新教科版课时10专题提升课2受力分析共点力的平衡作业

课时规范练10专题提升课2受力分析共点力的平衡1.如图甲所示,一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。现要测量图甲中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图乙所示,其读数为cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。

答案3.77553.7解析主尺读数3.7cm,即37mm,游标尺第15格与主尺某刻度对齐,所以总读数为37mm+15×120mm=37.75mm=3.由F=kΔx得k=FΔx=mgx2-x12.(2023广东珠海模拟)用如图甲所示的装置来探究胡克定律,轻质弹簧的左端与固定在墙上的拉力传感器连接,在右端水平拉力F的作用下从原长开始沿水平方向缓慢伸长,弹簧与水平面不接触,通过刻度尺可以读出弹簧的伸长量x,通过拉力传感器可以读出F,测量多组F、x,作出F-x图像如图乙所示,回答下列问题:甲乙(1)弹簧伸长量达到某个值后图像变弯曲,原因可能是;

(2)弹簧的劲度系数为;

(3)弹簧的伸长量分别为x2和x1时,拉力传感器的示数之差为。

答案(1)拉力超过了弹簧的最大弹性限度(2)F(3)F解析(1)当拉力继续增大时,图像变弯曲,可能是因为拉力超过了弹簧的最大弹性限度。(2)F-x图像的斜率表示弹簧的劲度系数,则k=F2(3)设弹簧的伸长量为x1时,拉力传感器的示数为F1,由k=F1x1,结合k=F2x2,可得F1=F2x13.(2023湖北武汉模拟改编)某同学用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k。将弹簧竖直悬挂在铁架台上,指针固定在弹簧上P1处,将刻度尺竖直固定在弹簧一侧,在弹簧下端依次悬挂2~7个砝码,当砝码处于静止状态时,测出弹簧受到的拉力Fn与指针所指的刻度尺示数Ln,实验记录如下:砝码个数n234567Fn/N0.981.471.962.452.943.43Ln/cm17.6519.8221.9824.1526.3228.45弹簧伸长量xn=(Ln+3-Ln)/cm6.50①6.47———回答下列问题:(1)由表可知所用刻度尺的分度值为;

(2)将表中数据补充完整:①=;

(3)根据逐差法计算出弹簧的劲度系数k=N/cm(结果保留三位有效数字)。

答案(1)1mm(2)6.50(3)0.227解析(1)表格中数据读到了毫米的下一位,所以所用刻度尺的分度值为1mm。(2)根据公式xn=Ln+3-Ln,代入数据得①=L6-L3=26.32cm-19.82cm=6.50cm。(3)根据ΔF=kΔx,结合逐差法计算出弹簧的劲度系数k=F5+F6+F4.(2023河北石家庄模拟)如图所示,在弹簧的悬点和下端之间系一根橡皮条,某同学用该器材探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,将质量m=50g的钩码逐个挂在弹簧下端,测得图中弹簧的长度ln如下表所示。钩码个数12345678ln/cm30.0031.0432.0233.0233.6434.0234.4334.82已知重力加速度g取9.8m/s2,由表中数据分析在挂第个钩码时橡皮条开始产生拉力,要求尽可能多地利用测量数据,计算弹簧的劲度系数k=N/m(结果保留两位有效数字)。由表中数据(选填“能”或“不能”)计算出橡皮条的劲度系数。

答案549能解析由表中数据分析可知,在挂前4个钩码时,每增加一个钩码,弹簧的长度增加约为1cm,在挂第5个钩码时弹簧长度增加约为0.6cm,而挂后面3个钩码时,每增加一个钩码,弹簧的长度增加约为0.4cm,所以在挂第5个钩码时橡皮条开始产生拉力。在挂前4个钩码时只有弹簧伸长产生拉力,要充分利用数据,由逐差法有Δx=l4-l2+l3-l14=1.0cm,由胡克定律ΔF=kΔx有k=ΔFΔx=49N/m。根据表中数据可知,挂后面3个钩码时,每增加一个钩码,弹簧的长度增加约为0.4cm,设橡皮条的劲度系数为k15.(2022福建德化模拟)橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关。理论与实验都表明k=YSL,其中Y是由材料决定的常数,(1)在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是。

A.N B.m C.N/m D.N/m2(2)某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据,作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示。由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=N/m。

(3)若该橡皮筋的原长是15.0cm,横截面积是1.0mm2,则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是(结果保留两位有效数字)。

答案(1)D(2)200(3)3.0×107N/m2解析(1)根据F=kx,k=YSL可得Y=FLxS,将物理量间的换算关系变为单位间的换算关系,杨氏模量Y的单位应该是N/m2。故选(2)根据图像得,劲度系数为k=6.0-0(3)由k=YSL整理得Y=kLS=3.0×107N/m6.(2022湖南卷)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图甲所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下:甲(1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05g。(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋,测量每次稳定后橡皮筋的长度l,记录数据如下表:序号12345硬币数量n/枚510152025橡皮筋长度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根据表中数据在图乙上描点,绘制图线:乙丙(4)取出全部硬币,把冰墩墩玩具放入塑料袋中,稳定后橡皮筋长度的示数如图丙所示,此时橡皮筋的长度为cm。

(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g(计算结果保留3位有效数字)。

答案(3)如图所示(4)15.35(5)127解析(4)由题图