2024-2025学年新教材高中物理第三章相互作用实验：探究弹簧力与形变量的关系分级训练含解析粤教版必修第一册

PAGE4-试验：探究弹簧力与形变量的关系1.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”试验中，弹簧弹力的大小为F，弹簧的形变量（伸长量或压缩量）为x，下列说法正确的是（）A.试验中k的详细数值只能用逐个计算的方法求出来，而没有其他的方法B.假如没有测出弹簧原长，用弹簧长度L代替x，F-L图线也是过原点的一条直线C.利用F-x图线可求出k值D.试验时要把全部点连到线上，才能探究得到真实规律答案：C2.在探究一根轻质弹簧的弹力与伸长量的关系的试验中，依据测量数据作出了弹力F和弹簧的形变量x的关系图像.下列说法正确的是（）A.图线是经过坐标原点的曲线，说明F与x成正比B.图线是经过坐标原点的直线，说明F与x成正比C.弹簧的劲度系数与弹力成正比D.图线的斜率的倒数就是弹簧的劲度系数答案：B3.如图所示是“探究弹力与弹簧伸长量的关系”试验装置，小东仔细操作、正确读数后得到的数据记录如下表.由表可知（）物理量1234F/N00.981.962.94L/cm12.014.016.018.0x/cm02.04.06.0A.每个钩码的质量为0.98kgB.试验所用刻度尺的分度值是1mmC.每挂一个钩码，弹簧伸长12.0cmD.试验时弹簧伸长量未超过弹性限度答案：D4.（多选）一个试验小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的试验中，运用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示.下列表述正确的是（）A.a的截距比b的小，由此推断a的劲度系数比b的小B.a的斜率比b的大，由此推断a的劲度系数比b的大C.a的截距比b的小，由此推断a的原长比b的小D.由图像获得的信息表明弹力与弹簧的长度成正比答案：BC5.某同学用如图所示装置做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的试验.他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，同时测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（g取9.8m/s2）钩码质量m/（×102g）01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/（×10－2m）15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（1）依据所测数据在下图坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线.（2）依据所测得的数据和关系曲线可以推断，在N范围内弹力大小与弹簧伸长量关系满意胡克定律.弹簧的劲度系数为N/m.解析：（1）依据表格中的各组数据在x-m图像上标出相应的点，然后用平滑曲线连接这些点，作出的图像如图所示.（2）依据作出的图线可知，钩码质量在0～500g范围内图线是直线，表明弹力大小与弹簧伸长量关系满意胡克定律.在这个范围内的曲线上找到相距较远的两点，利用这两点的坐标值计算弹簧的劲度系数k＝eq\f(Δmg,Δx)＝eq\f(5×102×10－3×9.8,（34.60－15.00）×10－2)N/m＝25.00N/m.答案：（1）见解析图（2）0～4.925.006.某同学在竖直悬挂在弹簧下加挂钩码，探究弹力与弹簧伸长量的关系.弹簧的弹力用F表示，弹簧挂上钩码后的总长度用L表示，表中是该同学记录的试验数据，试验中弹簧始终未超过弹簧限度.（g取10N/kg）钩码总质量m/g0306090120150弹簧总长度L/cm6.07.28.49.610.812.4（1）该同学依据试验数据作出弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图像，如图所示，依据图像得到的结论是：.（2）如图所示，是另一位同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”时得到的图像，发觉图像后半部分出现弯曲现象，你认为造成这一现象的缘由是：___________________________________________________________________________________________.解析：依据图像过原点的一条直线，则满意F＝kx，得到的结论是：在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比.（2）图线后半段偏离了直线，说明此时弹力与伸长量不成正比，其缘由是超出了弹性限度范围.答案：（1）在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比（2）所挂重物太重，超出了弹簧的弹性限度7.（1）在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”试验中，将弹簧悬挂在铁架台上，刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应有方向（选填“水平”或“竖直”）弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L7，数据如下表示：代表符合L0LxL1L2L3L4L5L6L7数值/cm25.3527.3529.3531.3033.4035.3537.4039.3041.41（2）甲同学用图像法处理试验数据，如图是该同学依据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，则横轴应是弹簧长度与的差值（填“L0”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（结果均保留两位有效数字，重力加速度g取9.8m/s2）.解析：（1）试验时用砝码表示力的大小，所以使弹簧在竖直方向伸长.所以将弹簧悬挂在铁架台上，刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向上.（2）横轴是弹簧挂砝码后弹簧长度与弹簧挂砝码盘时弹簧长度差，所以横轴是弹簧长度与Lx的差值.由题图可知弹簧的劲度系数k＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(60×10－3×9.8,12×10