第一章知识点19弹簧测力计工作原理华东师大版科学八年级上册

知识点19、弹簧测力计工作原理一．选择题（共9小题）1．小莉要自制两个弹簧测力计，她选择了甲、乙两根不同规格的弹簧进行测试，拉力与伸长量的关系如图所示，则下列说法正确的是（）A．弹簧的伸长量与受到的拉力成正比 B．若乙弹簧受到4N的拉力，弹簧伸长2cm C．若甲弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长3cm D．若要制作精确度高的弹簧测力计，应选乙弹簧2．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．手对弹簧的拉力是由于弹簧发生形变而产生的 B．弹簧对手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3．小红利用一根橡皮筋自制了一个测力计，发现它的量程太小（只有1N），使用价值不大，小红想提高测力计的量程（变1N为2N），初步拟定了以下几种方案：你认为可行的方案是（）A．换一根相同的橡皮筋，然后改变刻度达到要求 B．改变刻度，把刻上1N的地方换刻成2N C．把两根相同的橡皮筋并在一起使用，然后改变刻度，提高量程 D．在1N的刻度处下面继续按比例加刻刻度，直至2N4．在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比，即F＝kx，其中F为弹力的大小，x为形变量，k为弹簧的劲度系数。已知某弹簧劲度系数为100N/m，原始长度为10cm，当弹力为5N时，弹簧的长度可能为（）A．5cm B．10cm C．20cm D．25cm5．在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长（或缩短）的长度成正比。即F＝kx，其中F为弹力大小，x为伸长（或缩短）的长度。k为弹簧的劲度系数，已知某弹簧劲度系数为100N/m，原始长度为10cm，则在弹力为5N时，弹簧长度为（）A．5cm或15cm B．5cm C．15cm D．20cm6．如图为某种减震器原理，在大弹簧内部中间固定一根横截面积较小的弹簧，从而可以实现：拉弹簧时只有大弹簧形变，压缩时两者都被压缩，则弹簧的总长度L与弹力F大小关系图为（）A． B． C． D．7．当弹簧不受拉力作用时，我们称其长度为原长L0，在弹簧的弹性限度内，弹簧受到的力F和弹簧的形变量Δx（Δx＝L﹣L0）成正比，即F＝kΔx，k叫做弹簧的劲度系数，如图所示是某次实验测得弹簧所受的力F与弹簧长度L的关系图象，请你根据图象判断下列说法中正确的是（）①弹簧的原长L0是10cm②弹簧的劲度系数是40N/m③④当弹簧伸长了15cm（弹性限度内）时，受到力F＝2NA．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④8．甲、乙、丙三条完全相同的弹簧悬挂在一根水平横杆上，甲没有悬挂物体，乙悬挂重为G1的钩码，丙悬挂重为G1和G2的钩码，静止时，三者的长度关系如图所示。若弹簧质量均很小忽略不计，且乙、丙两弹簧在取下钩码后，均可恢复原长，由此判断G1：G2关系为（）A．1：2 B．2：1 C．2：3 D．3：29．小明用一弹簧做“研究弹簧的伸长与受到拉力关系”的实验，记录数据如表，根据表格得到的结论不合理的是（）拉力/N1234567891011弹簧长度/cmA．可用此弹簧制作最大测量值为5N的测力计 C．在受拉力0～7N范围内，弹簧的伸长与所受到的拉力成正比 D．拉力为4N时弹簧伸长了9cm二．填空题（共4小题）10．小明新买了一套弹簧拉力器，内装5根相同的弹簧，说明书上写着：“把每一根弹簧拉长10cm需要10N的力。”小明将5根全部并联装入拉力器，若小明将弹簧拉力器拉长0.3m，则他的拉力是N。11．某同学在探究弹簧的特点时，得出了弹簧的长度x与弹簧受到的拉力F的关系图象如图所示。由图可知，这根弹簧的原长是cm；弹簧在受到6N的拉力时，弹簧的伸长量为cm；弹簧长度为6cm时，受到的拉力为N。弹簧测力计的原理是。12．