2019年高考物理一轮复习实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系押题专练

1、实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系1 下列关于“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”实验的说法正确的是()A. 实验中弹力 F 的具体数值必须计算出来B.如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度 I 代替伸长量 x, F-1 图象也是过原点的一条直线C. 利用 F-x 图象可求出 k 值，其中 F 为弹簧弹力，x 为弹簧伸长量D. 实验时要把所有点连到直线上，才能得到真实规律解折：弹蕃的弹力等于钩码的重力，用质量代替钩码重力也可得出弾普的弹力与 ffl 长量之间的关系， 所次A选项错F-x團象过原鼠F-1图象一定不过原点B选项错;画團象时，可让大多数点在團象上 少数点均匀分布在图象两侧，D选项错*由胡克定律知

2、，尸-X图象的斜率表示勾选项 Q 正确-答命C2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.图甲(1) 为完成实验，还需要的实验器材有： _ .(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.图线不过原点的原因是由于 _ .(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；IF/N图乙B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度Io; xk,wC. 将铁架

3、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;答案：702.10E.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:解析：（1）根据实峻原理可知还需要刻度尺来测量弹普原长和形变量.根据实验原理，实验中需要测 量的物理量有弹蓄的原长、彈膏所受外力与对应的伸长童（或与弹酱对应的长度.取團象中（05 和Q5$）

4、两个点J代入*虹可得由于彈螯自重的原因J使得弾蕃不加外力时就有形变矍勺根据 完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG苔案:刻度尺弹蓄原长总簧所受外力与弹蓄对应的伸长量（或与弹蓄对应的长度）（环灿弹 膏自身存在重力（4）CBDAEFG3.用如图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

5、钩码时弹簧的形变量为cm.a-4图甲32cm图乙解析：增加一个钩码，弹簧的拉力增加 F= mg= 0.49 N，弹簧的伸长量增加 x= 7 mm= 7X10-3m, F 0.49故弹黄的劲度系数为 k= 7X0-N/m=70 N/m.挂三个钩码时，x如 g3xa10 9.8 m =輕x协702m= 2.10 cm4.某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时, 安装好实验装置, 让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂 1 个钩码，静止时弹簧长度为li,如图 1 所示，图2 是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是 1 毫米）上位置的放大图，示数l1=_ cm.在弹簧下端分别挂 2 个、

6、3 个、4 个、5 个相同钩码，静止时弹簧长度分别是|2、3、|4、5.已知每个钩码质量是50 g，挂 2 个钩码时，弹簧弹力 F2=地重力加速度 g= 9.8m/s2）.要得到弹簧伸长量 x，还需要测量的是N（当.作出 F- x 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系.R解析：根据團2指针指示可刘cm,挂2个钩码时，以2个钩码整体切撮，受重力咤和 翌蓄的拉力用任用而处于平衡，根据共点力平衡条件有；=iftg=2x5OxlO-JX9.8 N=0.98 N?彈蕃的 长徴缩回量口|-虬其中为弹蕃形变汉后的长度，血为弹曹的原长因此要得到弹簧伸长量屯还需要 测量彈曹的原长虹答案：25.85 0.98弹舊的原

7、长血5某同学利用如图(a)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.(2) 他通过实验得到如图(b)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xo=_ cm，劲度系数 k=_ N/m.(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(c)所示时，该弹簧的长度 x_cm.图图(b)图解析：(1)为了刻度尺读数准确，要求刻度尺保持竖直.(2)由胡克定律可得 F= k(x xo)，可知：图线与 x 轴的截距大小等于弹簧的原长，即 xo= 4 cm；图线的斜率大小等于弹簧的劲度系数k = 50

8、 N/m.(3)由胡克定律可得 F= k(x xo)，代入数据得 x= 10 cm.答案：竖直(2)450(3)106.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 的关系图象，如图所示根据图象回答以下问题.(1) 弹簧的原长为_ (2) 弹簧的劲度系数为_ (3) 分析图象，总结出弹簧弹力F 跟弹簧长度 L 之间的关系式为 _ 解析：由题團知，当不挂钩码时，弹蓄长山 叫艮卩弹蕃原长为10皿 弹普的劭度系数等于團象删 率即 E(話_為=1000NA,由数学的数关系可得弾普弹,

