的作用，当物体间发生了作用才会产生力，所以两个相互接触的物体间可能有力的作用，也可能没有力的作用。
例如下图1所示中A、B两物体相互接触，A对B有压力，B对A有支持力；而在光滑水平面上平放着的C、D两物体相互接触，如图2所示但它们之间没有发生相互作用，因此C与D之间没有力产生，所以A不正确。
彼此不接触的物体间也可能有相互作用力。
例如空中飞行的飞机虽然不与地面接触，但仍由于地球的吸引而受重力的作用；不接触的磁铁和铁钉之间也会有吸引力存在，所以B不正确。
力是物体对物体的作用，因此力是不能离开物体而独立存在的，所以C不正确。
物体间力的作用是相互的，一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力，因此两个物体相互作用时，这两个物体既是施力物体，也同时是受力物体，所以D正确。
图1 图2
解答：
选项D正确。
说明：
本题是一道考查力的概念的问题，同学们只要熟练的掌握了力的概念，充分的认识力的物质性和相互性，便不难得到正确答案。
例2、以下是我们生活中可见到的几种现象：
①用力揉面团，面团形状发生变化；②篮球撞击在蓝板上被弹回；③用力握小皮球，球变瘪了；④一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞。
在这些现象中，物体因为受力而改变运动状态的是（ ）
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
分析：
用力捏面团，面团的形状发生变化是由于面团受到力的作用形状发生了改变；篮球撞击在蓝板上时受到蓝板的反作用力改变了运动的方向，即：
力改变了它的运动状态；用力握小皮球，球因受力发生了形变，所以球变瘪了；一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞是灰尘由于受到风的作用力运动状态发生所至。
解答：
选项D正确。
说明：
力作用在物体上有两种效果，改变物体的形状或改变物体的运动状态，而改变物体的运动状态又分为改变运动的方向和改变运动的快慢两种情况。
同学们在学习时要注意进行区分。
例3、游泳运动员用手和脚向后推水，于是人就前进。
下面说法正确的是（ ）
A．运动员是施力物体，不是受力物体；
B．手和脚对水有一个推力，方向向后，则水对脚和手就有一个方向向前的推力；
C．水只是受力物体，不是施力物体；
D．手脚对水的推力一定和水对手和脚的力相互抵消。
分析：
因为物体间的作用是相互的，一个物体是施力物体的同时又是受力物体，人的手和脚对水有力的作用，水对人的手和脚也同时有一个作用。
这两个力分别产生了各自不同的效果，手和脚推水使水向后运动，水对手和脚向前的力使人前进，相互作用力的效果不能抵消。
解答：
选项B正确。
说明：
本题主要考察同学们关于相互作用力的知识。
由于物体间力的作用是相互的，所以这两个物体之间总作用着一对力，就是我们所说的相互作用力。
它们总是成对出现的，具有以下特点：
大小相等；方向相反；作用在同一条直线上；分别作用在两个物体上；同时产生、同时消失、同时增大或减小；是同一种性质的力。
例4、弹簧下挂5N重物时，弹簧伸长2cm，下挂7.5N重物时弹簧长度是10cm，求弹簧的原长？
（在弹簧测量范围内）
分析：
此题中F1=5N，ΔL1=2cm；F2=7.5N，L2=10cm，求L0=？
先求ΔL2。
因为F1/F2=ΔL1/ΔL2，所以ΔL2=3cm；
又因为ΔL2=L2－L0，所以L0=L2－ΔL2=7cm。
解答：
弹簧原长为7cm。
说明：
本题考查弹簧秤的原理，即在弹性限度内，弹簧的形变量与受到的拉（压）力大小成正比。
解决这类问题同学们特别要注意的是要区分弹簧的长度与形变量，形变量等于弹簧的长度与原长差的绝对值，不要将它们混淆。
同弹簧受到的拉（压）力成正比的是形变量，而不是弹簧的长度。
例5、小华在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系，利用如图所示实验装置记录了相应实验数据如下：
钩码质量（g）
0
50
100
150
200
250
300
400
指针位置（cm）
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
①这项研究在实际中的应用是___________．
②分析实验数据你可得到的结论是______________________．
③小华做了如图所示三个图像，其中正确的是___________（填序号）．
解析：
从表中数据可以看出，不挂钩码时，弹簧原长为2cm，每次加挂50g钩码，弹簧伸长1cm，挂上300g和100g钩码时，弹簧的长度不再变化，由此说明弹簧的伸长与所受拉力成正比只在一定范围内成立．根据对应点的关系可分析出图像B正确．
答案：
①弹簧测力计；②在一定范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比（或：
在一定范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长）；③B
说明：
弹簧测力计只有在弹性形变范围内：
弹簧的伸长跟所受的拉力成正比，超出范围测力计要损坏．
例6、如图所示，放在斜面上的物块受到4N的沿斜面向上的拉力和8N的重力作用，用力的图示法表示出这两个力。
解析：
此题主要考查的知识点是画物块的受力的力的图示，只要按照力的图示的方法，把物块所受力的三要素表示在图上即可。
答案：
说明：
画力的图示，其步骤一般可分为三步：
第一步，明确研究对象（一般指受力的物体）。
第二步，四定：
