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华师大版3 几种常见的力课后作业题
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1、重力
定义 | 由于 地球的吸引而使物体受到的力,用符号 G表示 |
施力物体 | 地球 |
大小 | 物体所受的重力跟它的质量成 正比,G= mg |
方向 | 总是 竖直向下 |
作用点 | 重力在物体上的等效作用点叫做 重心。形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的 几何中心上 |
【温馨提示】①重力的方向是竖直向下的,不能写成“垂直向下”。 竖直是指垂直于水平面;垂直是指垂直于某个平面,这个平面不一定是水平面,可能是倾斜的.②物体的重力与质量成正比,不能说物体的质量与重力成正比,因为质量是物质的属性,与重力无关。③g表示1 kg的物体所受重力为9.8 N,不能写成1 kg=9.8 N,因为重力与质量是两个不同的物理量。
【适时总结】常见物体的重力:一个初中生的重力约为500 N,两个鸡蛋的重力约为1 N,一瓶矿泉水的重力约为5 N,物理教科书的重力约为2 N,一个篮球的重力约为5 N,苹果的重力为1.5~2 N。
【微点拨】重力的概念
①由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。重力的方向总是竖直向下,但不一定是指向地心的(只有在赤道和两极指向地心)。
②地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比。同样,当m一定时,物体所受重力的大小与重力常数g成正比,用关系式G=mg可以求出物体受到的重力。通常在地球表面附近,g值约为9.8牛每千克,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。(9.8牛是一个平均值;在赤道上g最小,g=9.79N/kg;在两极上g最大,g=9.83N/kg。所以,同一物体在地球不同位置,所受重力有可能不同。
【知识点详解】重心概念及应用
①重力在物体上的作用点叫做重心。地球对物体的重力,好像就是这一点受到的力。若用其他物体来支持着重心,物体就能保持平衡。
②物体的重心位置,质量均匀分布的物体(均匀物体),重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体,它的重心就在几何中心上,例如,均匀细直棒重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心,均匀圆柱的重心在轴线的中点。不规则物体的重心,可以用悬挂法来确定。物体的重心,不一定在物体上。
③质量分布不均匀的物体,重心的位置除跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化,起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。重心位置在工程上有相当重要的意义。例如起重机在工作时,重心位置不合适,就容易翻倒;高速旋转的轮子,若重心不在转轴上,就会引起激烈的振动。增大物体的支撑面,降低它的重心,有助于提高物体的稳定程度。
2、弹力
定义 | 物体由于发生 弹性形变而产生的力 | |
大小 | 与物体的弹性强弱和物体发生弹性形变的大小有关 | |
方向 | 弹力的方向与形变方向相反 | |
测量工具: 弹簧测力计 | 原理 | 在一定限度内,弹簧受到的拉力 越大,弹簧的伸长量就 越长 |
使用 方法 | 使用弹簧测力计的时候,首先要认清它的 量程和 分度值,加在弹簧测力计上的力不允许超过它的 最大测量值;其次检查弹簧测力计的指针是否指在 零刻度线上,如果不在,应调零;测量时,要使弹簧测力计受力方向与弹簧的轴线方向一致,避免弹簧与外壳发生摩擦;读数时,视线必须与刻度面 垂直;示数=整刻度值+后面的小格数×分度值 |
【知识点详解】弹力的大小和方向
①发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,所以要对跟它接触的物体产生力的作用,这种作用就是弹力。即在弹性限度范围内,物体对使物体发生形变的施力物体产生的力叫弹力。如放在桌面上的手机,手机(施力物体)使桌面产生形变,桌面就会对使它形变的手机产生弹力,这个弹力一般称为支持力。
②日常生活中观察到的相互作用,无论是推、拉、提、举,还是牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等,都是在物体与物体接触时才会发生的,这种相互作用都有弹力。所以,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用。通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力。