9、力F跟弹醤长度丄之间的关系式 为Q1 ooo Cz-o.io)孔答案：(1)10 cm(2)1000N/IL(3)1 000U0. 10)N7 某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度 尺测出弹簧的原长 Lo= 4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹 簧的长度 x，数据记录如下表所示.钩码个数12345弹力 F/N1.02.03.04.05.0弹簧的长度 x/cm7.09.011.013.015.0(1)根据表中数据在下图中作出F x 图线;(2) 由此图线可得，该弹簧劲度系数k=_N/m；(3) 图线与 x

10、 轴的交点坐标大于 Lo的原因是 _ 解析：(1)用作图法研究弹簧的弹力与其伸长量的关系，由于实验误差，依据实验数据描成的点有时不 会完全在一条直线上这时所作直线应尽量多的通过这些点，并使不在直线上的点尽量均匀分布在所作直 线两侧明显与其他的点相差很远的点应该舍去该题中所给出数据恰好可以在一条直线上，所以直接描点由刻度尺作图即可(2)在弹性限度内，弹酱的弹力与弹普的伸长量成正比-由心心得左二芝=甜叭即團线的斜 率为弹曹的劲度系数.由于弹齧有一定重崑将其自然悬挂时的长度与平放时的长度不一样，平放时稍短一些.量収山 时，应将弹蕃一端固定在铁架台上的铁夹上讣其自然下垂，再用至米刻度尺量得自然状态下的

11、原长.答案：(1)如團所示.(2)50(3)弹簧自身重力的影响&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 Lo；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Li至 L6.数据如下表.代表符号LoLxLiL2L3L4L5L6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

12、图所示是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与 _ 的差值(填Lo” 或“ Lx”)(4)_ 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(结杲保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2) 解析：为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向.(2)弹簧静止时，记录原长 Lo;表中的数据 L3与其他数据有效位数不同，所以数据Ls不规范，标准数据应读至 cm 位的后两位，最后一位应为估读值，精确至mn 位，所以刻度尺的最小分度为1 mm.G)由题團知所挂袪码质董为0时，龙为0,所以尸上一 4由胡克定律 Q 血心

13、知，血b即财所以團线斜率即为劲度系数陀(60-10)xiQ3X9t8_(12-2)xio:同理狂码盘质童二0.01 kg10 g答案：(1)竖直 静止Z31 nun (3)Z, (4)4.9 109.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将 5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度.I (1)有一个同学通过以上实验测量后把6 组数据描点在坐标系图中，请作出 F L 图线.(2)由此图线可得出该弹簧的原长Lo=_ cm,劲度系数 k=_ N/m.N/

14、m=4.9 N/m,4.9X住厂35 25. 35)98kg二-m-TJW-rT4Ji-nJ11411+IT*XI4ur吐卜护sUV-rL厂卜LL卜FJJITJJnHHITJ!J-占丄IT14+A*ITJ*AiTA.rLLIrLLrFLIprL!tLIFL.十工士+十+bM亠丄-:-JJ*T丿4ii411JIFJ.T-4T-4 1 1 T1T1 ITIT + + LILI 4 4r r *L*L- t-Lt-L_r_rL L. .TTrrLirLIrL11kLIrL.f7fT二：Vr-4JlrJ彳TJJFPLIL+hIT41fb-JITJ.rLLlrLLrrkT+工+工：i十j-l-ijmJI

15、TITJIITrl_lJr-TJ1丄一I7-+丄i*b4丄Hr#丄Ip丄.rk1r1X1-r1-rL!ruLlrLLTHr-L-nH+王*H-H,H亠：尸卜1J111rLrL1114J1 t11;rI IrH1尸L1尸15 ID 152025 27(x102m)F/N2.01.6L20.80,4O(3)试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写实验测得的具体数(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于_ ;缺点在于_.解析：F L 图线如图所示.0510152025 Mxl(r2m)弹醤的原长厶即弹力为零时弹舊的长度， 由图象可知，2e= 5x

