重力与弹力 同步练习- 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

课时2实验:探究弹簧弹力与形变量的关系1.关于探究弹簧弹力和伸长量的关系的实验,下列说法正确的是()A.实验中k的具体数值必须计算出来B.如果没有测出弹簧原长,用弹簧长度l代替x,F-l图线也是过原点的一条直线C.利用F-x图线可求出k值D.作图时要把所有点连到线上,才能探究得到真实规律2.某同学做探究弹簧弹力与伸长量的关系的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用刻度尺测出弹簧的原长l0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l,把l-l0作为弹簧的伸长量x。这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是()3.利用如图甲所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系。(1)对于该实验,下列操作规范的是(填字母代号)。

A.固定刻度尺时,保持刻度尺的零刻度线与弹簧上端对齐且竖直并靠近弹簧B.实验中任意增加钩码的个数C.实验中仅把弹簧竖直悬挂,待稳定时测量弹簧的原长D.实验数据处理时,把所有的描点用折线连起来(2)实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次测出相应的弹簧总长度l,测量后把6组数据描点在坐标图中,作出的F-l图线如图乙所示。由此图线可得出该弹簧的原长l0=cm,劲度系数k=N/m。

4.用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边竖直固定一分度值为1mm的刻度尺。当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示;再增加一个钩码后,P点对应刻度如图乙中cd虚线所示。已知每个钩码质量为50g,重力加速度g取9.8m/s2,则被测弹簧的劲度系数为N/m。挂三个钩码时弹簧的形变量为cm。

5.甲、乙两个物理实验小组分别探究弹簧弹力和伸长量的关系。(1)甲组同学利用图甲所示的装置,将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐,读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指刻度尺的刻度值,所读数据列表如下:(弹簧始终未超过弹性限度,重力加速度g取9.8m/s2)实验次数123456钩码质量m/g0306090120150刻度尺读数x/cm6.008.349.4810.6411.79①实验中挂30g钩码时刻度尺的读数如图甲所示,请你将这个测量值填入记录表中。②该小组根据所测数据,在图乙中的坐标纸上建立x-m坐标系,并描出5组测量数据,请你将第2组数据描在坐标纸上,并画出x-m的关系图线。③作出的图线与坐标系纵轴有一截距,其表示的物理意义是;该弹簧的劲度系数k=N/m(结果保留3位有效数字)。

(2)乙组同学利用图丙所示的装置,用与甲组同样规格的弹簧做实验,他们将弹簧左端与刻度尺的零刻度对齐,读出不挂钩码时弹簧右端指针所指刻度尺的刻度值,然后通过定滑轮在弹簧右端的细绳上挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指刻度尺的刻度值。之后他们经历了与甲组同样的实验步骤,最后甲、乙两组将测出的劲度系数进行比对,发现乙组的测量结果总比甲组的测量结果稍大一些,其原因是,这种误差叫(选填“系统误差”或“偶然误差”)。

丙6.某同学做探究弹簧弹力和伸长量的关系的实验。(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的刻度尺刻度,其示数为7.73cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的刻度尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为cm。

(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是(填选项前的字母)。

A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是。

7.橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,弹力F与伸长量x成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度l、横截面积S有关。理论与实践都表明k=YSl,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量。在国际单位制中,杨氏模量Y(1)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度l=20.00cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a应该是,测量工具b应该是。

(2)下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。拉力F/N510152025伸长量x/cm1.63.24.76.48.0请作出F-x图像,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=N/m。

(3)这种橡皮筋的Y值等于。

参考答案1.C2.C3.(1)AC(2)5164.702.105.(1)①7.15