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，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和皮筋的伸长量Δx，测量多组数据做出的图线如图乙所示，若分别用这两根橡皮筋制成测力计，则用橡皮筋制成的测力计量程大；用橡皮筋制成的测力计测量的精确程度高（选填“A”或“B”）。13．标准大气压下，将一支刻度模糊不清的温度计与一刻度尺平行地插入冰水混合物中，经过适当时间温度计中水银面与刻度尺上的5毫米刻度线对准，将这冰水混合物加热到沸腾时，水银面与95毫米的刻度线对准，那么当沸水冷却到50℃时，水银面对准的刻度线是。三．实验探究题（共1小题）14．小明观察发现，弹簧测力计的刻度是均匀的，由此他猜想弹簧的伸长量ΔL与它受到的拉力F成正比。为了验证猜想，小明决定进行实验。（1）要完成实验，除了需要如图1所示的一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码、铁架台以外，还需要的测量器材是。进行实验后小明记录数据如下表，表中数据明显错误的是第次实验。实验次数1234567拉力F/N0123456伸长量ΔL/cm0（2）由剩下的正确数据可验证小明的猜想是（填“正确”或“错误”）的。（3）兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计，他们选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，绘制出如图2所示图像，图像中只有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（填“甲”或“乙”），制作成的弹簧测力计的最大量程可为N；若要制作精确度较高的弹簧测力计，应选用弹簧（填“甲”或“乙”），制作成的弹簧测力，计拉力每增加1N，弹簧的伸长增加cm。

知识点19、弹簧测力计工作原理参考答案与试题解析一．选择题（共9小题）1．【分析】（1）弹簧测力计的原理，在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，在施加相同拉力的情况下，弹簧的伸长量越大，弹簧测力计越灵敏，弹簧伸长量越小，一般量程会越大，我们可以根据需要选择制作弹簧测力计的材料。（2）根据F＝kΔL算出甲和乙的关系式，从而算出甲乙弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长量。【解答】解：A、在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故A错误。B、由图像知乙的拉力F与弹簧伸长量的关系式为：F乙＝4ΔL，所以若乙弹簧受到4N的拉力，弹簧伸长1cm，故B错误；C、由图像知甲的拉力F与弹簧伸长量的关系式为：F甲＝ΔL，所以若甲弹簧受到2N的拉力，弹簧伸长3cm，故C正确；D、由图像可知，在相同拉力作用下，弹簧A的伸长量大，弹簧A较灵敏，可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计，故D错误。故选：C。【点评】本题要根据图中图像数据分析得出答案，学生要提高分析图像的能力，并真正理解弹簧测力计的原理。2．【分析】（1）弹力是物体发生弹性形变而产生的力，手对弹簧的拉力是手发生了弹性形变而产生的力，弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而要恢复形变的过程中产生的给手的力。（2）手给弹簧的拉力是弹力，而物体间力的作用是相互的，且作用力与反作用力的大小相等，则弹簧也给手一个力，大小也是6N。（3）由弹簧的性质知道，在一定范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大。或者说在一定范围内，弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。【解答】解：A、弹力是物体发生弹性形变而产生的力，手对弹簧的拉力是手发生了弹性形变而产生的力，而选项A说是由于弹簧发生形变而产生的，故A错误；B、弹力是物体发生弹性形变而产生的力，弹簧对手的拉力是由于弹簧发生形变而要恢复形变的过程中产生的给手的力。