第三章專(zhuān)題實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

第三章專(zhuān)題試驗(yàn)：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系——精剖細(xì)解預(yù)習(xí)講義學(xué)問(wèn)點(diǎn)回憶：彈簧測(cè)力計(jì)1、原理在彈性限度內(nèi)或發(fā)生彈性形變時(shí)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長(zhǎng)量就越長(zhǎng)〔彈簧受到的拉力跟彈簧的伸長(zhǎng)量成正比〕。2、構(gòu)造由彈簧、掛鉤、刻度盤(pán)、指針、外殼、吊環(huán)組成的。3、使用步驟①觀看量程、分度值；②觀看指針是否指在零刻度；③輕輕來(lái)回拉動(dòng)掛鉤幾次，防止彈簧卡殼；④測(cè)力時(shí)，要使彈簧中心的軸線(xiàn)方向跟所測(cè)力的方向全都，使指針和外殼無(wú)摩擦，彈簧不要靠在刻度板上；⑤等到示數(shù)穩(wěn)定時(shí)再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)，視線(xiàn)要與刻度板面垂直。使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),拉力的方向不肯定沿豎直方向，其他方向的力也可測(cè)量，只要在測(cè)量力時(shí)保證彈簧測(cè)力計(jì)所測(cè)力的方向與彈簧的軸線(xiàn)方向相同即可。學(xué)問(wèn)點(diǎn)1：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系【試驗(yàn)?zāi)康摹刻骄繌椈蓮椓εc形變量的定量關(guān)系。把握彈簧測(cè)力計(jì)彈力的測(cè)量原理。能夠依據(jù)函數(shù)圖像Fx的曲線(xiàn)求出彈簧的勁度系數(shù)。學(xué)會(huì)用列表法、圖像法、函數(shù)法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)?！驹囼?yàn)原理】彈簧彈力確實(shí)定方法：彈簧的下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力大小等于所掛鉤的重力大小；彈簧伸長(zhǎng)量確實(shí)定方法：在未掛重物時(shí)，用刻度尺測(cè)量彈簧原長(zhǎng)l0，掛上鉤碼平衡后，再用刻度尺測(cè)量彈簧長(zhǎng)度l，那么彈簧伸長(zhǎng)量Δx=ll0；依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)制作表格和圖像并探究彈簧彈力與伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系。【試驗(yàn)儀器】鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼假設(shè)干、坐標(biāo)紙。【試驗(yàn)裝置圖】【試驗(yàn)步驟】①將鐵架臺(tái)放在試驗(yàn)桌上，依據(jù)試驗(yàn)裝置圖安裝試驗(yàn)裝置，待彈簧自由下垂并靜止時(shí)測(cè)量原長(zhǎng)l0；②在彈簧下端懸掛1個(gè)鉤碼，當(dāng)鉤碼靜止時(shí)測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度l，計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量，并登記鉤碼的重力；③增加鉤碼的數(shù)量〔2個(gè)鉤碼、3個(gè)鉤碼……〕重復(fù)步驟②，將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中。鉤碼的個(gè)數(shù)鉤碼所受的重力G/N彈簧的彈力F/N彈簧總長(zhǎng)l/m彈簧伸長(zhǎng)量Δx/m123456【試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理】依據(jù)表格數(shù)據(jù)，以彈力F為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)建立平面直角坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法作圖，做出彈簧彈力與伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系圖像，如以下圖所示：依據(jù)圖像得出彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的函數(shù)關(guān)系式，表達(dá)式中的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，即k＝eq\f(ΔF,Δx)?！驹囼?yàn)結(jié)論】在彈簧的彈簧限度內(nèi)，彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比；彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系函數(shù)表達(dá)式是F=kx?！驹囼?yàn)誤差】彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不精確?????可能引起的試驗(yàn)誤差。畫(huà)圖時(shí)描點(diǎn)、連線(xiàn)不精確?????引起的試驗(yàn)誤差。彈簧自身重力的影響產(chǎn)生的試驗(yàn)誤差。鉤碼的標(biāo)值不精確?????引起的試驗(yàn)誤差。中學(xué)階段學(xué)問(wèn)上的比照思維上的比照學(xué)校物理學(xué)校物理簡(jiǎn)潔講解彈簧測(cè)力計(jì)的原理、構(gòu)造和使用步驟。學(xué)問(wèn)比擬簡(jiǎn)潔，傾向于定性分析彈簧的彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系。高中物理對(duì)于彈簧彈力和伸長(zhǎng)量進(jìn)行試驗(yàn)探究，處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)的試驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)以及試驗(yàn)誤差的分析，對(duì)于彈簧測(cè)力計(jì)的理解更加系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)學(xué)問(wèn)深化，需要同學(xué)把握試驗(yàn)探究方法的學(xué)問(wèn)，對(duì)于同學(xué)的推理力量要求更高，對(duì)于抽象思維力量的要求高，培育同學(xué)動(dòng)手探究試驗(yàn)的力量，養(yǎng)成喜愛(ài)科學(xué)探究的習(xí)慣。