初中物理沪教版八年级上册3.3 力练习题
展开这说明力的大小不同,力的作用效果不同。
这说明作用力的方向不同,力的作用效果不同。
越靠近门轴拉柜门越费力。可见,力的作用点也会影响力的作用效果。
力的三要素
我们把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
注意:(1)力的三要素均能影响力的作用效果,当其中的任何一个要素改变时,力的作用效果就可能会随之改变。
(2)因为力的三要素决定了力的作用效果,所以我们要描述一个力时,就必须指明该力的三个要素。
例1:下课时,有同学用力推课桌的下部,课桌会移动,而用大小相同的力推课桌的上部,课桌可能会翻倒,这说明力的作用效果( B )
A.与力的大小有关 B.与力的作用点有关
C.与力的方向有关 D.与受力面积有关
解析:用大小相同的力推课桌的下部或上部,由于力的作用点不同,力的作用效果不同,这说明力的作用效果与力的作用点有关。
2、力的示意图
物理学中通常用一条带箭头的线段来表示力,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小,这种表示力的方式叫做力的示意图。
力的示意图的画法
①确定作用点:在受力物体上确定力的作用点。
注意:若不指明施力物体及其作用点时,形状规则的物体的力的作用点常画在物体的几何中心上。
②画线段和标箭头
确定力的方向,并从力的作用点沿力的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向。
注意:在同一图中,力越大,线段应该画得越长;要用实线画;若与水平面有夹角,用虚线画出水平面,并标明力的作用线与水平面的夹角大小。
③标符号和大小
在箭头旁标出力的符号,有时会添上数值和单位来表示力的大小。
注意:
(1)如果知道力的大小,就要在箭头旁边用数值和单位表示出来;
(2)如果不知道力的大小,应在箭头旁边标出力的符号。
针对练习:
(1)画出木块受到与水平面成45°角且斜向右上方的100N的拉力F1的示意图;
(2)画出木块受到50N竖直向上的支持力F2的示意图。
3、力的图示
力的图示画法
(1)先确定受力物体;
(2)确定力的作用点O
(通常画在受力物体的重心上);
(3)选取标度,标度要适当,同一个图中多个力选同一个标度;
(4)以力的作用点为起点,沿力的方向画线段并截取等于力的大小(根据标度和力的大小画线段并截取);
(5)在线段末端标出箭头表示力的方向;
(6)在线段附近写出力的符号和大小。
力的示意图和力的图示区别
·力的示意图:只需画出作用点和方向。
·力的图示:除了画出作用点和方向外,还需要提前规定好标度,然后在力的作用线上来截取相应的段数来表示力的大小。
·力的示意图是一种简化的表示方法,它只用一个箭头表示力的作用方向,不考虑力的大小。力的示意图通常用于物理学理论中,能够直观地展示物体受到的各种力的作用方向,但不能准确反映力的大小。
·力的图示是一种精确的表示方法,它使用箭头表示力的作用方向,箭头长度表示力的大小。力的图示通常用于物理实验中,能够准确反映物体受到的各种力的作用方向和大小。
(1)相同点:都有作用点和方向。不同点:力的图示要有标度,而力的示意图则没有
(2)力的示意图如图甲所示,力的图示如图乙所示。
4、力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加力的作用时,同时也受到另一个物体对它的力的作用。这说明物体间力的作用是相互的。
物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。
·以石块为研究对象,石块受到桌面的支持力,石块是受力物体,桌面是施力物体。
·以桌面为研究对象,桌面受到石块的压力,桌面是受力物体,石块是施力物体。
归纳:
①两个相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
②物体间的两个相互作用力同时产生、同时消失,没有先后之分。