③弹力的方向:弹力的方向与物体形变方向相反,具体情况有以下几种。
(1)轻绳的拉力方向沿绳指向绳收缩的方向。
(2)压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面。
④弹力的大小:跟形变的大小的关系。在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说,弯曲的越厉害,产生的弹力就越大。对于扭转形变来说,扭转的越厉害,产生的弹力就越大。
■弹簧测力计
①用途:测量力的大小。
②构造:弹簧、指针、刻度盘等。
每个弹簧测力计都有一定的测量范围,拉力过大,弹簧测力计会被拉坏,使弹簧不能回复到原来的长度,因此在测量之前,先要估计所测力的大小,选择合适的弹簧测力计来测量。
③弹簧测力计的使用
进行测量时,应做到:1)观察量程、分度值(便于读数)。2)观察指针是否指在零刻度(调零)。3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。4)测力时,要使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上。5)读数时,视线要与刻度板面垂直。
【微点拨】弹簧测力计的使用
弹簧测力计:是测量力的大小的仪器。
①使用弹簧测力计应做到:一观察:观察弹簧测力计,分清它的量程和分度值;二调节:检查弹簧测力计指针是否指在“零”位,否则要调节到“零”位;三测量:用手轻轻地来回拉动几次,避免指针、弹簧和外壳之间的摩擦而影响测量的准确性。
②注意事项:一、测量时,沿着弹簧的中心轴线施力。二、视线要与刻度面垂直,应保持测力计处于静止或匀速直线运动状态。三、无需估读,指针靠近哪条刻度线就读取哪条刻度线的值。
3、摩擦力
摩擦力 | 定义 | 两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力 |
产生的条件 | ①物体间相互接触并挤压;②接触面粗糙;③物体间有相对运动或相对运动的趋势 | |
方向 | 与物体相对运动(相对运动的趋势)的方向相反 | |
分类 | 静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦 | |
探究影响滑动摩擦力大小的因素 | 测量原理:二力平衡 | |
探究过程:(1)把同一木块放在粗糙程度不同的接触面上,用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计示数 (2)在木块上加不同质量的砝码,用弹簧测力计拉动木块在同一接触面上做匀速直线运动,观察弹簧测力计示数 | ||
结论:滑动摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关.同一接触面,压力越大,滑动摩擦力越大;压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 | ||
增大摩擦力的方法 | 增大压力、增大接触面粗糙程度、变滚动为滑动 | |
减小摩擦力的方法 | 减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮) |
【温馨提示】①静摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度无关,应根据二力平衡原理,找到其对应的平衡力求解。②滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度有关,而与相对运动速度、接触面积无关。③摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但并非总是阻碍物体的运动。摩擦力的方向不一定和物体的运动方向相反,有时也和物体的运动方向相同,如自行车后轮受到的摩擦力;对于运动的物体来说,摩擦力也可能是动力。如人走路.
【方法指导】(1)判断摩擦力的变化:滑动摩擦力看接触面上的压力、接触面的粗糙程度如何变化,静摩擦力看与其平衡的力如何变化。
(2)判断摩擦力的方向:根据“摩擦力方向总与相对运动或相对运动趋势方向相反”来判断。对相对运动趋势的判断可采用“假设法”(或称添油法)判定:假定在两个相对静止的物体间添加润滑油,从而使两物体间的摩擦力不存在,看此时两物体会发生怎样的相对运动来确定。还可以根据物体的平衡状态分析摩擦力的方向。
(3)求摩擦力的大小:摩擦力等于与其平衡的力;滑动摩擦力也可用摩擦力所做的功求出(W=fs)。
【易错提示】①认为重力的方向垂直向下(重力的方向总是竖直向下的);
②对弹力的判断易错(弹力是物体发生弹性形变而产生的,通常说的压力、支持力、拉力等都是弹力);
③对摩擦力的方向判断易错(摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反);