說(shuō)明：高中所學(xué)的探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系學(xué)問(wèn)是對(duì)學(xué)校所學(xué)彈簧測(cè)力計(jì)學(xué)問(wèn)的補(bǔ)充和拓展。需要同學(xué)把握試驗(yàn)探究方法的學(xué)問(wèn)，對(duì)于同學(xué)的推理力量要求更高，對(duì)于抽象思維力量的要求高，培育同學(xué)動(dòng)手探究試驗(yàn)的力量，養(yǎng)成喜愛(ài)科學(xué)探究的習(xí)慣。探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系的原理、器材與試驗(yàn)步驟1．某同學(xué)利用甲圖裝置做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〞的試驗(yàn)，并描繪彈簧的伸量Δl與彈力F的關(guān)系圖線(xiàn)如乙圖所示，以下關(guān)于該試驗(yàn)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A．試驗(yàn)前，應(yīng)當(dāng)先把彈簧水平放置測(cè)量其原長(zhǎng)B．逐一增掛鉤碼，登記每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重C．圖線(xiàn)OA段斜率的大小即為該彈簧勁度系數(shù)的大小D．圖線(xiàn)中后半局部明顯偏離直線(xiàn)是由于彈簧的自重【答案】B【詳解】A．由于彈簧自身有重量，所以在豎直懸掛鉤碼時(shí)，彈力大小是彈簧自重與鉤碼重量之和，實(shí)際測(cè)量的是彈力增加量〔相比原長(zhǎng)〕與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。所以試驗(yàn)前，應(yīng)當(dāng)將彈簧豎直懸掛測(cè)量其原長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；B．試驗(yàn)?zāi)康氖恰疤骄繌椓蛷椈缮扉L(zhǎng)量的關(guān)系〞，所以每掛一個(gè)鉤碼，都要登記指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重，這樣彈簧的伸長(zhǎng)量和彈力大小才能登記來(lái)，故B正確；C．圖線(xiàn)OA段斜率的大小表示的是勁度系數(shù)的倒數(shù)，故C錯(cuò)誤；D．圖線(xiàn)中后半局部明顯偏離直線(xiàn)是由于超出了彈簧的彈性限度，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選B。2．如圖是某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〞試驗(yàn)裝置，依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出彈簧的伸長(zhǎng)量Δl及其對(duì)應(yīng)的彈力F圖像如下圖，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí)應(yīng)將彈簧水平放置B．依次逐個(gè)增加砝碼，等彈簧穩(wěn)定后平視讀數(shù)D．圖像彎曲的緣由是指針與刻度尺間有摩擦【答案】B【詳解】A．測(cè)量彈簧原長(zhǎng)時(shí)應(yīng)將彈簧豎直懸掛，因彈簧自身重力的作用會(huì)使彈簧有肯定的伸長(zhǎng)，做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〞試驗(yàn)時(shí)，考慮進(jìn)去，試驗(yàn)圖線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)，可減小試驗(yàn)誤差，假設(shè)水平放置，圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．依據(jù)試驗(yàn)原理及讀數(shù)規(guī)那么，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)依次逐個(gè)增加砝碼，等彈簧穩(wěn)定后平視讀數(shù)，故B正確；C．依據(jù)胡克定律知，直線(xiàn)段局部圖線(xiàn)斜率的倒數(shù)等于該彈簧的勁度系數(shù)，為故C錯(cuò)誤；D．圖像彎曲的緣由是彈簧彈力超過(guò)其彈性限度，胡克定律不再成立，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選B。3．某試驗(yàn)小組在探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系的試驗(yàn)中，使用兩根不同的輕彈簧a和b，得到彈力F與彈簧總長(zhǎng)度l的圖像如下圖。以下表述正確的選項(xiàng)是〔〕A．a(chǎn)的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)B．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大C．施加同樣大的力，a的形變量比b的大D．測(cè)得的彈力與彈簧的總長(zhǎng)度成正比【答案】C【詳解】A．在Fl的圖像中，橫軸截距表示彈簧的原長(zhǎng)，因此b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；B．圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，b的勁度系數(shù)比a的大，B錯(cuò)誤；C．因b的勁度系數(shù)比a的大，所以施加同樣大的力，a的形變量比b的大，C正確；D．在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力滿(mǎn)意胡克定律，所以彈力與彈簧的形變量成正比，與彈簧的總長(zhǎng)度不成正比，D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。4．