作用力和反作用力
(1)物体间相互作用的力,也称为作用力和反作用力,如果把其中一个力叫做作用力,则另一个力叫做反作用力。
(2)作用力和反作用力的特点:总是同时产生,同时消失,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,分别作用在两个物体上。
例2:图中甲、乙两个同学站在滑板上面,面对面静止站在冰面上,如果甲用力推一下乙,其结果是( )
A.甲仍然静止,乙被推开
B.乙受到甲的推力作用,甲不受乙的推力作用
C.乙受到的推力大于甲受到的推力
D.甲、乙同时相对离开
5、弹力
1.形变
弹簧变形后,撤去拉力还可以恢复原来的形状
橡皮泥变形后,撤去外力不能自行恢复原状的形变
·物体受力时会发生形变,不受力又恢复到原来的形状,这种特性叫弹性形变
·物体受力形变后,不能自动恢复到原来的形状的特性叫塑性形变
不同物体发生形变的难易程度不同,如用手拉弹簧,弹簧就能发生明显的形变,但用同样大小的力压桌子时,桌子只发生非常微小的形变,用肉眼几乎观察不到。
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。这个限度我们成为弹性限度。
2.弹力
定义:物体由于弹性形变而产生的力,称为弹力
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。
注意:拉力、压力、支持力等都属于弹力
弹力的方向总是跟引起物体形变的外力方向相反,跟物体形变的方向相反。
思考讨论:相互接触的物体间一定有弹力吗?
答:不一定产生弹力,如相互接触但没有发生弹性形变的物体间一定不会产生弹力。
如放在水平面上的A、B两球虽然相互接触,但是没有相互挤压,所以A、B间没有弹力,但A、B和水平面之间存在弹力。
弹力的方向
点与平面间弹力方向:过接触点垂直平面指向受力物体
点与曲面接触:与过接触点的切线垂直指向受力物体
曲面与曲面间弹力方向(分析A物体):与过接触点的公切面垂直并指向受力物体
绳的拉力:细绳的拉力沿绳子指向绳子收缩的方向
杆的弹力:方向:杆与地面(或墙面)接触的端点所受地面(或墙面)的支持力与接触面垂直。
杆与支撑点接触,接触部分所受支撑点的弹力方向与杆垂直。
6、力的测量
弹簧测力计
测量力的大小的工具叫做测力计。
(1)在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。利用这个道理制成的测力计叫做弹簧测力计。
(2)弹簧测力计主要是由弹簧、挂钩、指针和刻度盘等组成的。
信息窗:17世纪,英国科学家胡克(R. Hke , 1635 - 1703) 做了大量的实验后发现当弹簧或金属丝的伸长量不是太长时,它的伸长量跟其所受拉力的大小成正比。这个规律后来叫做胡克定律。弹簧测力计就是利用胡克定律制成的。
弹簧测力计的使用方法:
使用前:
(1)观察量程:待测力的大小应在量程之内。
(2)明确分度值:知道每一大格表示多少牛,每一小格表示多少牛。
(3)校零:使用前要检查指针与零刻度线是否对齐,若没有,要调节至
对齐。
(4)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,以防止弹簧卡壳。
使用时:
(1)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)。(弹簧测力计是测量力的工具,不仅能测竖直方向或水平方向的力,其他方向的力也可测量。在测量时,只要保证弹簧测力计所测力的方向与弹簧的轴线方向一致即可。)
(2)读数:应让视线垂直于刻度盘表面读数,在记录数据时要带上单位。
(3)待测的力(物体)一定要在弹簧测力计的挂钩一端,严禁倒挂。
胡克定律:
1.弹簧不受任何拉力时的长度叫做弹簧的原长,一般用l0表示。
2.弹簧受到拉力之后的长度是弹簧现在的长度,一般用l表示。
3.弹簧的伸长量: △l=l- l0
在弹性限度内,弹簧的伸长量△l与所受拉力F成正比,即△l越长,表明弹簧所受拉力F越大。
则F=k△l.
