高考物理实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系素材

用心 爱心 专心 实验实验 2 2 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 1 20102010 年高考福建卷第年高考福建卷第 1919 题 题 2 6 分 某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力 的关系 实验时 将原长约 200mm 的橡皮筋上端固定 在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂 钩码 质量均为 20g 每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量 当挂上 10 只钩码后 再逐一把钩码取下 每取下一只钩码 也记下对应的橡皮筋伸长量 根据测量数据 作出 增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量 l 与拉力 F 关系的图像如图所示 从图像中可以 得出 填选项前的字母 A 增挂钩码时 l 与 F 成正比 而减挂钩码时 l 与 F 不成正比 B 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D 增挂钩码时所挂钩码数过多 导致橡皮筋超出弹性限度 答案答案 D 解析解析 2 本题属于中等题 解题的关键在于弄清问什么两条图像会错开 实验中由于增 挂钩码时所挂钩码数过多 导致橡皮筋超出弹性限度 弹簧无法及时恢复原长 两条图像 才会出现差异 2 2 20102010 年高考浙江卷第年高考浙江卷第 21 21 题 题 10 分 在 探究弹簧弹力大小与伸长量的关 系 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 们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩友 每个钩友的质量均为 m 0 jkg 取 g 10m s2 并记 录绳下端的坐标 X加 下标 i 表示挂在绳下端钩友个数 然后逐个拿下钩友 同样记录绳 下端面的坐标 X减 绳下端面坐标的值 Xi X加 X减 2 的数据如下表 橡皮绳下端的坐标 X mm 挂在橡皮绳下端的钩码个数 甲乙 1216 5216 5 2246 7232 3284 0246 5 4335 0264 2 用心 爱心 专心 5394 5281 3 6462 0301 0 1 同一橡皮绳的 X加 X减 大于或小于 2 同学的数据更符合实验要求 甲或乙 3 选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数 k N m 4 为了更好的测量劲度系数 在选用钩码时需考虑的因素有哪些 答案答案 1 小于 2 乙 3 由所给数据的该变量如下表所示 改变量 Xn X1 mm挂在橡皮绳下端的 勾码个数甲乙 1 230 215 5 367 530 0 4118 547 7 5178 064 8 6245 584 5 由上表作图得 由图可得 k乙 57 70 N m 或 用心 爱心 专心 对于甲同学的数据 因为只有前几个数据可认为在弹性范围内 由图中切线的斜率得 k甲 25 34 N m 4 尽可能使伸长量在弹性范围内 同时有足够大的伸长量 以减小长度测量的误差 3 3 20082008 年年北京第北京第 22 22 题 题 探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系 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 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 测量记录表 代表符号 L0L1L2L3L4L5L6L7 刻度数值 cm 1 703 405 108 6010 312 1 实验中 L3和L2两个值还没有测定 请你根据上图将这两个测量值填入记录表 中 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 90 cm d2 L5 L1 6 90 cm d3 L6 L2 7 00 cm 请你给出第四个差值 d4 cm 用心 爱心 专心 根据以上差值 可以求出每增加 50 g 砝码的弹簧平均伸长量 L L用 d1 d2 d3 d4表示的式子为 L 代入数据解得 L cm 计算弹簧的劲度系数k N m g取 9 8 m s2 3 答案 L5 L6 因为它们读数的位数少 6 85 6 84 6 86 14 05 14 04 14 06 L7 L3 7 20 7 18 7 22 1234 44 dddd 1 75 28 4 4 测量一轻弹簧的劲度系数测量一轻弹簧的劲度系数 20092009 高考高考 四川四川 22 22 1 在弹性限度内 弹簧弹力的大小与弹簧伸长 或缩短 的长度的比值 叫做弹簧的劲度系数 为了测量一轻弹簧的劲度系数 某 同学进行了如下实验设计 如图所示 将两平行金属导轨 水平固定在竖直向下的匀强磁场中 金属杆 ab 与导轨接 触良好 水平放置的轻弹簧一端固定于 O 点 另一端与金 属杆连接并保持绝缘 在金属杆滑动的过程中 弹簧与金 属杆 金属杆与导轨均保持垂直 弹簧的形变始终在弹性 限度内 通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法 使摩擦对实 验结果的影响可忽略不计 请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题 帮助该同学完成实验设计 请你用低压直流电源 滑动变阻器 电流表 开关 设计一电路图 画在图中虚线框内 并正确连在导轨的 C D 两端 若已知导轨间的距离为 d 匀强磁场的磁感应强度为 B 正确连接电路后 闭合开关 使金 属杆随挡板缓慢移动 当移开挡板且金属杆静止时 测出通过金属杆的电流为 I1 记下金 属杆的位置 断开开关 测出弹簧对应的长度为 x1 改变滑动变阻器的阻值 再次让金属 杆静止时 测出通过金属杆的电流为 I2 弹簧对应的长度为 x2 则弹簧的劲度系数 k 答案与解析 1 设计的电路如图 只要电路能正常工作且电流表测 量的是通过 ab 的电流 电路设计就算正确 3 分 1221 2121 Bd llBd ll xxxx 或 3 分 5 5 20052005 江苏省物理卷第江苏省物理卷第 1111 题题 10 分 某同学用如图所示装置做 探究弹力和弹簧伸长关系的实验 他先测出不挂砝码时弹簧下端 指针所指的标尺刻度 然后在弹簧下端挂上砝码 并逐个增加砝 码 测出指针所指的标尺刻度 所得数据列表如下 重力加速 用心 爱心 专心 度 g 9 8m s2 1 根据所测数据 在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度底与砝码质量 的 关系曲线 2 根据所测得的数据和关系曲线可以判断 在 范围内弹力大小与弹簧伸长关 系满足胡克定律 这种规格弹簧的劲度系数为 N m 05 江苏省 11 答案 1 1 砝码质量 m 10 2 g 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 标尺刻度 x 10 2 m 15 00 18 94 22 82 26 78 30 66 34 60 42 00 54 50 用心 爱心 专心 2 04 9 25 0 6 6 某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系 方案如图所示 他想用钩码的重力表 示小车受到的合外力 为减小这种做法带来的误差 实验中要采取的两项措施是 a b 如图所示是某次实验中得到的一条纸带 其中A B C D E F是计数点 相邻计数点 间的时间间隔为T 距离如图 则打B点时的速度为 B v 要验证合外力的 功与动能