2011高三物理一轮复习 1.7 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系练习题

用心 爱心 专心 1 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 用悬挂砝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 挂上砝码后测出弹簧伸长 后的长度 L 把 L L0 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所示图象中的 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 砝码的数目 以改变对弹簧的拉力 来探索弹力与弹簧的伸长量的关系 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 x 0 所以选 C 答案 1 AB 2 C 2 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 有如下一些步骤 A 在弹簧下端挂上一个钩码 观察指针所指位置 测出弹簧的伸长量 x1 B 将弹簧固定悬挂在金属横杆上 将刻度尺竖直固定在弹簧旁 观察弹簧指针所指 位置 并记下该位置 C 在坐标纸上建立平面直角坐标系 以 F 为纵坐标 x 为横坐标 根据实验数据 选 定两坐标轴适当的标度 D 将各组实验数据在平面坐标上进行描点 观察点的分布与走势 用平滑曲线作出 反映 F 和 x 对应规律的图象 E 将铁架台放在水平实验桌上 将金属横杆水平固定在铁架台上 F 给弹簧下端挂上两个钩码 三个钩码 分别观察指针所指的位置 测出对应的 伸长量 x2 x3 G 根据图象和数据做出结论并整理仪器 实验中合理实验步骤排序为 A EBAFCDG B EBAFDCG C EBFCADG D EAFBCDG 答案 A 3 某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时 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 上图所示 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 由图象可知 F 0 时 L0 10 cm 即自然长度为 10 cm 根据 F k L k N m 50 N m F L 10 30 10 10 2 答案 10 50 用心 爱心 专心 4 某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中 设计了图甲所示的实验装置 他 先测出不挂钩码时弹簧的自然长度 再将钩码逐个挂在弹簧的下端 每次都测出相应的弹 簧总长度 将数据填在下面的表中 弹簧始终在弹性限度内 测量次序123456 弹簧弹力大小 F N00 490 981 471 962 45 弹簧总长 x cm67 168 349 4810 8511 75 1 根据实验数据在图乙的坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小 F 跟弹簧 总长 x 之间的函数关系点 请把第 5 6 次测量的数据对应的点描出来 并作出 F x 图 线 2 图线跟 x 坐标轴交点的物理意义是 3 该弹簧的劲度系数 k 保留两位有效数字 答案 1 图线如图所示 2 弹簧的原长 3 42 N m 用心 爱心 专心 5 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 2 3 1 3 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 k1 k2 k3 乙同学 同一根弹簧截成的两段 越短劲度系数越大 所以 k1 k2k2 k3 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 上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 解析 1 刻度尺 已知质量且质量相等的钩码 或弹簧测力计 2 实验步骤 将弹簧 B 悬挂在铁架台上 用刻度尺测量其长度 LB 在弹簧 B 的下端挂下钩码 记下钩码的个数 加 n 个 并用刻度尺测量弹簧的长度 L1 由 F mg 计算弹簧的弹力 由 x L1 LB计算出弹簧的伸长量 由 k 计算弹簧的劲度 系数 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 按实验步骤 a b c d 求出弹簧 C 的劲度系数 k3的平均值 比较 k1 k2 k3得到结论 3 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 6 请你根据以下某位同学做 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验内容 回答有关问 题 1 下列的实验步骤是这位同学准备完成的 请你帮这位同学按操作的先后顺序 用字 母排列出来 A 以弹簧伸长量为横坐标 以弹力为纵坐标 描出各组数据 x F 对应的点 并用平 滑的曲线连接起来 B 记下弹簧不挂钩码时 其下端在刻度尺上的刻度 L0 C 将铁架台固定于桌子上 并将弹簧的一端系于横梁上 在弹簧附近竖直固定一把 刻度尺 D 依次在弹簧下端挂上 1 个 2 个 3 个 4 个 钩码 并分别记下钩码静止时 弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内 然后取下钩码 E 以弹簧伸长量为自变量 写出弹力与弹簧伸长量的关系式 F 解释函数表达式中常数的物理意义 2 下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据 弹力 F N 0 51 01 52 02 5 弹簧原来的长度 L0 cm 1515151515 弹簧后来的长度 L cm 16 217 318 519 620 8 弹簧的伸长量 x cm 算出每一次弹簧伸长量 并将结果填在上表的空格内 在图中的坐标上作出 F x 图线 写出曲线的函数表达式 x 用 cm 作单位 函数表达式中常数的物理意义 用心 爱心 专心 解析 1 按照先实践操作后进行数据处理的思路可得实验步骤的顺序是 C B D A E F 2 用弹簧后来的长度减去弹簧原来的长度可得弹簧的伸长量 恰当地选取横纵 坐标的单位值 利用描点作图的方法可得到 F x 图线 如下图所示 利用图象求出图线 的斜率为 0 43 写出曲线的函数式 F 0 43x x 用 cm 作单位 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