在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系〞的試驗(yàn)中，關(guān)于操作步驟的先后挨次，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()①先測(cè)量原長(zhǎng)，后豎直懸掛②先豎直懸掛，后測(cè)量原長(zhǎng)③先后挨次對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響④先后挨次對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響程度取決于彈簧的自重A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【答案】D【詳解】為了精確?????測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)，并消退重力帶來(lái)的影響，應(yīng)先將彈簧懸掛，再測(cè)原長(zhǎng)，故②④正確，應(yīng)選D。5．在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系〞試驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A．彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度B．彈簧的彈力大小與彈簧的長(zhǎng)度成正比C．用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D．用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比均相等【答案】A【詳解】A．彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度，否那么彈簧會(huì)損壞，故A正確；B．彈簧的彈力大小與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，故B錯(cuò)誤；C．彈簧的長(zhǎng)度不等于彈簧的伸長(zhǎng)量，故C錯(cuò)誤；D．拉力與伸長(zhǎng)量之比是勁度系數(shù)，由彈簧打算，同一彈簧的勁度系數(shù)是不變的，不同的彈簧的勁度系數(shù)不同，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選A。探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系的數(shù)據(jù)處理與誤差分析6．在“探究彈簧彈力和彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系〞試驗(yàn)中，小紅依據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出了彈簧彈力F隨彈簧長(zhǎng)度L的變化圖線(xiàn)，如下圖，那么〔〕A．彈簧的原長(zhǎng)為5cmB．彈簧的勁度系數(shù)為1N/mC．在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L成正比關(guān)系D．圖線(xiàn)末端發(fā)生彎曲的緣由是彈簧形變超過(guò)了彈性限度【答案】D【詳解】A．當(dāng)彈簧的彈力為0時(shí)，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度即為原長(zhǎng)，由圖示圖像可知，彈簧的原長(zhǎng)為故A錯(cuò)誤；B．由可知圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，那么由圖示圖像可知，彈簧的勁度系數(shù)為故B錯(cuò)誤；C．在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力所以在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F與彈簧形變量成正比，彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．圖線(xiàn)末端發(fā)生了彎曲的緣由是彈簧的形變量超出了彈簧彈性限度，故D正確。應(yīng)選D。7．如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究“在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〞試驗(yàn)，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔〕A．試驗(yàn)中還需要刻度尺作為測(cè)量工具B．如圖乙所示，圖像不通過(guò)原點(diǎn)的緣由是彈簧有自重C．如圖丙所示，試驗(yàn)中用兩根不同的彈簧和，作出彈簧彈力與彈簧長(zhǎng)度的圖像，可知的勁度系數(shù)比的大D．如圖丙所示，試驗(yàn)中用兩根不同的彈簧和，作出彈簧彈力與彈簧長(zhǎng)度的圖像，可知彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比【答案】D【詳解】A．試驗(yàn)中還需要刻度尺作為測(cè)量工具，測(cè)量彈簧受到拉力后彈簧的長(zhǎng)度，故A正確；B．由圖乙可知，圖像不通過(guò)原點(diǎn)的緣由是彈簧有自重，在未掛上鉤碼時(shí)，彈簧由于自身重力使得彈簧有肯定的伸長(zhǎng)量，故B正確；CD．設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為，彈簧的勁度系數(shù)為，依據(jù)胡克定律可得可知圖像的斜率等于彈簧的勁度系數(shù)，由圖丙可知彈簧的勁度系數(shù)大于彈簧的勁度系數(shù)，彈力與彈簧長(zhǎng)度并不是成正比，故C正確，D錯(cuò)誤。此題選擇錯(cuò)誤的，應(yīng)選D。8．一個(gè)試驗(yàn)小組在做“探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系〞的試驗(yàn)時(shí)，使用了兩根不同的輕質(zhì)彈簧M和N，他們得到彈簧彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖像如下圖，那么由圖可知〔〕A．M的原長(zhǎng)比N的長(zhǎng)B．M的勁度系數(shù)比N的小C．M的勁度系數(shù)比N的大D．彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比【答案】C【詳解】A．