④错误认为压力增大,摩擦力一定增大(滑动摩擦力跟压力有关,但静摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关);
⑤对物体进行受力分析时易错(不能漏画,也不能多画,注意光滑表面上的物体不受摩擦力,物体没有做相对运动且没有相对运动趋势时不受摩擦力;物体由于惯性继续向前运动时,不受推力但受阻力);
⑥认为两物体接触时一定发生力的作用(两物体接触,还要相互挤压,才受力的作用)。
【微点拨】摩擦力的方向
由于摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动的趋势),故摩擦力的方向跟物体的相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。在判断摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义。“相对”既不是“对”地,也不是“对”观察者,“相对”的是与它接触的物体,即“相对运动(或相对运动的趋势)的方向”是以相互摩擦的另外一个物体作为参照物所确定的。而“物体的运动方向”是以地面或相对地面静止的物体作为参照物确定的。
当然,平时所接触到的摩擦力的方向与物体的运动方向相反的例子很多。比如:人拉着小车在平直公路上向前运动时,车受到的摩擦力方向向后,与小车的运动方向相反,但这并不能得到摩擦力的方向一定跟物体的运动方向相反的结论。不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来。比如:一人匀速向上爬竿,假想接触面光滑,人相对竿有向下滑动的趋势,此时物体受到的静摩擦力的方向与人的运动方向相同。
■摩擦力的应用
①理论上增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。
②理论上减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
③在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
1、请画出图中小球受到的重力示意图。
【解析】小球所受的重力方向竖直向下,作用在重心上,作图如下:
2、为了减少自行车安全稳定,交警一直严查超速、超高、超载等违法行为,下列分析正确的是( )。
A.超速的危害是速度越大,惯性越大
B.超载的危害是质量越大,动能越小
C.超高的危害是重心越高,稳定性越差
D.超载的危害是质量越大,对路面的压力越小
【答案】C
【解析】A.超速的危害是速度越大,惯性越大——质量一定时,速度越大,动能越大
B.超载的危害是质量越大,动能越小——速度一定时,质量越大,动能越大
C.超高的危害是重心越高,稳定性越差——正确
D.超载的危害是质量越大,对路面的压力越小——质量越大,对对面的压力越大。故选C。
3、如图甲所示,弹簧的一端挂在墙上,一人用4N的力F拉另一端,弹簧伸长了5cm;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则每个人的拉力F分别为( )。
A.4N 0 B.0 4N C.4N 4N D.8N 8N
【答案】C
【解析】甲图中弹簧即受手的拉力,又受到墙的拉力,各为4N,弹簧伸长了5cm,弹簧处于平衡状态;如图乙所示,两个人分别拉该弹簧的两端,弹簧也伸长了5cm,则每个人的拉力F分别为4N、4N,与甲图相同,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
4、照片中的旋转飞椅是常见的游乐设施,请在简化图中画出飞椅受到的重力和拉力的示意图。
【解析】飞椅受到的重力方向竖直向下,作用点在重心;拉力沿绳子的方向斜向上,作用点在重心,如图所示:
5、如图所示的四个实例中,目的是增大摩擦的是( )。
A.垫上滚木搬运重物 B.磁悬浮列车悬浮行驶
C.轮胎上有凹凸不平的花纹 D.给车轮的轴加润滑油
【答案】C
【解析】A.垫上滚木搬运重物是通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦的,故A不符合题意;
B.磁悬浮列车是利用使相互接触的两个面分离来减小摩擦的,故B不符合题意;
C.轮胎上有凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故C符合题意;
D.给车轮的轴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故D不符合题意。故选C
6、A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体 时,它处于平衡状态,如图所示,此时弹簧测力计的示数为 N。
【答案】(1)静止(或匀速直线运动);(2)1.8.