16、i0-ajn=5叽 劲度系数为團象直线咅吩的斜率，k=2QN/IL(引记录数提的表格如下表.次数弹力F 撫弹舊的长度l/(xiQ_aJI)优点是：可以避免弹畜目身重力对实验的彩响.缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差.答案：见解析图(2)5 20 (3)、(4)见解析10.( 1)某次研究弹簧所受弹力F 与弹簧长度 L 关系实验时得到如图甲所示的F-L 图象。由图象可知:士十工-:土士亠丄土亠士丄士土+nHJI4 14 Jil 4-II-! 14 Ji Tx f # T + f IrL.FLIIrkLirL4rLlrLi工卅H-rx+H4+ -.JJI? J 4 r ULr

17、工十二峠Hit工十工十工4-工-r t Irrl LLlk- r k Lr r L r h L r k r r LII厂I-:二一w -一J JI 1- J 14JI J-1.1 J ( rurrLruf vrLflru-L一r+Fl-rp-4-JI-liJ:彳FdwfJ: IF : J2.0284-VAloo弹簧原长 Lo=_cm,由此求得弹簧的劲度系数k =_ N/m。如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重 G= 1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图解析 由题團甲可禺彈舊长厶=3卫mu由胡克走律F=kx,得QQ i0Q3m200 N/m&由题图乙可知，指针所指刻度尺

18、示数为l=l-5Can.设钩码个数为恥由胡克定律得腔=心孤m曰呛0-马_200 N/mx(0.03 m-0.015 m)_n胖倚n Q一帀一九答案(1)3.0 2001.50 311.在测量弹簧的劲度系数时，将弹簧自然悬挂，长度记为L自，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为 Lo;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L 自L0L1L2L3L4L5L6数值(cm)5.357.359.3511.3013.415.3517.4019.30(1) 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 _。(2) 如图所示是该同学根据表中

19、数据作的图线，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与 _ 的差值(填“L自”或“ Lo”)。(3)由图可知弹簧的劲度系数为 _ N/m；通过分析图和表可知砝码盘的质量为 _ g(结果保2留两位有效数字，重力加速度g 取 9.8 m/s )。解析：(1)长度 Ls记录不规范，刻度尺的最小分度为1 mm从题图中看出 x= 0 时，m= 0，即不放砝码时所对应的横轴是弹簧长度与Lo的差值。(3)弹簧的劲度系数k =警 务9.8N/m = 4.9 N/m，根据胡克定律得F= kAx = 4.9X(0.073 5 Ax 0.12乙，则指针所指刻度尺示数为cm。由此可推测图乙中所挂钩码的个数为个。12 N0.

20、053 5)N = 0.098 N，砝码盘的质量为kg = 10 g。9.8答案：(1) L31 mm (2) L。(3)4.91012.在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学先按图 1 所示对弹簧甲进行探究，然后把等长的弹簧乙(直 径小于甲)套在弹簧甲内，两弹簧悬挂在同一点按图2 所示进行探究。在弹性限度内，将质量 仆 50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端，测得图 1、图 2 中弹簧的长度 L1、L2如下表所示。钩码个数1234L1/cm30. 0231.0232.0233.02L2/cm29.3329.6529.9730.29已知重力加速度g= 9.8 m/s ，计算弹簧甲的劲度系数k1=_ N

21、/m，弹簧乙的劲度系数k2=解析：由表格中的数据可知当弹力的变化量2=驱=0少刈戈N=0.49N31,彈普甲的伸长重为Axi =|x(33.02-32.02) + (32.02- 31.02) + (31.02 - 30.C2)au= 1.00 g根据胡克定律知弹普甲的劲度系数削=羞=牆蛊=的冈叫 把弹蓄甲和弹簷乙并联起耒时弹蓄的伸长量&尸扛(30加-29呵十妙97- 29.65) + (29.65 - 29.33)cm=032 cmc根据胡克定律知甲、乙合幷后的劲度系数*=签=緩季153皿山 根据k +氏二， 可计算出弾蕃乙的劲度系数k T.153 N；m 49 NZrn=104 N/nio答案：49.0104弹簧甲N/m。(结果保留三位有效数字祎M乙弹赞甲13.(1)某次研究弹簧所受弹力 F 与弹簧长度 L 关系实验时，得到如图 a 所示的 F-L 图像，由图像可知：弹簧原长 Lo=_ cm，求得弹簧的劲度系数k=_ N/m。(2)按如图 b