高考物理 實(shí)驗(yàn)2驗(yàn)證力的平行四邊形定則 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系練習(xí)

1、2011年高考物理 實(shí)驗(yàn)2驗(yàn)證力的平行四邊形定則 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系練習(xí)1(6分)(2009·高考山東理綜)某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子a、b上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為o，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下列操作中必需的是_a測(cè)量細(xì)繩的長度b測(cè)量橡皮筋的原長c測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長度d記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)o的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，要采用的方法是_【答

2、案】(1)bcd(2)更換不同的小重物2(6分)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，下列哪些方法可減小實(shí)驗(yàn)誤差()a使用彈簧秤拉橡皮條時(shí)不應(yīng)超過其量程，且使用前要校準(zhǔn)零點(diǎn)b實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一個(gè)彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到o點(diǎn)c實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到o點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°以便于算出合力大小d拉橡皮條的細(xì)線要長些，標(biāo)記兩條細(xì)線方向要盡可能遠(yuǎn)些【解析】對(duì)選項(xiàng)b，第一個(gè)彈簧秤有可能超過量程而損壞；兩個(gè)分力間的夾角只要不過大或過小就行，故選項(xiàng)c錯(cuò)；d項(xiàng)中可以更準(zhǔn)確的確定拉力方向，故選ad.【答案】ad3(6分)

3、在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，需要兩次拉伸橡皮條：一條是通過細(xì)繩用兩個(gè)彈簧互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條，在這兩次拉伸中()a只要求將橡皮條拉到相同的長度b要求將橡皮條沿相同的方向拉到相同的長度c將彈簧秤拉到相同的刻度d將橡皮條和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置【解析】在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中用橡皮條在拉力作用下發(fā)生的變化來反映作用效果，橡皮條的變化包括伸長方向和伸長量兩項(xiàng)，用伸長方向反映橡皮條所受合力的方向，用伸長量反映合力的大小，僅用一項(xiàng)不完整，故b正確，a、c錯(cuò)誤，如果兩次拉動(dòng)時(shí)使細(xì)繩和橡皮條的結(jié)點(diǎn)位于同一位置，橡皮條兩次的伸長方向和伸長量一定相同，因此d選項(xiàng)正確【答案】bd

4、4(6分)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中關(guān)于操作步驟先后順序，下列說法正確的是()a先測(cè)量原長，后豎直懸掛b先豎直懸掛，后測(cè)量原長c先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無影響d先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度取決于彈簧的自重【解析】由于彈簧自身有重力，懸掛時(shí)的長度大于水平放置時(shí)的長度，所以測(cè)量其豎直懸掛時(shí)的長度為彈簧原長【答案】bd5(6分)下列結(jié)論中正確的是()a彈簧的彈力與彈簧的長度成正比b彈簧的彈力總是同彈簧的伸長量成正比c彈簧的彈力總是同彈簧被壓縮的長度成正比d在彈性限度內(nèi)，彈簧產(chǎn)生的彈力與彈簧的形變量成正比【解析】由實(shí)驗(yàn)探究得出“在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與其形變量成正比”故只有d項(xiàng)正確【答案】d6

5、(6分)(2009·西城區(qū)模擬)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測(cè)出彈簧原長l0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上砝碼后測(cè)出彈簧伸長后的長度l，把ll0作為彈簧的伸長量x.這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是下圖中的哪一個(gè)()【解析】原長的測(cè)量值小于真實(shí)值，設(shè)誤差為l，彈簧的實(shí)際伸長量xxl，彈力與伸長量成正比，即fk(xl)所以最后的圖線是c.【答案】c7(6分)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水平放置的木板上鋪一張白紙，把橡皮條的一端固定在板的a點(diǎn)，橡皮條的另一端拴有兩細(xì)繩套，如圖所示，兩個(gè)彈簧秤分別勾住細(xì)繩