【解析】A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体静止(或匀速直线运动)时,它处于平衡状态。以左侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数等于1.8N;同理以右侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数仍为1.8N。
1、有关重力的方向可利用如图甲所示的装置来探究。实验中发现,随着β角的改变,α角也跟着改变,而悬线OA的方向始终不变。据此可知,重力方向总是 ,建筑工人用来检查墙壁砌得是否竖直的重垂线就是根据这一原理制成的,如图乙。一堵南北走向的墙上,所挂重垂线如图丙所示,则这堵墙一定是向 倾斜(填“东”“西”“南”或“北”)。
【答案】竖直向下 西
【解析】本题主要考查学生对重力方向的理解和掌握。重力的方向在任何情况下都是竖直向下的,重垂线是利用重物静止时线总是竖直下垂的原理制造的仪器。
由图甲可知,因两角始终相等,则由几何知识可知,OA一定总是与水平面垂直的,因OA在重力作用下处于静止状态,故OA的方向应为重力的方向,故说明重力的方向总是竖直向下的;由图丙可知重垂线上端与墙紧靠,下端重垂线的位置在墙的西侧,故墙向西倾斜。
2、如图所示是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小。根据图中所给的信息,一名质量为50千克的中学生在火星上所受的重力大小为 牛,质量是 千克。(g取10牛/千克)
【答案】191.25 50
【解析】中学生在地球上受到的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,小狗在火星上与在地球上受到的重力之比为15.3/40,所以中学生在火星上受到的重力为15.3/40×500N=191.25N;物体的质量不随位置的变化而变化,所以中学生在火星上的质量与在地球上相同,仍然是50kg。
3、当你用铅笔写字时,笔尖与纸面之间的摩擦是 摩擦;当你用圆珠笔写字时,笔头里的小钢珠与纸面之间的摩擦是 摩擦;擦黑板时黑板擦与黑板面之间的摩擦是 摩擦;人走路时,鞋底与地面之间的摩擦是 摩擦。
【答案】滑动 滚动 滑动 静
【解析】笔尖与纸面之间发生了滑动,所以两者之间的摩擦为滑动摩擦。笔头里的小钢珠在纸面写字时不停地滚动,所以两者之间的摩擦为滚动摩擦。黑板擦与黑板面之间发生了滑动,所以两者之间的摩擦是滑动摩擦。人走路时,鞋底与地面之间发生了相对运动趋势,但并没有在表面滑动,所以两者之间的摩擦是静摩擦。
4、将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然停止时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。回答下列小题,请填以下合适的字母标号。
A.受到方向向右的摩擦力 B.受到方向向左的摩擦力 C.不受力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为 。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为 。
(3)当将输送带突然停止时,米袋在水平方向上受力情况为 。
【答案】A C B
【解析】在刚把米袋放上去时,米袋和传送带之间出现相对滑动,此时摩擦力方向与运动方向相同,向右;之后米袋和传送带一起做匀速直线运动,在水平方向不受力的作用,在竖直方向受力平衡;传送带突然停止运动,米袋由于惯性会继续往前运动,与传送带之间存在的摩擦力阻碍米袋向前运动,所以摩擦力的方向向左。
5、自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识。
例如:A.轮胎上刻有花纹 B.车轮做成圆形 C.塑料套紧套在车把手上 D.在转动部分添加润滑油 E.脚踏板凹凸不平 F.刹车时用力捏闸 G.车轴处装有滚珠 H.车的把手上有凹槽
(1)所列内容中属于:(只填写各选项前的字母)通过改变接触面粗糙程度而增大摩擦的是: ;通过增大压力而增大摩擦的是: ;通过变滑动为滚动而减小摩擦的是: ;通过使接触面彼此分离而减小摩擦的是: 。
(2)用力踩动脚踏板使自行车前进时,后轮与地面间摩擦力的方向朝 (填“前”或“后”)。(3)请你大胆发挥想象:假如没有摩擦,自行车会出现怎样的情况?写出两个合理的场景。① ;② 。
【答案】(1)ACEH;F;BG;D。(2)前;(3)刹不住车;车不能启动
【解析】(1)A.轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力;B.车轮做成圆形,是变滑动为滚动减小摩擦力;C.塑料套紧套在车把手上,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力;D.在转动部分添加润滑油,是通过使接触面彼此分离而减小摩擦; E.脚踏板凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力;F.刹车时用力捏闸,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力; G.车轴处装有滚珠,是变滑动为滚动减小摩擦力; H.车的把手上有凹槽,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力.