由胡克定律知，圖線(xiàn)與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)代表彈簧的原長(zhǎng)，故N的原長(zhǎng)比M的長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；BC．圖線(xiàn)斜率代表彈簧的勁度系數(shù)，故M的勁度系數(shù)比N的大，故C正確，B錯(cuò)誤；D．彈簧彈力與彈簧的形變量成正比，與彈簧長(zhǎng)度是一次函數(shù)關(guān)系，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。9．在“探究彈簧彈力和彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系〞試驗(yàn)中，小紅依據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出了彈簧彈力F隨彈簧長(zhǎng)度L的變化圖線(xiàn)，如下圖，那么〔〕A．彈簧的原長(zhǎng)為5cmB．彈簧的勁度系數(shù)為0.5N/mC．在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L成正比關(guān)系D．圖線(xiàn)末端發(fā)生彎曲的緣由是彈簧形變超過(guò)了彈簧的彈性限度【答案】D【詳解】A．當(dāng)彈簧的彈力為0時(shí)，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度即為原長(zhǎng)，由圖示圖像可知，彈簧的原長(zhǎng)為故A錯(cuò)誤；B．由可知，圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，那么由圖示圖像可知，彈簧的勁度系數(shù)為故B錯(cuò)誤；C．在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力所以在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F與彈簧形變量成正比；彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L成一次函數(shù)關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．圖線(xiàn)末端發(fā)生了彎曲的緣由是彈簧的形變量超出了彈簧彈性限度。故D正確。應(yīng)選D。10．在“探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〞的試驗(yàn)時(shí)，在彈簧下端懸掛鉤碼，得到的彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系圖線(xiàn)如下圖，圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)。其緣由可能是〔〕A．鉤碼的質(zhì)量太小 B．所選的彈簧太長(zhǎng)C．所選的彈簧勁度系數(shù)太大 D．測(cè)出彈簧水平狀態(tài)下的自由長(zhǎng)度作為原長(zhǎng)【答案】D【詳解】圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)，即沒(méi)有掛鉤碼時(shí)就有伸長(zhǎng)量，緣由可能是在水平狀態(tài)下測(cè)的原長(zhǎng)，然后豎直懸掛后在彈簧自重的作用下伸長(zhǎng)。應(yīng)選D。11．如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的關(guān)系試驗(yàn)。〔1〕試驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具有：___________〔2〕如圖乙所示，依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖，縱軸是鉤碼質(zhì)量m，橫軸是彈簧的形變量x，由圖可知：圖線(xiàn)不通過(guò)原點(diǎn)的緣由是由于___________；彈簧的勁度系數(shù)k=___________N/m。計(jì)算結(jié)果保存2位有效數(shù)字，重力加速度g2〔3〕如圖丙所示，試驗(yàn)中用兩根不同的彈簧a和b，畫(huà)出彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L的FL圖像，以下正確的選項(xiàng)是___________。A．a(chǎn)的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)B．的勁度系數(shù)比b的大C．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小D．彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比【答案】刻度尺測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)時(shí)，彈簧沒(méi)有處于自然下垂?fàn)顟B(tài)4.9B【詳解】〔1〕[1]試驗(yàn)需要測(cè)量彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，需要刻度尺?！?〕[2]測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)時(shí)，彈簧沒(méi)有處于自然下垂?fàn)顟B(tài)。[3]由圖線(xiàn)乙，彈簧的勁度系數(shù)為〔3〕[4]A．由圖丙知，F(xiàn)L圖像橫坐標(biāo)的截距表示原長(zhǎng)，故b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；BC．斜率越大，勁度系數(shù)越大，a的勁度系數(shù)比b的大，B正確，C錯(cuò)誤；D．彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比，D錯(cuò)誤。應(yīng)選B。12．現(xiàn)有一種納米合金絲，欲測(cè)定出其伸長(zhǎng)量x與所受拉力F、長(zhǎng)度L的關(guān)系。〔1〕測(cè)量上述物理量需要的主要器材是___________、___________等?！?〕假設(shè)試驗(yàn)中測(cè)量的數(shù)據(jù)如表所示，依據(jù)這些數(shù)據(jù)請(qǐng)寫(xiě)出x與F、L間的關(guān)系式：x=___________?！