课时作业16.doc

课时作业(十六)实验探究弹簧弹力与伸长量的关系1在探究“弹力与弹簧伸长的关系实验”中，弹簧不受力时的长度如图中a所示，当在弹簧下挂重2 N的钩码时如图中b所示对此下列说法中正确的是()A该弹簧原长为41 cmB挂2 N的钩码时，弹簧伸长了49 cmC该弹簧的劲度系数为20 N/mD该弹簧的劲度系数为25 N/m解析：弹簧竖直悬挂，由图可知，不挂钩码时自然长度为41 cm25 cm16 cm，A项错误；挂2 N的钩码时，弹簧伸长到49 cm，伸长了8 cm，B项错误；由Fkx得k25 N/m，D项正确答案：D2在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测得数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，如图所示，根据图象回答以下问题：(1)弹簧的原长为_(2)弹簧的劲度系数为_(3)分析图象，总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为_解析：钩码的重力即等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律Fkxk(LL0)，所以图线在横轴上的截距表示弹簧的原长，斜率表示劲度系数，故L010 cm.k N/m1 000 N/m，即F1 000(L0.10) N.答案：(1)10 cm (2)1 000 N/m (3)F1 000(L0.10) N3下表是某同学为探究弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据：弹力F/N0.51.01.52.02.5弹簧的伸长x/cm2.65.06.89.812.4(1)请你在下图中的坐标纸上作出Fx的图象；(2)写出曲线所代表的函数；(x用m作单位)(3)解释函数表达式中常数的物理意义解析：(1)将x轴每小格取为1 cm，y轴每一小格取为0.25 N将各点描到坐标纸上，并连成直线，如图所示(2)由图象得：F20x.(3)函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长(或压缩)1 m所需的弹力大小为20 N.答案：(1)如解析图(2)F20x(3)使弹簧每伸长(或压缩)1 m所需的弹力大小为20 N4(2014湖北荆州模拟)(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长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LL0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下图中的()解析：(1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长量的关系，所以选A、B.(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.答案：(1)AB(2)C5橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F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kY，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(1)国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是_AN BmCN/m DPa(2)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L20.00 cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D4.000 mm.那么测量工具a应该是_，测量工具b应该是_(3)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Fx图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k_N/m.(4)这种橡皮筋的Y值等于_解析：(1)在弹性限度内，弹力F与伸长量x成正比，Fkx，又根据题意可知，kYS/L.则FkxYx，得出杨氏模量Y.各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是N/m2Pa，选项D正确(2)根据精确度判断可知a为毫米刻度尺，b为螺旋测微器(3)根据表格数据，描点、连线，可得Fx图象如图所示根据斜率的物理意义表示劲度系数k，则k3.1102 N/m.(4)根据YkL/S求得，Y5106 Pa.答案：(1)D(2)毫米刻度尺螺旋测微器(3)图象见解析图3.1102(4)5106 Pa6某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，实验装置如图甲所示，所用钩码每只质量是30 g他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5只钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g10 m/s2.试根据这些实验数据在如图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力F与弹簧长度L之间的函数关系的图线钩码质量/g0306090120150弹簧总长/cm6.007.008.009.0010.0011.00(1)写出该图线的数学表达式：F_ N.(2)图线与横轴的交点的物理意义是_ _(3)该弹簧的劲度系数k_ N/m.(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_解析：描点作图，得出弹簧弹力与其长度之间的图象如图所示(1)由图象可以得出该图线的数学表达式F(30L1.8) N.(2)图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F0时弹簧的长度为6 cm，即弹簧的原长(3)图象的斜率表示弹簧的劲度系数，