一定标度；二定作用点；三定作用线；四定线段长度。
第三步，三标：
一标箭头；二标符号；三标大小。
以上这三个步骤缺一不可，而且顺序不能颠倒。
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窗体顶端
一、选择题
1、在湖面上划船时，使船前进的力是（ ）
A．船的重力
B．船对水的作用力
C．水直接对船身的作用力
D．水对浆的推力
2、关于力的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．两个物体只要相互接触，就一定有力的作用
B．两个不相互接触的物体之间，就一定没有力的作用
C．有力的作用就一定有施力物体，但可以没有受力物体
D．力不能脱离物体而独立存在
3、甲、乙两位同学各用200牛顿的力沿相反的方向拉测力计，测力计的示数为（ ）
A．400牛顿
B．200牛顿
C．100牛顿
D．0牛顿
4、在国际单位制中，力的单位是（ ）
A．千克
B．开尔文
C．牛顿
D．赫兹
5、下列物体重最接近20N的是（ ）
A．一个小学生
B．一辆汽车
C．一只钢笔
D．一只公鸡
6、手提水桶时（研究对象是水桶）（ ）
A．水桶是受力物体，手是施力物体
B．手是受力物体，水桶是施力物体
C．水桶是受力物体，地面是施力物体
D．水桶是施力物体，地面是受力物体
7、下列情况中产生的力，哪些不是弹力（ ）
A．手轻压钢条，使钢条变弯一些
B．脚踩饮料瓶，将它踩瘪
C．手轻拉弹簧，弹簧伸长一些
D．运动员拉开弓，准备射箭
8、使用弹簧测力计测量力的过程中，有如下操作：
①轻轻来回拉动两次挂钩，②把待测力加在挂钩上，③观察弹簧测力计的量程，弄清刻度上每一小格表示多少牛，④调整弹簧测力计指针位置，⑤待指针稳定后读数．上述操作，正确的顺序是（ ）
A．①②③④⑤
B．②③④①⑤
C．④①②③⑤
D．③④①②⑤
9、关于弹力下列说法正确的是（ ）
A．不相互接触的物体间也会产生弹力
B．拉力不属于弹力
C．压缩的弹簧能产生弹力
D．物体在发生形变时产生的力叫弹力
窗体底端
B 卷
二、综合题
10、力是物体_________；物体间力的作用总是_______的；每一个力都有施力物体和____________。
11、力的作用效果是________和使物体发生________。
12、用脚踢足球，球飞走了是由于________对_________的作用力的结果，脚感到痛是______对_______的作用的效果。
以上事实说明力的产生离不开_______，物体间力的作用是_______。
13、测量力的大小的工具叫做_______；实验室里常用测量力的仪器是________。
14、使用弹簧秤时要注意看清它的_______，加在弹簧秤上的力不许超过它的_______，否则将会______弹簧秤。
15、弹簧秤的刻度是均匀的，这是因为在弹簧秤的测量范围内，弹簧的_______跟受到的拉力成正比。
16、一条弹簧，受到15牛顿的拉力时长8厘米，受到5牛顿的拉力时长6厘米，受到10牛顿的拉力时，弹簧长_____厘米，没有受到拉力时，弹簧长______厘米。
17、力的三要素是力的_______、_______、________；力的三要素会影响力的_________。
18、重80牛的小车，在A点受到40牛的水平向左的拉力，在图上画出重力和作用在A点的水平拉力的图示。
19、一个倾角为30°的斜面上有一个木箱，现在用106N的力沿着斜面拉木箱，在图中正确的力的图示是（）
第1题答案错误!
正确答案为D
第2题答案错误!
正确答案为D
第3题答案错误!
正确答案为B
第4题答案错误!
正确答案为C
第5题答案错误!
正确答案为D
第6题答案错误!
正确答案为A
第7题答案错误!
正确答案为B
第8题答案错误!
正确答案为D
第9题答案错误!
正确答案为C
7、B 物体只有发生弹性形变时产生的力才叫弹力．弹性形变是指物体受力发生形变，撒去力后仍能恢复原状，本题只有用脚踩过的饮料瓶变瘪后不能恢复原状，因此脚踩的力不是弹力．
8、D 要按照先观察、再调整、后测量的顺序使用弹簧测力计．使用弹簧测力计的方法是：
（1）测量前，事先观察指针是否在零刻度，否则要将指针调到零点；
（2）注意其测量范围和分度值，测量时不应超过其量程；（3）读数时视线应与刻度面垂直；（4）未挂物体前，应轻轻来回拉动挂钩几次，防止弹簧卡在外壳上；（5）弹簧测力计可测拉力、重力、摩擦力等．
9、C 物体只有相互接触时才能发生弹性形变，产生弹力，因此A错；拉力的作用使物体发生弹性形变，所以拉力属于弹力，B错；物体只有发生弹性形变时产生的力才叫做弹力，D错；只有C正确．
10、对物体的作用、相互的、受力物体
11、改变物体的运动状态、形状改变
12、脚、球、球、脚、物体、相互的
13、测力计、弹簧秤
14、量程、最大刻度、损坏
15、伸长量
16、7、5
17、大小、方向、作用点、作用效果
18、
19、解析：
做力的图示要反映和描述物体受力及其效果．选项A①标度不对，这样只能表示2×106N，不能表示106N；②木箱没有沿斜面运动的效果，而且用来表示力的方向的箭头要跟线段的端点重合，显然选项A为错误答案；选项B的图中是把木箱放在了水平地面上，故选项B为错误的；选项C的标度表示5×106N，那么线段表示力就是2×5×106N=107N；不符合题目的要求，故C选项是错误的，选项D标度和表示方法及线段长度均合理，所以选项D是正确的．选项E图中没有标度，这仅仅是一个力的示意图，而不是力的图示，故选项E是错误的．
答案：
D
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