一、选择题
1、关于弹力的说法,正确的是( )
A、只要物体接触就会产生弹力
B、弹力方向总是与施力物体形变方向相同
C、压力、支持力、拉力都属于弹力
D、橡皮筋被拉长时产生的弹力会逐渐消失
2、撑杆跳高运动员压弯撑杆,撑杆产生的弹力方向是( )
A、与运动员压弯撑杆的方向相同
B、垂直于撑杆表面指向恢复原状的方向
C、沿撑杆长度方向向下
D、无法确定
3、弹簧测力计的原理是( )
A、弹簧的长度与拉力成正比
B、在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比
C、弹簧的形变越大,产生的弹力越小
D、弹簧测力计只能测量竖直方向的力
4、下列材料中,属于脆性材料的是( )
A、橡皮筋
B、铝合金
C、玻璃
D、碳纤维
5、使用弹簧测力计时,错误的操作是( )
A、测量前检查指针是否对准零刻度线
B、测量时拉力方向与弹簧轴线方向一致
C、读数时视线正对刻度盘
D、用测力计测量超出量程的拉力
二、填空题
1、弹力的产生条件是物体必须发生__________,并且需要直接__________。
2、弹簧测力计使用前,若指针未对准零刻度线,应通过调节__________使其归零。
3、当拉力超过弹簧的__________时,弹簧会损坏且无法恢复原状。
4、杯子静止在桌面上,杯子对桌面的压力是由于__________发生形变产生的。
5、撑杆跳高运动员起跳时,撑杆的形变属于__________形变;若撑杆断裂,则说明形变超过了其__________。
三、实验与探究题
1、弹簧测力计的使用
小明用弹簧测力计测量一个水杯的重力,步骤如下:
步骤一:直接用手拉住挂钩,未校零便开始测量。
步骤二:将水杯挂在测力计上,发现指针指在3.5N处。
步骤三:读数时仰视刻度盘,记录数据为3.5N。
指出错误并改正:
(1)步骤__________错误:正确操作:__________。
(2)步骤__________错误:正确操作:__________。
2、材料力学性能分析
1986年美国“挑战者号”航天飞机因密封圈低温变脆导致燃料泄漏爆炸。
(1)密封圈材料在低温下表现出__________性,失去__________能力。
(2)若改用形状记忆合金制作密封圈,其优点是:________________________。
四、综合应用题
1、弹力方向判断
物体A静止在斜面上,画出斜面受到的压力和物体A受到的支持力的示意图,并标注方向。
2、弹簧伸长量计算
某弹簧在弹性限度内,受到2N拉力时伸长1cm。若施加5N拉力,弹簧总长度为15cm,求弹簧的原长。
3、实际案例分析
小明用橡皮筋和弹簧制作简易测力计,发现橡皮筋的刻度不均匀,而弹簧的刻度均匀。
(1)解释橡皮筋刻度不均匀的原因。
(2)为什么弹簧测力计需要在弹性限度内使用?
参考答案
一、选择题
1.C
解析:
A错误:接触是弹力产生的必要条件之一,但还需要物体发生弹性形变。例如,静止在桌面的杯子虽然接触桌面,但若未发生形变(实际存在微小形变),不会产生弹力。
B错误:弹力方向与物体恢复形变的方向一致,而非施力方向。例如,压弯的撑杆产生的弹力方向是撑杆恢复原状的方向(垂直于接触面)。
C正确:压力、支持力、拉力均是由物体发生弹性形变产生的,属于弹力。
D错误:橡皮筋被拉长时,只要未超过弹性限度,弹力会一直存在;若被拉断,弹力才会消失。
2、B
解析:
撑杆被压弯时,弹力的方向始终垂直于接触面并指向恢复原状的方向,而非与运动员施力方向相同(A错误)。例如,弯曲的撑杆对运动员的力是撑杆试图恢复直线形状时产生的弹力。
3、B
解析:
A错误:弹簧测力计的原理是“伸长量与拉力成正比”,而非总长度。例如,若弹簧原长10cm,受拉力后总长为12cm,伸长量为2cm,而非总长直接与拉力相关。
B正确:在弹性限度内,弹簧的伸长量(总长-原长)与拉力成正比,这是弹簧测力计的核心原理。
C错误:弹簧的形变越大,弹力越大(胡克定律)。
D错误:弹簧测力计可测任何方向的力,但需沿弹簧轴线施力。
4、C
解析:脆性材料的特点:受力达到极限时会突然断裂,无明显塑性形变。例如,玻璃、饼干属于脆性材料;橡皮筋(弹性)、铝合金(塑性)、碳纤维(高强弹性)则不是。
5、D
解析:D错误:超出量程会损坏弹簧,导致无法恢复原状。例如,若测力计量程为5N,测量6N的力会导致弹簧永久变形。
二、填空题
1、弹性形变,接触
解析:弹力产生必须满足两个条件:物体接触;发生弹性形变(形变后可恢复)。例如,手压直尺时,直尺与手接触并发生形变,产生弹力。
2、调节旋钮(或校零装置)
解析:校零是使用弹簧测力计的必要步骤,确保测量起点准确。例如,若指针初始指向0.5N,未校零会导致所有测量值偏大0.5N。
3、弹性限度
解析:弹性限度是弹簧能恢复原状的最大形变量。例如,过度拉伸弹簧后,弹簧变长且无法恢复,说明超过弹性限度。
4.杯子
解析:压力是施力物体(杯子)发生形变产生的。例如,杯子轻微下凹,对桌面施加垂直向下的压力。
5、弹性,弹性限度
解析:撑杆的弹性形变使其恢复时产生弹力;若断裂,说明形变超过其弹性限度,进入塑性形变阶段。
三、实验与探究题
1、(1)未校零;使用前应调节指针与零刻度线对齐。
(2)仰视读数;视线应与刻度盘垂直。
解析:(1)未校零会导致测量值包含初始偏差(2)仰视会导致读数偏小
2、(1)脆性,弹性 (2)受热后能恢复原状,适应温度变化。
解析:(1)低温使密封圈材料变脆(失去弹性),无法通过弹性形变密封缝隙。(2)形状记忆合金在低温下可变形,受热后恢复原状,适合用于温度变化大的环境。
四、综合应用题
1、压力方向垂直斜面向下,支持力方向垂直斜面向上(示意图略)。解析:弹力方向始终垂直于接触面并指向受力物体。
2、弹簧原长 = 15cm - (5N ÷ 2N/cm) = 12.5cm
3、
(1)橡皮筋的伸长量与拉力不成正比,超出弹性限度后塑性形变明显。
解析:橡皮筋的弹性性能较差,在较大拉力下会进入塑性形变阶段,导致刻度不均匀。
(2)超出弹性限度后,弹簧无法恢复原状,导致测力计刻度失效。
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