布僭O(shè)用到比例系數(shù)，可用k表示，假設(shè)試驗(yàn)中合金絲直徑的變化可忽視〕長(zhǎng)度L/cm伸長(zhǎng)量x/cm拉力F/N〔3〕在討論并得到上述關(guān)系的過(guò)程中，主要運(yùn)用的科學(xué)討論方法是___________〔只需寫(xiě)出一種〕。〔4〕假設(shè)有一根由上述材料制成的粗細(xì)相同的合金絲的長(zhǎng)度為20cm，使用中要求其伸長(zhǎng)量不能超過(guò)原長(zhǎng)的百分之一，那么這根合金絲能承受的最大拉力為_(kāi)__________N。【答案】彈簧測(cè)力計(jì)刻度尺kFL【詳解】〔1〕[1][2]用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小，用刻度尺測(cè)量彈簧長(zhǎng)度。〔2〕[3]由題目所給的數(shù)據(jù)分析可知：當(dāng)力肯定時(shí)，伸長(zhǎng)量與長(zhǎng)度成正比；當(dāng)長(zhǎng)度肯定時(shí)，伸長(zhǎng)量和力成正比，故x=kFL〔取一組數(shù)據(jù)驗(yàn)證，式中的k不為零〕?！?〕[4]討論伸長(zhǎng)量與拉力、長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí)，可以先掌握某一個(gè)量不變，如長(zhǎng)度不變，再討論伸長(zhǎng)量與拉力的關(guān)系，這種方法稱(chēng)為掌握變量法。這是物理試驗(yàn)中的一個(gè)重要討論方法?！?〕[5]代入表中數(shù)據(jù)把式中的k求出，得k=8×104N1，再代入數(shù)據(jù)，L=20cm，x==0.2cm，可求得最大拉力F13．某討論性學(xué)習(xí)小組采納試驗(yàn)法探究彈簧的彈力與其伸長(zhǎng)量的關(guān)系。他們的試驗(yàn)裝置如下圖?！?〕屢次試驗(yàn)得到以下表格中的數(shù)據(jù)，分析此表中的數(shù)據(jù)，說(shuō)明與彈簧彈力的大小有關(guān)的因素為_(kāi)__________；所掛鉤碼的重力/N0彈簧長(zhǎng)度/cm甲〔粗、短〕乙〔細(xì)、長(zhǎng)〕〔2〕用圖像法分析，建立直角坐標(biāo)系，以力F為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)〔如下圖〕，依據(jù)所測(cè)的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，并嘗試著作出一條平滑的圖線(xiàn)__________；〔3〕通過(guò)分析彈簧的彈力F與其伸長(zhǎng)量x的關(guān)系圖像，能得到___________；〔要求用語(yǔ)言和公式兩種形式表述〕〔4〕假設(shè)將彈簧的彈力大小與對(duì)應(yīng)的形變量之比定義為彈簧的勁度系數(shù)k，那么甲、乙彈簧的勁度系數(shù)分別是___________和___________。你認(rèn)為與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)的因素為_(kāi)__________?！敬鸢浮繌椈傻纳扉L(zhǎng)量和彈簧本身的性質(zhì)〔如彈簧的粗細(xì)、長(zhǎng)短等〕彈簧的彈力跟它的伸長(zhǎng)量成正比，即彈簧本身的因素如彈簧的材料、硬度、粗細(xì)、長(zhǎng)短等有關(guān)，而與形變量無(wú)關(guān)【詳解】〔1〕[1]彈簧彈力的大小跟彈簧的伸長(zhǎng)量和彈簧本身的性質(zhì)〔如彈簧的粗細(xì)、長(zhǎng)短等〕有關(guān)系。〔2〕[2]由表格數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如下圖：〔3〕[3]通過(guò)分析圖像可知，圖線(xiàn)為兩條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，說(shuō)明彈簧的彈力跟它的伸長(zhǎng)量成正比，即。〔4〕[4][5]由圖線(xiàn)的斜率為彈簧的勁度系數(shù)，由圖可知[6]勁度系數(shù)的大小只與彈簧本身的因素如彈簧的材料、硬度、粗細(xì)、長(zhǎng)短等有關(guān)，而與形變量無(wú)關(guān)。14．某同學(xué)用如下圖裝置做探究彈簧彈力和伸長(zhǎng)關(guān)系的試驗(yàn)。他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上1個(gè)鉤碼，并漸漸增加鉤碼的個(gè)數(shù)，測(cè)出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：〔重力加速度取g=9.8N/kg〕砝碼質(zhì)量m/〔×102g〕0標(biāo)尺刻度x/〔×102m〕〔1〕依據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在如下圖的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線(xiàn)___________。〔2〕依據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線(xiàn)可以推斷，在___________N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿(mǎn)意胡克定律，這種規(guī)格的彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)__________N/m。【答案】4.925【詳解】〔1〕[1]依據(jù)題目中所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，然后用平滑的曲線(xiàn)〔或直線(xiàn)〕連接各點(diǎn)，在連接時(shí)應(yīng)讓盡量多的點(diǎn)落在線(xiàn)上。〔偏差比擬大的點(diǎn)舍去〕不在線(xiàn)上的點(diǎn)盡量平均分布在線(xiàn)的兩側(cè)，如下圖〔2〕[2]依據(jù)所畫(huà)圖像可以看出，當(dāng)m≤5.00×102g=0.5kg時(shí)，標(biāo)尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m成一次函數(shù)關(guān)系，所以彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿(mǎn)意胡克定律；[3]依據(jù)胡克定律可得15．某同學(xué)用如以下圖所示裝置做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系〞的試驗(yàn)。