全程学习方略高中物理 3.4.实验 探究弹力和弹簧伸长的关系（精讲优练课型）实验演练能力提升区 鲁科版必修1.doc

.实验 探究弹力和弹簧伸长的关系（精讲优练课型）实验演练能力提升区1.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是()a.弹簧被拉伸时，可以超出它的弹性限度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.用几根不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等【解析】选b。本实验中应以所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，在竖直方向上改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长的关系，所以选b。2.同学们通过实验探究，得到了在发生弹性形变时，弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。下列说法中能反映正确的探究结果的是()a.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比b.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成反比c.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量的平方成正比d.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量无关【解析】选a。在弹性限度内弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比。故a正确。3.(2015马鞍山高一检测)在“探究弹力和弹簧伸长关系”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的关系图像，如图所示。根据图像回答以下问题。(1)弹簧的原长为cm。(2)弹簧的劲度系数为n/m。【解析】(1)根据图像可知，竖直弹簧下端不挂重物时，弹簧处于自然伸长状态，此时弹簧长度为1010-2m=10cm，则弹簧原长为10cm；(2)根据图像，当其挂重物g1=20n时，弹簧伸长了2cm，由胡克定律得：20n=k210-2m，则k=1 000n/m。答案：(1)10(2)1 0004.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0cm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，但测力计可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端(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f-l变化的图线如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k=n/m。弹簧的原长l0= 。【解析】设弹簧原长为l0，由f=kx得f1=k(h+l1-l0)，f2=k(h+l2-l0)由图像知f1=30n，l1=0.20mf2=20n，l2=0.10m代入解得l0=0.15m，k=100n/m答案：1000.15m5.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。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。(g取9.8m/s2)(1)作出m-l的关系图线。(2)弹簧的劲度系数为n/m。【解析】(1)如图所示，让直线通过尽可能多的点。(2)从图像中取两相距较远的点，利用k=求出，k等于0.248n/m到0.262n/m之间某值。答案：(1)见解析(2)0.2480.262之间的任一值均正确6.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的关系。(1)测量上述物理量需要的主要器材是、等。(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间的关系式：x=。(若用到比例系数，可用k表示，假设实验中合金丝直径的变化可忽略)长度l/cm伸长量x/cm拉力f/n5.000.2050.05.000.40100.010.000.4050.0(3)在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是(只需写出一种)。(4)若有一根由上述材料制成的粗细相同的合金丝的长度为20cm，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。(2)由题目所给的数据分析可知：当力一定时，伸长量与长度成正比；当长度一定时，伸长量和力成正比，故x=kfl(取一组数据验证，式中的k不为零)。(3)研究伸长量与拉力、长度的关系时，可以先控制某一个量不变，如长度不变，再研究伸长量与拉力的关系，这种方法称为控制变量法。这是物理实验中的一个重要研究方法。(4)代入表中数据把式中的k求出，得k=810-4n-1，再代入已知数据，l=20cm，x=0.2cm，可求得最大拉力f=12.5n。答案：(1)弹簧测力计刻度尺(2)kfl(3)控制变量法(4)12.57.某同学探究弹力和弹簧伸长量的关系，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50g的钩码时，指针指示的刻度数值记作l1；弹簧下端挂两个50g的钩码时，指针指示的刻度数值记作l2弹簧下端挂七个50g的钩码时，指针指示的刻度数值记作l7。(1)表中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。测量记录表代表符号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，请你根据图示将这两个测量值填入记录表中。(3)为充分利用测量数据，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：d1=l4-l0=6.90cm，d2=l5-l1=6.90cm，d3=l6-l2=7.00cm。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50g钩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)弹簧的劲度系数k=n/m(g取9.8m/s2)。【解析】(1)根据题意知，刻度尺的最小刻度为1毫米。读数时，应估读到毫米的下一位，故l5、l6记录有误。(2)按(1)中的读数规则，得l3=6.85cm，l7=14.05cm。(3)根据题中求差方法，可知d4=l7-l3=7.20cm。(4)根据l4-l0=4l=d1，l5-l1=4l=d2，l6-l2=4l=d3，l7-l