6、套，互成角度地拉橡皮條使之伸長到達(dá)某一位置o時(shí)需記下_、_，描下_，再用一個(gè)彈簧秤勾住細(xì)繩套把橡皮條拉長，使結(jié)點(diǎn)達(dá)到位置_，再記下彈簧秤的讀數(shù)_【答案】(1)兩彈簧秤的讀數(shù)兩細(xì)繩的方向結(jié)點(diǎn)o的位置o點(diǎn)細(xì)繩的方向(前兩空的順序可以交換)8(6分)下面列出的措施中，有利于改進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是()a橡皮條彈性要好，拉到o點(diǎn)時(shí)拉力應(yīng)適當(dāng)大些b兩個(gè)分力f1和f2間的夾角要盡量大些c拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)平行貼近木板面d拉橡皮條的繩要細(xì)，而且稍長一些【解析】拉力“適當(dāng)”大些能減小誤差；而夾角“盡量”大些，則使作圖誤差變大；橡皮條等“貼近”木板，目的是使拉線水平；繩子細(xì)長便于確定力的方向【答案】a

7、cd9(6分)如圖所示，使彈簧測(cè)力計(jì)從圖示位置開始沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，在此過程中，保持結(jié)點(diǎn)o的位置不變，保持彈簧測(cè)力計(jì)的拉伸方向不變那么，在全過程中關(guān)于彈簧測(cè)力計(jì)、的示數(shù)f1和f2的變化情況是()af1增大，f2減小bf1減小，f2增大cf1減小，f2先增大后減小df1減小，f2先減小后增大【解析】由于結(jié)點(diǎn)o的位置不變，所以f1和f2合力的大小與方向均不改變，即平行四邊形的對(duì)角線不變由于彈簧測(cè)力計(jì)的拉伸方向不變，所以，f1的方向不變，即平行四邊形的一組對(duì)邊(f1)所在的直線不變當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)從圖示的位置沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，平行四邊形的另一組對(duì)邊(f2)分別繞對(duì)角線的兩端順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)如圖所示由

8、圖可知，當(dāng)f2與f1垂直時(shí)，f2最小，故在這一過程中，f2先減小后增大，而f1一直減小【答案】d10(6分)(2010·安徽合肥模擬)某同學(xué)在做研究彈簧的形變與外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛讓其自然下垂，測(cè)出其自然長度；然后在其下部施加外力f，測(cè)出彈簧的總長度l，改變外力f的大小，測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，作出外力f與彈簧總長度l的關(guān)系圖線如圖所示(實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的)由圖可知該彈簧的自然長度為_cm；該彈簧的勁度系數(shù)為_n/m.【解析】當(dāng)外力f大小為零時(shí)，彈簧的長度即為原長，圖線的斜率是其勁度系數(shù)【答案】(1)10(2)5011(6分)(2008·廣東理基)探究

9、彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15n重物時(shí)，彈簧長度為；懸掛20n重物時(shí)，彈簧長度為，則彈簧的原長l0和勁度系數(shù)k分別為()al0k500n/mbl0k500n/mcl0k250n/mdl0k250n/m【解析】由胡克定律fkx可得，15k(0.16l0),20k(0.18l0)解得：k250n/m，l0.d正確【答案】d12(8分)(2010·武漢市五校聯(lián)考)利用下列器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究三力平衡的規(guī)律器材：三根完全相同的輕質(zhì)彈簧(每根彈簧的兩端均接有適當(dāng)長度的細(xì)繩套)，幾個(gè)小重物，一把刻度尺，一塊三角板，一枝鉛筆，一張白紙，幾枚釘子(1)按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)跈M線上將步驟

