第三章專題訓(xùn)練 胡克定律- 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

試卷第=page1515頁，共=sectionpages11頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁第三章專題訓(xùn)練胡克定律1．一個“Y”形彈弓頂部跨度為，如圖所示，兩根相同的橡皮條自由長度均為L，在兩橡皮條的末端用一塊軟羊皮（長度不計）做成裹片。若橡皮條的彈力與形變量的關(guān)系滿足胡克定律，且勁度系數(shù)為k，發(fā)射彈丸時每根橡皮條的最大長度為（彈性限度內(nèi)），則發(fā)射過程中裹片對彈丸的最大作用力為（）A． B． C． D．2．關(guān)于彈簧的勁度系數(shù)的說法中正確的是（）A．因胡克定律可寫成k＝，由此可知彈力越大，勁度系數(shù)越大B．在彈性限度內(nèi)，彈簧拉長一些后，勁度系數(shù)變小C．在彈性限度內(nèi)，無論彈簧拉長或縮短勁度系數(shù)都不變D．勁度系數(shù)大的彈簧產(chǎn)生的彈力一定大3．如圖所示，彈性繩（遵循胡克定律）的一端固定在天花板上的O點，另一端懸掛一質(zhì)量為m的小球，靜止時小球位于B點，現(xiàn)在A點固定一光滑的小定滑輪，，，現(xiàn)對小球施加一沿方向的拉力F，使小球沿緩慢運動到C點.已知A、B、C三點剛好組成一個正三角形，D為的中點，重力加速度為g，則（）A．從B到C的過程中拉力F先增大后減小B．小球在C點受到的拉力F等于小球重力的倍C．在D點時彈性繩的彈力大小為D．該彈性繩的原長為4．把6根原長為的橡皮筋首尾相連組成一個正6邊形，在6邊形的頂角處對稱的施加6個拉力，使正6邊形的邊長變?yōu)椋阎鹌そ畋焕L時產(chǎn)生的彈力滿足胡克定律，則拉力的大小為（）A． B． C． D．5．如圖所示，表面光滑的圓錐固定在水平面上，底面半徑為，頂角為60°。有一個質(zhì)量為的彈性圓環(huán)，彈性圓環(huán)的彈力與形變量之間滿足胡克定律，且始終在彈性限度內(nèi)。彈性圓環(huán)處于自然狀態(tài)時半徑為，現(xiàn)將彈性圓環(huán)套在圓錐上，穩(wěn)定時彈性圓環(huán)處于水平狀態(tài)，且到底面的距離為圓錐高線的，重力加速度為。則彈性圓環(huán)的勁度系數(shù)為（）

A． B． C． D．6．（多選）關(guān)于胡克定律，下列說法正確的是（）A．由F=kx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量成正比B．由可知，勁度系數(shù)k與彈力F成正比，與彈簧形變量成反比C．彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身決定的，與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D．彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長（或縮短）單位長度時彈力的大小7．某興趣小組同學(xué)想探究橡皮圈中的張力與橡皮圖的形變量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，則進(jìn)一步測量其勁度系數(shù)（圈中張力與整圈形變量之比）。他們設(shè)計了如圖甲所示實驗：橡皮圈上端固定在細(xì)繩套上，結(jié)點為O，刻度尺豎直固定在一邊，0刻度與結(jié)點O水平對齊，橡皮圈下端懸掛鉤碼，依次增加鉤碼的個數(shù)，分別記錄下所掛鉤碼的總質(zhì)量m和對應(yīng)橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：鉤碼質(zhì)量20406080100120P點刻度值5.535.926.306.677.027.40（1）請在圖乙中，根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，充分利用坐標(biāo)紙，作出圖象；（_________）（2）作出圖象后，同學(xué)們展開了討論：甲同學(xué)認(rèn)為：這條橡皮圈中的張力和橡皮圈的形變量基本符合胡克定律；乙同學(xué)認(rèn)為：圖象的斜率k即為橡皮圈的勁度系數(shù)；丙同學(xué)認(rèn)為：橡皮圈中的張力并不等于所掛鉤碼的重力；……請參與同學(xué)們的討論，并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)確定：橡皮圈不拉伸時的總周長約為___________，橡皮圈的勁度系數(shù)約為___________（重力加速度g取，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）若實驗中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端結(jié)點O，則由實驗數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將___________（選填“偏小”、“偏大”或“不受影響”）；若實驗中刻度尺沒有完全豎直，而讀數(shù)時視線保持水平，則由實驗數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將___________（選填“偏小”、“偏大”或“不受影響”）。8．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗。他先測出不掛砝碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個增加砝碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)如下表：（重力加速度g取10m/s2）砝碼質(zhì)量m/g0100200300400500600700標(biāo)尺刻度x/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖乙中作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線。（____）(2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可判斷，在___________N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律。這種規(guī)格的彈簧勁度系數(shù)為___________N/m。(3)某同學(xué)選了A，B兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示丙的圖象，從圖象上看，該同學(xué)沒能完全按實驗要求做，使圖象上端成為曲線，圖象上端成為曲線的原因是_______，B彈簧的勁度系數(shù)為_______，若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧______（填“A”或“B”）。9．某同學(xué)用如圖甲所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗。他先測出不掛砝碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簀下端掛上砝碼，并逐個增加砝碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)如下表：（重力加速度g取9.8m/s2）

