导学教程高考物理总复习 第二章 相互作用 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系限时检测 新人教版.doc

实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系1一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图实9所示。下列表述正确的是图实9aa的原长比b的长ba的劲度系数比b的大ca的劲度系数比b的小d测得的弹力与弹簧的长度成正比解析由fk(ll0)可知，当f0时，ll0，即图象的横轴截距表示弹簧的原长，a错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，b正确、c错误；图象不过原点，d错误。答案b2为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图实10上标出。(g9.8 m/s2)图实10(1)作出ml的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为_ n/m。解析(1)画一条直线尽量通过较多的点，如图所示。(2)在画出的图象上选取较远的两点，用于计算劲度系数。选(11.5，0.75)及(19.0，2.75)两点，有k n/m0.261 n/m。答案(1)见解析图(2)0.261(在0.2480.262间均可)3(2015四川理综)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图实11所示，图实12是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1_cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力f2_n(当地重力加速度g9.8 m/s2)。要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_。作出fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系。图实11图实12解析刻度尺的最小分度是1 mm，读数要估读到0.1 mm，所以读数是25.85 cm。两个钩码的重力g22mg2500.0019.8 n0.98 n，所以弹簧弹力f20.98 n。弹簧的伸长量弹簧长度弹簧的原长，所以需要测量不挂钩码时弹簧的长度，即需要测量弹簧的原长。答案25.850.98弹簧原长4利用如图实13甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，所用的钩码每只的质量为30 g。实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后依次测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中。(弹力始终未超过弹性限度，g取10 m/s2)记录数据组123456钩码总质量/g0306090120150弹簧总长/cm6.007.118.209.3110.4011.52(1)在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小f跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线。图实13(2)由图线求得该弹簧的劲度系数k_n/m。(保留两位有效数字)解析(1)弹力大小f跟弹簧总长度x之间的函数关系图线如图所示。(2)弹簧的劲度系数k等于fx关系图线的斜率，故k27 n/m。答案(1)见解析图(2)275(2016成都检测)为了探索弹力和弹簧伸长的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图实14所示图象。图实14 (1)从图象上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为_。(2)这两根弹簧的劲度系数分别为_n/m和_n/m；若要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选弹簧_。(3)从上述数据和图线中分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议。建议：_。解析(1)在弹性范围内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性范围，则此规律不成立，所以所给的图象上端成为曲线，是因为形变量超过弹簧的弹性限度。(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为k甲 n/m66.7 n/mk乙 n/m200 n/m。要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选用一定的外力作用时，弹簧的形变量大的，故选甲弹簧。(3)建议：实验中钩码不能挂太多，控制在弹性限度内。答案(1)形变量超过弹簧的弹性限度 (2)66.7200甲(3)见解析6用如图实15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，旁边竖直固定一最小刻度为mm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50 g，重力加速度g9.8 m/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。图实15解析对钩码进行受力分析，根据平衡条件，得mgkxk n/m70 n/m挂三个钩码时，可列方程(mmm)gkxx m21103 m2.10 cm。答案702.107在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图实16所示。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。图实16(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据在坐标图中描点，请作出fl图线。图实17(2)由此图线可得出该弹簧的原长l0_ cm，劲度系数k_ n/m。(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)。解析(1)用直线将各点连接起来，误差较大的点不考虑，如图所示。(2)弹簧的原长l0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，l05102 m5 cm。劲度系数为图象直线部分的斜率，k20 n/m。(3)记录数据的表格如下。次数123456弹力f/n弹簧的长度l/102 m答案(1)见解析图(2)520(3)见解析8(2012广东理综)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)。(2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为l0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为l1至l6。数据如下表。代表符号l0lxl1l2l3l4l5l6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小分度为_。(3)如图实17是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(填“l0”或“lx”)。图实17(4)由图可知弹簧的劲度系数为_ n/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_ g。(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)解析(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向。(2)l0应为弹簧静止时的长度。从表中大部分数据可以看出，测量值已经估读到0.1 mm，所以刻度尺的最小刻度应是1 mm，l333.4 cm