10、補(bǔ)充完整：用兩枚釘子將白紙(白紙的上邊沿被折疊幾次)釘在豎直墻壁上，將兩根彈簧一端的細(xì)繩套分別掛在兩枚釘子上，另一端的細(xì)繩套與第三根彈簧一端的細(xì)繩套連接待裝置靜止后，用刻度尺測(cè)出第三根彈簧兩端之間的長度，記為l0；在第三根彈簧的另一個(gè)細(xì)繩套下面掛一個(gè)重物，待裝置靜止后，用鉛筆在白紙上記下結(jié)點(diǎn)的位置o和三根彈簧的方向用刻度尺測(cè)出第一、二、三根彈簧的長度l1、l2、l3，則三根彈簧對(duì)結(jié)點(diǎn)o的拉力之比為_；取下器材，將白紙平放在桌面上用鉛筆和刻度尺從o點(diǎn)沿著三根彈簧的方向畫直線，按照一定的標(biāo)度作出三根彈簧對(duì)結(jié)點(diǎn)o的拉力f1、f2、f3的圖示用平行四邊形定則求出f1、f2的合力f.測(cè)量發(fā)現(xiàn)f與f3在同

11、一直線上，大小接近相等，則實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：_；(2)若釘子位置固定，利用上述器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的辦法是_；(3)分析本實(shí)驗(yàn)的誤差來源，寫出其中兩點(diǎn)：_；_.【答案】(1)(l1l0)(l2l0)(l3l0)在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，結(jié)點(diǎn)o受三個(gè)力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零(2)換不同重量的小重物(3)未考慮彈簧自身的重量記錄o、l0、l1、l2、l3及彈簧的方向時(shí)產(chǎn)生誤差(或白紙未被完全固定等)13(8分)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：a以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù)(x，f)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；b記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度l0

12、；c將鐵架臺(tái)固定于桌子上(也可在橫梁的另一側(cè)掛上一定的配重)，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一刻度尺；d依次在彈簧下端掛上2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；e以彈簧伸長為自變量，寫出彈力與伸長的關(guān)系式首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)；f解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；g整理儀器請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來：_.【答案】c、b、d、a、e、f、g14(9分)(2009·廣東揭陽一模)為了探求彈簧彈力f和彈簧伸長量x的關(guān)系李強(qiáng)同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖

13、象從圖象上看，該同學(xué)沒有完全按實(shí)驗(yàn)要求做，使圖象上端成為曲線，圖象上端成為曲線是因?yàn)開這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為：甲彈簧為_n/m，乙彈簧為_n/m.若要制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選彈簧_(填“甲”或“乙”)【解析】圖象上端成為曲線是因?yàn)閺椈沙鰪椥韵薅?，彈力與伸長量不成正比了據(jù)胡克定律得k甲66.7n/m，k乙200n/m.要制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，則應(yīng)選勁度系數(shù)小的彈簧，即甲【答案】彈簧超出彈性限度，彈力與伸長量不成正比了66.7200甲15(9分)(2008·高考北京理綜卷)某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測(cè)彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測(cè)彈簧的一端固

14、定在鐵架臺(tái)上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作l0，彈簧下端掛一個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作l1；彈簧下端掛兩個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作l2；掛七個(gè)50g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作l7.(1)下表記錄的是該同學(xué)已測(cè)出的6個(gè)值，其中有兩個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)有誤，它們的代表符號(hào)分別是_和_測(cè)量記錄表：代表符號(hào)l0l1l2l3l4l5l6l7刻度數(shù)值/cm(2)實(shí)驗(yàn)中，l3和l7兩個(gè)值還沒有測(cè)定，請(qǐng)你根據(jù)下圖將這兩個(gè)測(cè)量值填入記錄表中(3)為充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測(cè)得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個(gè)差值：d1l4l0，d2l5l1，d3l6l2.請(qǐng)你給出第四個(gè)差值：d4_cm_cm.(4)根據(jù)以上差值，可以求出每增加50g砝碼時(shí)彈簧的平均伸長量l.l用d1、d2、d3、d4表示的式子為：l_，代入數(shù)據(jù)解得l_cm.(5)計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k_n/m.(g取/s2)【解析】(1)l5、l6兩組數(shù)據(jù)在讀數(shù)時(shí)