优化探究高考物理一轮复习 2.4.1实验一 探究弹力和弹簧伸长的关系知能检测.doc

2.4.1实验一 探究弹力和弹簧伸长的关系命题报告教师用书独具实验步骤及误差分析1、2、6实验数据处理3、4、5实验创新设计71.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中关于操作步骤的先后顺序，下列说法正确的是()先测量原长，后竖直悬挂先竖直悬挂，后测量原长先后顺序对实验结果无影响先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重abc d解析：由于弹簧自身有重力，悬挂时的长度大于水平放置时的长度，所以测量其竖直悬挂时的长度为弹簧原长答案：d2(2014年惠州高三调研)某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”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，挂上砝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列所示图线的哪一个()解析：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：c3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，其对应点已在图标出(g9.8 m/s2)(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)图见解析(2)0.261(在0.2480.262之间均可)4(2014年阜阳调研)某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小f与弹簧长度x的关系图线由此图线可得该弹簧的原长x0_cm，劲度系数k_n/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度x_cm.解析：图线在横轴上的截距等于弹簧的原长x04.00 cm，图线斜率等于弹簧的劲度系数k50 n/m.把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数为3.0 n时，弹簧伸长x6 cm.该弹簧的长度xx0x10 cm.答案：(1)竖直(2)4.0050(3)105利用如图甲所示装置做“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，取g10 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(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)图见解析(2)276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所示图像(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7某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h30.0 cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力f，作出fl图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k_n/m，弹簧的原长l0_.解析：根据胡克定律f与l的关系式为：f