【优化指导】高考物理总复习 第2章 4讲 实验 弹力与弹簧伸长量的关系课时演练 新人教版.docVIP

【优化指导】2013高考物理总复习 第2章 4讲 实验 弹力与弹簧伸长量的关系课时演练 新人教版1如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示则下列判断正确的是()a弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比b弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比c该弹簧的劲度系数是200 n/md该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变2某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力f，测出弹簧的总长度l，改变外力f的大小，测出几组数据，作出外力f与弹簧总长度l的关系图线如图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为_cm；该弹簧的劲度系数为_n/m.解析：当外力f0时，弹簧的长度即原长l010 cm.图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k102 n/m50 n/m.答案：10503通过“探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力f的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同已知一根原长为l0、劲度系数为k1的长弹簧a，现把它截成长为l0和l0的b、c两段，设b段的劲度系数为k2、c段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k1k2k3乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以，k1k2k3丙同学：同一根弹簧截成的两段，越长劲度系数越大，所以k1k2k3(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有_(2)简要写出实验步骤(3)如图是实验得到的图线根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？_. (2)实验步骤：a将弹簧b悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度lb.b在弹簧b的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n个)并用刻度尺测量弹簧的长度l1.c由fmg计算弹簧的弹力；由xl1lb计算出弹簧的伸长量由k计算弹簧的劲度系数d改变钩码的个数，重复实验步骤b、c，并求出弹簧b的劲度系数k2的平均值e按实验步骤a、b、c、d求出弹簧c的劲度系数k3的平均值f比较k1、k2、k3得到结论(3)从同一根弹簧上截下的几段，越短的段，劲度系数越大(或越长的段，劲度系数越小)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.解析：对钩码进行受力分析，根据平衡条件和胡克定律，得2mgk(ll0)3mgk(ll0)则k n/m70 n/m挂三个钩码时，可列方程(mmm)gkxxm2.10102m2.10 cm.答案：702.105用一弹簧测力计水平拉一端固定的弹簧，以此来测定此弹簧的劲度系数k，测出的拉力f与弹簧长度l之间的数据如下表所示.拉力f/n1.101.502.003.003.503.804.00长度l/cm22.0022.3522.7023.3123.6523.8024.00(1)在图中作出此弹簧的fl图线(2)图线与l轴的交点表示_，其值为_cm，此弹簧的劲度系数为_n/m.解析：图线与l轴的交点表示f0时弹簧的长度，即原长，求劲度系数可用相距较远的两组点求出斜率并求平均值答案：(1)如图所示(2)弹簧原长20.2143(在误差允许范围内即可)6某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作l0；弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l2；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l7.(1)下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是_和_.代表符号l0l1l2l3l4l5l6l7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1(2)实验中，l3和l7两个值还没有测定，请你根据图将这两个测量值填入上表中(3)为了充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1l4l06.90 cm，d2l5l16.90 cm，d3l6l27.00 cm.请你给出第四个差值：d4_cm.(4)根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码弹簧的平均伸长量l.l用d1、d2、d3、d4表示的式子为：l_，代入数据解得l_cm.(5)计算弹簧的劲度系数k_n/m.(g取9.8 m/s2)7用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质现有一种纳米合金丝，欲测定出其伸长量x与所受拉力f、长度l、截面直径d的关系(1)测量上述物理量需要的主要器材是_、_、_.(2)若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出x与f、l、d间的关系式：x_.(若用到比例系数，可用k表示)长度l/cm50.0100.0200.05.000.0400.200.400.8010.000.0400.400.801.605.000.0800.100.200.40(3)若有一根合金丝的长度为20 cm，截面直径为0.200 mm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为_n.解析：(1)用弹簧测力计测量力的大小，用刻度尺测量长度，用螺旋测微器测量直径(2)由题目所给的数据分析可知：当力、直径一定时，伸长量与长度成正比；当力、长度一定时，伸长量与直径成反比；当长度、直径一定时，伸长量与力成正比所以有x.(3)k m/n3.2108 m/nfm n62.5 n.答案：(1)弹簧测力计刻度尺螺旋测微器(2)(3)62.58(2011安徽高考)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，其对应点已在图上标出(g9.8 m/s2)(1)从上图表格中，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，如答案图(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)如图所示(2)0.2480.2629(2010浙江高考)在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m0.1 kg，取g10 m/s2)，并记录绳下端的坐标x加i，然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标x减i，绳下端坐标的平均值xi(x加ix减i)/2的数据如下表：(下标i表示挂在绳下端钩码个数)挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标(xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮绳的x加i_x减i(大于或小于)；(2)_同学的数据更符合实验要求(甲或乙)；(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(n/m)；(4)为了更好地测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？解析：(1)橡皮绳经过拉伸后并不能完全恢复原长，所以挂同样多钩码时有x加ix减i.(2)甲同学每加一个钩码，橡皮绳的形变量变化很大而乙同学每加一个钩码，橡皮绳的形变量基本保持不变，故乙同学的数据更符合实验要求(3)由所给数据得改变量如下表所示挂在橡皮