故B正确；C、手给弹簧的拉力是弹力，根据物体间力的作用是相互的，且作用力与反作用力的大小相等，则弹簧也给手一个力，大小也是6N。故C正确；D、考查弹簧测力计的原理，在一定范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越大，注意在表述时不要忘了前提条件是在一定弹性限度范围内。故D正确；故选：A。【点评】这题主要考查了弹力的相关知识，作用力与反作用了和弹簧测力计的原理，都是中招考试常考的相关知识，必须掌握！3．【分析】当橡皮筋伸长随橡皮筋所受的拉力增大而增加，在橡皮筋在弹性范围内，橡皮筋伸长的长度应与所受的拉力成正比关系。【解答】解：自制测力计的量程只有1N，要想把它的量程提高到2N，应该把两根一样的橡皮筋，并在一起使用，这样测力计的量程就变为2N了，故ABD错误、C正确。故选：C。【点评】本题考查了弹簧测力计的原理，属于基础知识。4．【分析】弹簧测力计的原理是：在弹性限度范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，即F＝kx，其中F为弹力大小，x为伸长量，k为弹簧的劲度系数；根据F＝kx可以计算出弹簧的伸长量x＝，弹簧的长度为L＝L0+x或L＝L0﹣x，其中L0表示弹簧的原长。【解答】解：根据公式，弹簧的伸长量x＝＝＝0.05m＝5cm，弹簧的原长L0＝10cm，所以弹簧的长度L＝L0+x＝10cm+5cm＝15cm或L＝L0﹣x＝10cm﹣5cm＝5cm。故选：A。【点评】本题考查了弹性公式F＝kx和弹簧长度公式L＝L0+x的灵活运用，解题的关键在于把握弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比。5．【分析】弹簧测力计的原理是：在弹性限度范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，即F＝kx，其中F为弹力大小，x为伸长量，k为弹簧的劲度系数；根据F＝kx可以计算出弹簧的伸长量x＝，弹簧的长度为L＝L0+x或L＝L0﹣x，其中L0表示弹簧的原长。【解答】解：根据公式，弹簧的伸长量x＝＝＝0.05m＝5cm，弹簧的原长L0＝10cm，所以弹簧的长度L＝L0+x＝10cm+5cm＝15cm或L＝L0﹣x＝10cm﹣5cm＝5cm。故选：A。【点评】本题考查了弹性公式F＝kx和弹簧长度公式L＝L0+x的灵活运用，解题的关键在于把握弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比。6．【分析】根据在弹性限度内，弹簧的弹力与形变大小成正比分析。【解答】解：在大弹簧内部中间固定一根横截面积较小的弹簧，从而可以实现：拉弹簧时只有大弹簧形变，压缩时两者都被压缩，由于伸长时，弹簧的长度变长，故图像在原长的右侧，因而拉弹簧时只有大弹簧形变，伸长相同长度时，弹簧的弹力较小；压缩时弹簧变短，且两者都被压缩，相同弹力时，弹簧压缩率比伸长量小，弹簧的总长度L与弹力F大小关系图像符合要求的是D，故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题考查弹力的有关因素，属于中档题。7．【分析】对题中所给出的条件进行分析，利用图上弹簧所受的力与弹簧长度L的关系求出弹簧的劲度系数，即可解得答案。【解答】解：A、由图可知，当弹簧不受力时弹簧长度为10cm，故A正确；B、在弹簧的弹性限度内，弹簧受到的力F和弹簧的形变量Δx（Δx＝L﹣L0）成正比，即F＝kΔx；由图知当弹簧伸长5cm时所受拉力为2N，则有2N＝k×0.05m，解得k＝40N/m，故B正确；C、当弹簧受力为1N时，弹簧可能伸长2.5cm，也可能缩短2.5cm，故C正确；D、当弹簧伸长15cm时，根据F'＝kΔx'，即F'＝40N/m×0.15m＝6N，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了对弹簧伸长跟拉力关系的理解，实质上考查代数式求值，结合弹簧模型，根据题中所给出的条件分析，即可迎刃而解。8．【分析】在弹性限度内，弹簧所受拉力与伸长的长度成正比。