2018年高考物理大一轮复习第2章相互作用实验2探究弹力和弹簧伸长的关系课时规范训练

1、实验 2 探究弹力和弹簧伸长的关系能高效演练跟踪检测1 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I的相应数据，其对应点已在图上标出(g取 9.8m/s2)(1) 作出 m-I的关系图线；(2) 弹簧的劲度系数为 _ N/m.解析：(1)应使尽量多的点在同一条直线上.(2)由胡克定律F=kx,得k=yF，即图线的斜率表示弹簧的劲度系数，由图象得k=ZAX0.258.答案：(1)如图所示2如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内 弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.(1)为完成实验，还需要的实验器材有;(2)

2、 实验中需要测量的物理量有： _ .(3) 图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m.图线不过原点是由于 _ .(4) 为完成该实验，设计的实验步骤如下：A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(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I。；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，写出弹力与伸长

3、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： _ .解析：(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量.(2) 根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸 长量(或弹簧长度).(3) 取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入F=kx可得k= 200 N/m,由于弹簧自重的 原因，使得弹簧不加外力时就有形变量.根据完成实验的合理性可知，先后顺序为CBDAEFG.答案：(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度

4、)200弹簧自重(4)CBDAEFG3.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1) 将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在方向(填“水平”或“竖直”).(2) 弹簧自然悬挂，待弹簧 _ 时，长度记为L。；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx;在砝码盘中每次增加 10 g 砝码，弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范， 代表符号为 _. 由 表 可 知 所 用 刻 度 尺 的 最 小 分 度 为(3)如图是该同学根据

5、表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与 _的差值(填“L。”或“Lx”).由图可知弹簧的劲度系数为 _N/m ;通过图和表可知砝码盘的质量为_ g(保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2).解析：(1)弹簧的轴线必须沿重力方向，所以应沿竖直方向.(2) 由于表中测量值已经估读到0.1 mm，所以刻度尺的最小刻度应是1 mm.(3) 因为nog=k(LxLo),nmg mg=k(LnLo)，整理得nmg= k(LnLx)，所以横轴应为 弹簧长度与Lx的差值.(4)从上式可以看出图象的斜率表示21.0 x10 kg=10 g.答案：(1)竖直(2)静止Ls1 mm (3)Lx(

6、4)4.9104某同学利用如图甲所示装置做“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(填“水平”或“竖直”).(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丙所示时，该弹簧的长度x=_cm.解析：(1)刻度尺应保持竖直状态以保障与弹簧轴线平行.k的大小，即k=g= 4.9 N/m,m=匕丄二丄xg他通过实验得到如图乙所示的弹力大小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.rn(2) 图线在横轴上的截距等于弹簧的原长X0= 4.00 cm,图线斜率等于弹簧的劲度系数k=50 N/m.

7、(3) 把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数为3.0 N 时，弹簧伸长量 x= 6 cm.此时弹簧的长度X=Xo+Ax= 10 cm.答案：竖直(2)4.0050(3)105为了探究弹力F和弹簧伸长x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象.(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) 甲、乙弹簧的劲度系数分别为 _ N/m 和_ N/m(保留三位有效数字)；若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧 _ (填“甲”或“乙”)(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)在弹性限度内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性限度，则此规律 不成立，所以所给的图象上端为曲线，是因为弹簧形变量超过其弹性限度.(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为AF甲4k甲一= 6X10一2 N/6&7N/m,AF乙8k乙=N/m = 200 N