砝碼質(zhì)量m/g0100200300400500600700標(biāo)尺刻度x/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖乙中作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線______。(2)由圖可知，彈簧的原長為______cm，圖像出現(xiàn)曲線的原因為______。(3)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可判斷，在______N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律。這種規(guī)格的彈簧勁度系數(shù)為______N/m。10．用金屬制成的線材（如鋼絲繩、鋼筋）受到拉力會伸長，十七世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)它的伸長與拉力成正比，這就是著名的胡克定律。這一發(fā)現(xiàn)為后人對材料的研究奠定了重要基礎(chǔ)。現(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿，長為4m，橫截面積為0.8cm2，設(shè)計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的，問最大拉力多大？由于這一拉力很大，桿又較長，直接測試有困難，先用同種材料制成樣品進(jìn)行測試，通過測試取得數(shù)據(jù)如下：長度250N500N750N1000N1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm1m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm(1)測試結(jié)果表明線材受拉力后，其伸長與材料的長度關(guān)系為_________，與材料的截面積關(guān)系為__________(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可以推測樣品伸長量⊿x與受拉力F、長度L、橫截面積S的關(guān)系式樣式為（____）A．B．C．D．(3)上述金屬細(xì)桿承受的最大拉力為_________11．某科技小組想測定彈簧托盤秤內(nèi)部彈簧的勁度系數(shù)k，拆開發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部簡易結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，托盤A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C固定連在一起，齒輪D與齒條C嚙合，在齒輪上固定指示示數(shù)的指針E，兩根完全相同的彈簧將橫桿吊在秤的外殼I上。托盤中不放物品時，指針E恰好指在豎直向上的位置。指針隨齒輪轉(zhuǎn)動一周后刻度盤的示數(shù)為P0＝5kg。科技小組設(shè)計了下列操作：A．在托盤中放上一物品，讀出托盤秤的示數(shù)P1，并測出此時彈簧的長度l1；B．用游標(biāo)卡尺測出齒輪D的直徑d；C．托盤中不放物品，測出此時彈簧的長度l0；D．根據(jù)測量結(jié)果、題給條件及胡克定律計算彈簧的勁度系數(shù)k；E．在托盤中增加一相同的物品，讀出托盤秤的示數(shù)P2，并測出此時彈簧的長度l2；F．再次在托盤中增加一相同的物品，讀出托盤秤的示數(shù)P3，并測出此時彈簧的長度l3；G．?dāng)?shù)出齒輪的齒數(shù)n；H．?dāng)?shù)出齒條的齒數(shù)N并測出齒條的長度l。(1)小組同學(xué)經(jīng)過討論得出一種方案的操作順序，即a方案：采用BD步驟。①用所測得的相關(guān)量的符號表示彈簧的勁度系數(shù)k，則k＝________。②某同學(xué)在實驗中只測得齒輪直徑，如圖(b)所示，并查資料得知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2，則彈簧的勁度系數(shù)k＝________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)請你根據(jù)科技小組提供的操作，設(shè)計b方案：采用：________步驟；用所測得的相關(guān)量的符號表示彈簧的勁度系數(shù)k，則k＝________。12．某物理興趣小組在驗證胡克定律的實驗中別出心裁，將彈簧一端固定在鐵架臺上，然后自然懸垂。當(dāng)在彈簧的另一端懸掛一個鉤碼穩(wěn)定后，用實驗室打點計時器所用紙帶比量彈簧長度，做好標(biāo)記并整齊剪下這段紙帶;然后再加掛一個相同鉤碼穩(wěn)定后，同樣用紙帶比量彈簧長度，做好標(biāo)記并整齊剪下第二段紙帶;總共加掛了三次，剪下四條紙帶。隨后將紙帶一端對齊，整齊排列在一張坐標(biāo)紙上，如圖所示。已知每個鉤碼的質(zhì)量為50g，坐標(biāo)紙最小方格的邊長為1mm，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2。（1）四條紙帶的長度由長到短依次為6.87cm，______cm，5.72cm，______cm。（2）彈簧的原長l0=__________.cm。（2）可以判斷胡克定律_________(填“成立”或“不成立”)，判斷依據(jù)是___________。（4）彈簧的勁度系數(shù)k=________N/m。(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).13．如圖甲所示，用鐵架臺、一根粗彈簧和多個重力均為1N的鉤碼，通過實驗，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．（1）實驗中，某同學(xué)進(jìn)行了幾次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表格所示，請在圖乙中作出反映彈簧彈力F與彈簧伸長量x之間關(guān)系的F－x圖線；______次序物理量(1)(2)(3)(4)(5)彈力F/N13458伸長量x/cm122.534.5（2）1676年，英國科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)了F=kx這個規(guī)律，現(xiàn)叫做胡克定律．