2011高考物理一轮复习成套课时练习 第四单元实验一 探究弹力和弹簧伸长的关系

第二章第二章 第四单元第四单元 实验实验 一一 探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系 1 2010 厦门模拟 如图实 1 7 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 与弹簧产生的弹力的关系图象 如图乙 则下列判断正确的是 图实 1 7 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 m D 该弹簧受到反向压力时 劲度系数不变 解析 由题图知 F x是一个过原点的直线 k N m 200 N m 可知 A 错 20 0 10 B C D 正确 答案 BCD 2 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并让其自然下 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 图实 1 8 L的关系图线如图实 1 8 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F 0 时 弹簧的长度即原长为L0 10 cm 图线的斜率就是弹簧的劲 度系数 即k 102 N m 50 N m 10 0 0 30 10 答案 10 50 3 做 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验步骤如下 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 也可在横梁的另一侧挂上一定的配重 并将弹簧的一端 系于横梁上 在弹簧附近竖直固定一刻度尺 D 依次在弹簧下端挂上 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 写出弹力与伸长量的关系式 首先尝试写成一次函数 如果不行则考虑二次函数 F 解释函数表达式中常数的物理意义 G 整理仪器 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来 答案 CBDAEFG 4 用如图实 1 9 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g 9 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 cm 图实 1 9 解析 对钩码进行受力分析 根据平衡条件 得 mg kx k N m 70 N m mg x 50 10 3 9 8 7 10 3 挂三个钩码时 可列方程 m m m g kx x m 3mg k 3 50 10 3 9 8 70 21 10 3 m 2 10 cm 答案 70 2 10 5 17 世纪英国物理学家胡克发现 在弹性限度内 弹簧的形变量与弹力成正比 这就 是著名的胡克定律 受此启发 一组同学研究 金属线材伸长量与拉力的关系 的探 究过程如下 A 有同学认为 横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内 其伸长量与拉力成 正比 与截面半径成反比 B 他们准备选用一些 由同种材料制成的不同长度 不同半径的线材 作为研究对 象 用测距仪 传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律 以验证假 设 C 通过实验取得如下数据 长度 拉力 伸长 直径 250 N500 N 750 N 1000 N 1 m2 52 mm0 4 mm0 8 mm 1 2 mm 1 6 mm 2 m2 52 mm0 8 mm1 6 mm 2 4 mm 3 2 mm 1 m3 57 mm0 2 mm0 4 mm 0 6 mm 0 8 mm D 同学们对实验数据进行分析 归纳后 对他们的假设进行了补充完善 1 上述科学探究活动中 属于 制定计划 和 搜集证据 的环节分别是 2 请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确 若有错误或不足 请给予修正 3 求出这种线材的伸长量x与拉力F以及线材的长度L 截面积S之间的定量关系 式 解析 根据科学探究的要素和题目给定的条件 显然 A 属于 猜想与假设 B 属于 制定计划 C 属于 收集证据 D 属于 分析 论证 评估 通过详细而全面的 分析 计算实验数据 才能判断他们的假设是否全部正确 并对错误或不足之处给予 修正 然后还要根据实验数据和 2 中的结论 通过计算 求出这种线材的伸长量x与 拉力F以及材料的长度L 截面积S之间的定量关系式 答案 1 B C 2 他们的假设不是全部正确 在弹性限度内 金属线材的伸长量与 拉力成正比 与截面半径的平方成反比 还与金属线