2019版物理一輪作業(yè)：11-第6講　實驗-探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第6講實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系基礎(chǔ)鞏固1。[2017北京朝陽二模,21(1）］如圖所示,在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，下列說法正確的是。

A。應(yīng)當在鉤碼靜止時讀取數(shù)據(jù)B.應(yīng)當在彈簧處于水平自然狀態(tài)時測量彈簧的原長C.應(yīng)當在彈簧處于自然下垂狀態(tài)時測量彈簧的原長D.若以彈簧長度為橫坐標,以彈簧彈力為縱坐標，根據(jù)各組數(shù)據(jù)所繪制圖線的斜率即該彈簧的勁度系數(shù)2。（2017北京朝陽期中，14)某同學利用圖甲所示的裝置探究彈簧彈力和伸長的關(guān)系。甲乙(1)該同學將彈簧的上端與刻度尺的零刻度對齊,讀出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指刻度尺的刻度值，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，依次讀出指針所指刻度尺的刻度值,所讀數(shù)據(jù)列表如下（設(shè)彈簧始終未超過彈性限度,取重力加速度g=9。80m/s2）:123456鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150刻度尺讀數(shù)x/cm6.008。389。4610。6211。80在圖甲中，掛30g鉤碼時刻度尺的讀數(shù)為cm。

(2)如圖乙所示,該同學根據(jù)所測數(shù)據(jù),建立了x—m坐標系,并描出了5組測量數(shù)據(jù)，請你將第2組數(shù)據(jù)描在坐標紙上(用“+”表示所描的點），并畫出x—m的關(guān)系圖線.（3）根據(jù)x-m的關(guān)系圖線可得該彈簧的勁度系數(shù)約為N/m（結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

3。［2017北京海淀期中,12(1）]某研究性學習小組的同學們做了以下兩個關(guān)于彈簧的實驗。在做探究彈簧彈力的大小與其伸長量的關(guān)系實驗中，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。在彈簧兩端各系一輕細的繩套,利用一個繩套將彈簧懸掛在鐵架臺上,另一端的繩套用來懸掛鉤碼。同學們先測出不掛鉤碼時彈簧的長度,再將鉤碼逐個掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度L,再算出彈簧伸長的長度x，并將數(shù)據(jù)填在下面的表格中。（實驗過程中,彈簧始終在彈性限度內(nèi)）測量次序123456懸掛鉤碼所受重力G/N00.51.01.52。02。5彈簧彈力大小F/N00.51。01。52.02.5彈簧的總長度L/cm13。0015.0517.1019.0021。0023.00彈簧伸長的長度x/cm02.054.106。008。0010.00①在如圖所示的坐標紙上已經(jīng)描出了其中5次測量的彈簧彈力大小F與彈簧伸長的長度x對應(yīng)的數(shù)據(jù)點，請把第4次測量的數(shù)據(jù)對應(yīng)點描繪出來，并作出F-x圖線。②根據(jù)上述的實驗過程，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析可知，下列說法中正確的是。（選填選項前的字母)

A。彈簧彈力大小與彈簧的總長度成正比B。彈簧彈力大小與彈簧伸長的長度成正比C.該彈簧的勁度系數(shù)約為25N/mD。在不掛鉤碼的情況下測量彈簧的長度時,需將彈簧放置在水平桌面上測量4.一名同學用圖示裝置做“測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗.①以下是這位同學根據(jù)自己的設(shè)想擬定的實驗步驟,請按合理的操作順序?qū)⒉襟E的序號寫在橫線上.