【解答】解：乙图中挂G1时，弹簧伸长2cm；图丙中挂G1和G2时，弹簧伸长3cm。因为弹簧所受拉力与伸长的长度成正比，则有：＝，则有：G1＝2G2，所以G1：G2应为2：1。故ACD错误，B正确。故选：B。【点评】深入理解弹力与伸长长度间的关系，可解答此题。9．【分析】（1）弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比，最大弹性限度就是弹簧测力计的测量范围。（2）在弹性限度范围内，弹簧的伸长与受到的拉力满足胡克定律F＝kx。【解答】解：AC、分析实验数据可得拉力为1N时，弹簧的长度为6.0cm；拉力为2N时，弹簧的长度为7.0cm；一直到拉力为7N时，都是弹簧的受到的拉力增加1N，弹簧就伸长1cm．因此在该范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比；该弹簧测力计的范围是0～7N，拉力为0N时，弹簧的长度为5.0cm，这就是弹簧的原长，故AC合理；B、在弹性限度范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，因此当用手将弹簧拉到8.5cm长时，手对弹簧的拉力：F＝kx＝1N/cm×﹣5cm）＝3.5N，故B合理；D、拉力为4N时，弹簧长9.00cm，弹簧原长5.00cm，弹簧伸长了9cm﹣5cm＝4cm，故D不合理。故选：D。【点评】本题通过探究弹簧的伸长跟拉力的变化关系，得出“在弹性限度范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比”这一结论，是中考探究实验考查的重点。二．填空题（共4小题）10．【分析】因为把一根弹簧拉长10cm需要10N的力。根据弹簧的伸长跟受到的拉力成正比，可求出把一根弹簧拉长0.3m需要的力，最后可求出他将5根弹簧拉长0.3m的力。【解答】解：因为，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比，把每一根弹簧拉长10cm需要10N的力，那么把一根弹簧拉长0.3m需要的力是：30N，他将5根弹簧并联拉长0.3m的力是150N。故答案为：150。【点评】本题考查了弹簧测力计的使用和原理，只要知道弹簧的伸长跟受到的拉力成正比即可解答。并注意并联的弹簧的条数。11．【分析】在弹性限度以内，弹簧的伸长跟它受到的拉力成正比，结合图象解答得出结论。【解答】解：弹簧不受外力时，弹簧未伸长，此时的长度即为原长，由图象可知，此时的长度就是弹簧的原长，L0＝2cm；由图像可知，弹簧在受到6N的拉力时，弹簧长L＝8cm，则弹簧伸长量为：ΔL＝L﹣L0＝8cm﹣2cm＝6cm；由图像可知，弹簧长度为6cm时，受到的拉力为4N。弹簧测力计的原理是在弹性限度以内，弹簧的伸长跟它受到的拉力成正比。故答案为：2；6；4；在弹性限度以内，弹簧的伸长跟它受到的拉力成正比。【点评】这是一道考查弹簧测力计原理以及结合图象的实验简答题，会看图象是解题的关键。12．【分析】测力计是根据在测量范围内，橡皮筋的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的，由图乙知A和B的量程，据此回答；由图乙可知，在测量范围内，如F＝10N时，用橡皮筋A和B制成的测力计伸长的长度，则伸长长度大的测量的精确程度高。【解答】解：测力计是根据在测量范围内，橡皮筋的伸长量与受到的拉力成正比的原理制成的，由图乙知，A的量程为0～10N，B的量程为0～15N，则用橡皮筋B制成的测力计量程大；由图乙可知，在测量范围内，如F＝10N时，用橡皮筋A制成的测力计伸长20cm，而用橡皮筋B制成的测力计伸长10cm，所以，用橡皮筋A制成的测力计测量的精确程度高。故答案为：B；A。【点评】本题通过实验探究考查了弹簧测力计的制作原理，要求学生理解和掌握。13．【分析】首先明确摄氏温度的规定：把冰水混合物的温度规定为0℃，1标准大气压下沸水的温度规定为100℃，0℃～100℃之间分成100等份，每一等份就是1℃．然后结合题中自制温度计沸水和冰水混合物对应的格数，就可求出每小格表示的温度值。【解答】解：因为1标准大气压下沸水温度为1