(2)自行车用力蹬而前进时,后轮相对于地面有向后的运动趋势,因此后轮所受的摩擦力向前;
(3)假如没有摩擦,刹不住车、车不能启动等
6、某课外活动小组为探究拔河比赛取胜的“秘诀”,做了图甲、乙两图所示的实验,根据图示,你认为拔河比赛取胜的“秘诀”是 ,因此我们拔河比赛要想胜利,应采取的措施是 。(说出一点)
【答案】增大拉绳人和地面之间的摩擦力 选用质量较大的人拔河或穿钉子鞋参加比赛
【解析】由图示的测力计示数可知,拔河时,两人受到的拉力相等的。对乙图中的左侧运动员进行分析,在水平方向上,他受到两个力的作用,地面对他的摩擦力和绳子的拉力,由于其站在滑板上,地面对其施加的摩擦力较小,小于绳子对他的力,故向右运动。而右侧运动员由于其站在地面上,受到的摩擦力较大,大于或等于绳子对他的拉力,所以其没有向左运动。由此可知,所以拔河比赛取胜的“秘诀”是增大地面与人脚之间的摩擦力。知道了拔河比赛的秘诀:增大脚与地面之间的摩擦力。根据增大摩擦力的方法可以采取以下措施:增大压力,选用质量较大的运动员参加比赛;增加接触面的粗糙程度,穿钉子鞋参加比赛。
7、研究同一直线上方向相同的两个力合成的实验如图所示,实验过程中,需要同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧,这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达 的位置(先填“不同”或“相同”)。该实验得到的结论是: 。
【答案】相同;同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于二力之和,合力的方向与二力方向相同。
【解析】实验过程中,同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧,这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达相同的位置,则力F1、F2对弹簧产生的作用效果跟力F的作用效果相同,则力F是力F1、F2的合力。该实验得出的结论:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于二力之和,合力的方向与二力方向相同。
1、2011年5月,法国科学家发现行星“葛利斯581d”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标有“100克”字样的方便面、天平和弹簧测力计飞至行星“葛利斯581d”,测得方便面的示数是(g取10牛/千克)( )
A.天平示数为100克,弹簧测力计示数为1牛
B.天平示数为100克,弹簧测力计示数为2牛
C.天平示数为200克,弹簧测力计示数为1牛
D.天平示数为200克,弹簧测力计示数为2牛
【答案】 B
【解析】质量是物体的一种属性,与物体的空间位置无关,100克的方便面从地球被带到行星上,用天平测得的示数仍然是100克;方便面在地球上受到的重力为G=mg=0.1千克×10牛/千克=1牛,在行星上用弹簧测力计测得的示数为2G=2×1牛=2牛。
故答案为:B
2、如图,粗糙程度相同的水平地面上,重 30 牛的物块在 AB 段受 F=10 牛的水平拉力作用, 向右做匀速直线运动,到 B 点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到 C 处静止。下列说法正确的是( )
A.在 AB 段物块受到水平向右的摩擦力,大小为 10 牛
B.在 AB 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 20 牛
C.在 BC 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 10 牛
D.在 C 点物块受到水平向右的摩擦力,大小为 30 牛
【答案】C
【解析】A、在AB段物体受力F的作用,匀速向右移动,则摩擦力与运动方向相反,所以摩擦力方向向左;故A错误;
B、 物体在AB段匀速运动,所以二力平衡,f=F=10N;故B错误;
C、 物体的接触面、接触面受到的压力均没有改变;所以摩擦力不变,依然为10N;而物体在BC段依然向右移动,所以摩擦力方向向左;故C正确;
D、 物体在C点静止,在水平方向上不受力;所以没有摩擦力;故D错误;
故答案为:C
3、在里约奥运会,中国姑娘对阵巴西,3∶2 获胜。排球运动员用斜向上的力 F 把重力为G 的排球击向空中,如果不计空气阻力,如图所示能正确表示排球在空中飞行时受力情况的示意图是( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】排球运动员用斜向上的力F把重力为G的排球击向空中,如果不计空气阻力,则它只受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的,故B正确; 故选B。