A.以彈簧長度l為橫坐標,以鉤碼質(zhì)量m為縱坐標，標出各組數(shù)據(jù)(l,m）對應(yīng)的點，并用平滑的曲線連接起來;B.記下彈簧下端不掛鉤碼時,其下端A處指針所對刻度尺上的刻度l0;C.將鐵架臺固定于桌子上，將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一把刻度尺;D。依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個……鉤碼，待鉤碼靜止后,讀出彈簧下端指針指示的刻度并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼;E。由圖像找出m—l間的函數(shù)關(guān)系,進一步寫出彈力與彈簧長度之間的關(guān)系式（重力加速度取g=10m/s2），求出彈簧的勁度系數(shù)。②圖為根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)標出的對應(yīng)點，請作出鉤碼質(zhì)量m與彈簧長度l之間的關(guān)系圖線。③寫出彈簧彈力F和彈簧長度l之間關(guān)系的函數(shù)表達式：。

④此實驗得到的結(jié)論是：此彈簧的勁度系數(shù)k=N/m。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

⑤如果將指針分別固定在圖示A點上方的B處和A點下方的C處，作出鉤碼質(zhì)量m和指針所對刻度l的關(guān)系圖像,由圖像進一步得出彈簧的勁度系數(shù)kB、kC.kB、kC與k相比,可能是。(請將正確選項的字母填在橫線處）

A。kB大于kB.kB等于kC。kC小于kD.kC等于k綜合提能1。某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系"的實驗.①圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度,其示數(shù)為7。73cm;圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量Δl為cm;

②本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力,關(guān)于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是；（填選項前的字母）

A。逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重B。隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重③圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是.

2。某同學根據(jù)機械能守恒定律，設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。①如圖(a),將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺,在上端的托盤中依次增加砝碼，測得相應(yīng)的彈簧長度，部分數(shù)據(jù)如下表,由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=N/m。(g取9.8m/s2)

砝碼質(zhì)量(g)50100150彈簧長度(cm)8。627.636.66②取下彈簧，將其一端固定于氣墊導軌左側(cè),如圖（b)所示；調(diào)整導軌，當滑塊自由滑動時,通過兩個光電門的速度大小.

③用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為。

④重復③中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖(c）。由圖可知，v與x成關(guān)系,由上述實驗可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的成正比。

答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1.答案ACD解析為消除彈簧自重的影響，應(yīng)當在彈簧自然下垂狀態(tài)時測量彈簧的原長,故B錯誤。2。答案(1）7。15(±0.01)（2)圖見解析（3）25。9（±0。3）解析(1)刻度尺的分度值為1mm，由彈簧下端的指針位置可知掛30g鉤碼時刻度尺的讀數(shù)為7.15cm。（2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)進行描點，畫出一條平滑的直線使盡可能多的點落在直線上,不在線上的點,應(yīng)均為分布在直線兩側(cè),如圖所示:(3)根據(jù)圖像中圖線的斜率可知彈簧的勁度系數(shù)為k=ΔFΔx25.9N/m。3。答案①如圖所示②BC解析（1）①略②F=kΔx，彈簧的彈力與其伸長量成正比,A錯誤、B正確。由圖像:k=ΔFΔx彈簧有自重,需測量彈簧豎直懸掛時的原長,D錯誤。4。答案①CBDAE②如圖所示③F=12。5（l-0.15)(N）④12.5⑤AD解析③m-l圖線的斜率k'≈1.25kg/m，彈簧的勁度系數(shù)k=k'g,則彈簧彈力和長度l的關(guān)系F=gk’(l—l0）,又l0=15×10-2m，所以F=12.5（l—0.15）（N)④k=k'g=1。25×10N/m=12。5N/m⑤指針固定在B處,測量彈簧伸長量時偏小,由F=kΔl可知,k偏大，A正確,指針固定在C處,不影響彈簧伸長量的測量，k值不變,D正確。綜合提能1。答案①6.93②A③超過彈簧的彈性限度解析①Δl=14.66cm—7。73cm=6。93cm。②應(yīng)逐一增掛鉤碼，不能隨意增減，A項正確。③彈簧下端鉤碼對彈簧的拉力過大,使彈簧形變量超過了彈簧的彈性限度，彈簧的伸長量不再是線性變化。2.答案①49.5～50。5②相等③滑塊的動能④正比壓縮量的二次方解析①由f=kx得Δf=k·Δx,代入表中數(shù)據(jù)可得出k值。②滑塊滑行過程中無摩擦阻力，自由滑動時導軌已調(diào)整到水平狀態(tài),故滑塊此時勻速運動。③當不考慮空氣阻力、摩擦等因素且導軌又調(diào)到水平狀態(tài)時，釋