①式子中的k是彈簧的勁度系數(shù)，反映彈簧本身的屬性，由彈簧自身的長度、粗細(xì)、材料等因數(shù)決定．根據(jù)F－x圖線，該實驗所用的彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.根據(jù)所畫圖像，試分析圖線不過原點的原因可能是由于________．②胡克定律是力學(xué)的最重要基本定律之一，其實際表達(dá)式為F=－kx，式中負(fù)號表示__．為了方便，平時進(jìn)行彈簧彈力計算時，我們不需要寫出負(fù)號．14．某同學(xué)用實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系．（1）下表記錄的是該同學(xué)已經(jīng)測出的懸掛不同數(shù)量砝碼時彈簧下端的指針在直尺上對應(yīng)的5個讀數(shù)值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是_____和_______．實驗中，L3和L7兩個值還沒有測定，請你根據(jù)上圖將這兩個測量值填入記錄表中．___________;_________________（2）該同學(xué)用兩根不同的輕質(zhì)彈簧進(jìn)行正確測量后得到得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示．根據(jù)圖線分析，下列判斷正確的（_______）A．a(chǎn)的原長比b的長B．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大C．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小D．兩次測得的彈力與彈簧的長度都成正比（3）該同學(xué)經(jīng)過查閱資料，知道了胡克定律，想進(jìn)一步測量一根彈簧的勁度系數(shù)．實驗中，指針應(yīng)該固定在彈簧的末端A處．如果實際操作中，指針被固定得靠上了一些，比如Q點，從而使得彈簧有幾匝在指針的下面，其它操作正確，然后請根據(jù)胡克定律分析，這樣測得的彈簧勁度系數(shù)將________（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）15．(1)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中，對彈簧的測量和彈簧的懸掛兩項操作的先后順序，下列說法正確的是________A．先測量彈簧的原長，后豎直懸掛B．先豎直懸掛，后測量彈簧的原長C．先后順序?qū)嶒灲Y(jié)果無影響D．先后順序?qū)嶒灲Y(jié)果的影響程度取決于彈簧的自身重量(2)某同學(xué)根據(jù)所測數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺的刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線如圖所示。若重力加速度g取9.8m/s2，根據(jù)圖象可以判斷，在______N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律，這種規(guī)格的彈簧的勁度系數(shù)為______N/m。16．某同學(xué)用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗．他先測出不掛砝碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上砝碼，并逐個增加砝碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（重力加速度g=9.8m/s2）砝碼質(zhì)量m/102g01.002.003.004.005.006.007.00標(biāo)尺刻度x/10﹣2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（1）根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在答題卡的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度底與砝碼質(zhì)量的關(guān)系曲線．（2）根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在_____范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律．這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m．17．某同學(xué)用如圖所示裝置做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗。他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（g取9.8N/kg）（1）根據(jù)所測數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺的刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線________。鉤碼總質(zhì)量m／102g01.002.003.004.005.006.007.00標(biāo)尺刻度x／10－2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（2）根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在______N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律，這種規(guī)格的彈簧的勁度系數(shù)為_______N/m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）18．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗時，先測量出不掛法碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上法碼，并逐個增加砝碼，分別測量出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（1）根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出彈簧指