在弹性限度内,弹簧所受的拉力与形变量成正比。F=k△x,其中k为劲度系数,△x为形变量(伸长量或压缩量),F为弹簧所受的拉力(或压力)。给出一个弹簧,k是固定不变的。如果一个弹簧在自然状态下(不受外力)的长度是10厘米,如果用5牛的拉力拉弹簧,弹簧伸长5厘米,求劲度系数k。则用k=F/△x,其中F的单位是牛,△x的单位是米。则k=F/△x=5N/0.05m=100N/m
例3:用弹簧测力计测某一力的大小,指针位置如图所示,则该力大小为 ( )
A.1.8 N B.1 N C.1.4 N D.1.6 N
例4:用一把刻度尺和一个弹簧测力计探究弹性细绳的伸长量与所受拉力的定量关系。如图甲所示,A、B分别为处于原长的一根弹性细绳的左右两端,R1和R2是固定在细绳上的两个标识。现将A端固定,用弹簧测力计将B端沿着细绳所在直线向右拉,Rl、R2和B三点位置及弹簧测力计的读数如图乙、丙、丁所示。已知细绳始终处于弹性限度内。
(1)据甲图可知弹性细绳原长为__________cm。
(2)分析实验数据可知,在弹性限度内,弹性细绳是___________(选填“均匀”或 “不均匀”)伸长的,伸长量与所受拉力__________(选填“成正比“或“不成正比”)。
练习:
1.在使用弹簧测力计之前,把它的挂钩轻轻来回拉动几次,这样做的目的是( )
A.判断弹簧是否容易伸长
B.试试弹簧的弹性
C.为了避免弹簧被卡壳
D.看看能测多大的拉力,以便确定量程
2.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数( )
A.0NB.2NC.4ND.8N
3.放在水平桌面上的茶杯,受到桌面对茶杯的支持力,下列有关桌面对茶杯支持力的说法正确的是( )
A.桌面对茶杯的支持力是由于茶杯发生弹性形变而产生的
B.桌面对茶杯的支持力是作用在桌面上
C.桌面对茶杯的支持力不属于弹力
D.桌面对茶杯的支持力是由于桌面发生弹性形变而产生的
4.如图所示为用弹簧测力计测量拉力大小的示意图,弹簧测力计的量程是______,分度值是_______,所测力的大小是_____________。
5.如图弹簧—端固定在墙壁上,用手向左按压弹簧另一端。请画出弹簧对手的弹力示意图。
6.如图所示,小球在绳拉力的作用下靠在光滑的墙壁静止不动,请画出小球对墙壁压力的示意图。
答案
1、【答案】C
【解析】
在使用弹簧测力计时,不仅要观察它的量程和分度值,还要把它的挂钩轻轻来回拉动几次,防止弹簧卡壳,从而影响正常的测量,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2、【答案】C
【解析】
弹簧测力计所受到的这两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上(或因为弹簧测力计处于静止状态),因此这两个力是平衡力;因为弹簧测力计的示数应以弹簧测力计其中一端所受的拉力为准,所以其示数是4N,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3、【答案】D
【解析】
ACD.桌面对茶杯的支持力的施力物体是桌面,是桌面发生弹性形变后对茶杯产生的弹力,故D正确,AC错误;
B.桌面对茶杯的支持力的受力物体是茶杯,作用点在茶杯上,故B错误。
故选D。
4、【答案】0~5 N 0.2 N 2.4 N
【分析】
使用弹簧测力计时,首先要明确其量程和分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直.
【解析】
由图知:弹簧测力计上最小示数为0,最大示数为5N,所以其量程为0∼5N;
在1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N.此时指针指在“2.4”处,所以弹簧测力计的示数为2.4N.
5、【答案】
【解析】
用手水平向左按压弹簧,弹簧因发生弹性形变而产生的弹力作用于手上,施力物体为弹簧,力的方向水平向右,作用点在手指上,如图所示:
6、【答案】
【解析】
小球与墙壁的接触点,作为小球对墙壁压力的作用点,方向垂直于小球与墙壁的接触面向右,小球对墙壁压力的示意图如下图所示:
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