4、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错误的是( )
A.弹簧的原长L0是10厘米
B.弹簧的劲度系数是200牛/米
C.当受到F=5牛时,弹簧缩短了2.5厘米
D.当弹簧伸长了15厘米(弹性限度内)时,受到力F=30牛
【答案】 C
【解析】A.根据图像可知,当弹簧受到的作用力为0N时弹簧的长度为10cm,那么弹簧的原长L0为10cm,故A正确不合题意;
B.根据图像可知,当作用力为10N时,弹簧的长度为5cm,那么弹簧缩短Δx=L-L0=10cm-5cm=5cm,根据式F=kΔx得到:10N=k×0.05m,解得:k=200N/m,故B正确不合题意;
C.当F=5N时,根据关系式F=200N/m×△x得到:5N=200N/m×△x,解得:△x=2.5cm,即弹簧可能是缩短了2.5cm,也可能是伸长了2.5cm,故C错误符合题意;
D.当弹簧伸长了15厘米(弹性限度内)时,根据式F=kΔx得到:F=200N/m×0.15m,解得:F=30N,故D正确不合题意。 故选C
5、弹簧测力计在端点附近断裂,小明把断裂的那一部小段取下,将剩余部分弹簧重新安装好,并校准了零点,用这个测力计来测量力的大小为测量值M,弹簧没有断裂前测量相同的力的测量值为N,比较两次测量值的大小则( )
A. M比N大 B. M比N小 C. M等于N D. 以上都有可能
【答案】 B
【解析】“断裂的那一小段去掉”,这样弹簧就短了,短了后,在相同力的作用下,伸长的总长度就变小,在测力计上显示的读数也会变小。“校准”的只是“零点”。
故答案为:B
6、小辉利用如图所示的装置探究“弹簧片弯曲时末端的形变量x与弹簧测力计对它的拉力F大小的关系”。在一定弹性限度范围内,用弹簧测力计对同一弹簧片施加竖直向上大小不同的拉力F,实验数据如下表:
试验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
形变量x/cm | 0.6 | 1.2 | 1.8 |
| 2.4 | 3.0 |
拉力F/N | 1 | 2 | 3 |
| 4 | 5 |
(1)实验次数4中弹簧测力计的示数如图所示,为 N
(2)分析可知,实验次数4时,弹簧片弯曲时末端的形变量x大约是 cm
(3)根据表中的数据,可知弹簧片弯曲时末端的形变量x与所受拉力F成 关系
(4)请你猜想弹簧片弯曲时末端的形变量x可能还与 、 等有关。
【答案】 (1)3.5(2)2.1(3)正比(4)长度;厚度
【解析】(1)根据图片可知,测力计的分度值为0.1N,则示数为:3N+0.1N×5=3.5N;
(2)根据表格可知,拉力每增大1N,形变量增大0.6N,据此可知:;
则实验4中形变量x:1.8cm+0.3cm=2.1cm。
(3)根据表格可知,每组中形变量和拉力的比值都是0.6,则得到:簧片弯曲时末端的形变量x与所受拉力F成正比关系 。
(4)弹簧片弯曲时末端的形变量x可能还与长度、厚度等有关。
7、小林在探究“重力的大小的相关因素”实验,得到以下数据。
测量对象 | 质量m (kg) | 重力G(N) | 比值g (N/kg) |
物体1 | 0.1 | 0.98 | 9.8 |
物体2 | 0.2 | 1.96 | 9.8 |
物体3 | 0.3 | 2.94 | 9.8 |
(1)实验中,需要的测量工具是 和 。
(2)分析表中数据,可以得出的结论是: 。
(3)在通常情况下,我们将g值取为9.8N/kg。但经过精确测量,发现在某些不同的地理位置,g值存在着微小差异。下表列出了一些城市和地区的g值大小。
地点 | 赤道 | 广州 | 武汉 | 上海 | 北京 | 纽约 | 莫斯科 | 北极 |
g值大小 | 9.780 | 9.788 | 9.794 | 9.794 | 9.801 | 9.803 | 9.816 | 9.832 |
地理纬度 | 0° | 23°06′ | 30°33′ | 31°12′ | 39°56′ | 40°40′ | 55°45′ | 90° |
根据表中提供的信息,回答下列问题:
①根据上表可知,造成g值不同的因素之一可能是: 。
②我国与许多国家之间的贸易往来频繁,在这些往来的货物运输中,发货单上所标示的“货物重量”,实质上应该是货物的 。
【答案】(1)天平;弹簧测力计(2)物体所受到的重力与质量大小成正比(3)纬度差异;质量
【解析】(1)根据表格可知,要测量质量和重力,因此需要测量工具为天平和弹簧测力计。
(2)根据表格数据可知,重力和质量的比值都是9.8,那么得到结论:物体所受到的重力与质量大小成正比;
(3)①根据表格可知,g值随纬度的变化而变化,那么造成g值变化的因素之一是纬度差异。
②我国与许多国家之间的贸易往来频繁,在这些往来的货物运输中,发货单上所标示的“货物重量”,实质上应该是货物的质量。
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