他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)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(gè)增加鉤碼，測(cè)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〕鉤碼質(zhì)量/×102g0標(biāo)尺刻度/×102m〔1〕依據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在以下圖坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與鉤碼總質(zhì)量m的關(guān)系曲線(xiàn)_____?！?〕依據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線(xiàn)可以推斷，在________N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系滿(mǎn)意胡克定律。這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m?！敬鸢浮俊驹斀狻俊?〕[1]依據(jù)表格中的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上標(biāo)出相應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑曲線(xiàn)連接這些點(diǎn)，作出的圖像如下圖〔2〕[2]依據(jù)作出的圖線(xiàn)可知，鉤碼質(zhì)量在0～500g范圍內(nèi)圖線(xiàn)是直線(xiàn)，說(shuō)明彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系滿(mǎn)意胡克定律，即彈力最大值為所以在0～4.9N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系滿(mǎn)意胡克定律；[3]這個(gè)范圍內(nèi)的曲線(xiàn)上找到相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，利用這兩點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)16．在“探究求合力的方法〞試驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一只彈簧測(cè)力計(jì)。〔1〕為了完成試驗(yàn)，某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧，先測(cè)量其勁度系數(shù)，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：彈力F(N)伸長(zhǎng)量x()依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出圖像并求得該彈簧的勁度系數(shù)________；〔2〕某次試驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖甲所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______N；同時(shí)利用〔1〕中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力的圖示________；〔3〕由圖得到________N。【答案】【詳解】〔1〕[1]由圖像可知，該彈簧的勁度系數(shù)為〔2〕[2]由圖甲所示，該彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為，所以該彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為。[3]由平行四邊形定那么可得，這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力的圖示為〔3〕[4]由圖可知17．〔1〕某試驗(yàn)小組在探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間關(guān)系的試驗(yàn)中，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表彈力F〔N〕伸長(zhǎng)量x〔〕在坐標(biāo)系中做出彈簧彈力隨伸長(zhǎng)量變化圖像___________，求得該彈簧的勁度系數(shù)___________；〔保存兩位有效數(shù)字〕〔2〕該試驗(yàn)小組緊接著又討論橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系。試驗(yàn)時(shí)，將原長(zhǎng)約200的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼〔質(zhì)量均為20g〕，每增掛一只鉤碼均登記對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也登記對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量，依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)量與拉力F關(guān)系的圖像如下圖從圖像中可以得出___________?！蔡钸x項(xiàng)前的字母〕A．增掛鉤碼時(shí)與F成正比，而減掛鉤碼時(shí)與F不成正比B．當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的小C．當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等D．增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度【答案】51/52/53/54BD【詳解】〔1〕[1][2]由胡可定律可知〔2〕[3]A．由圖可知，增掛鉤碼與減掛鉤碼時(shí)與F不成正比，A錯(cuò)誤；BC．如下圖當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的小，B正確，C錯(cuò)誤；D．由圖可知，增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，D正確。應(yīng)選BD。18．A．某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系〞的試驗(yàn)中，把彈簧放置在水平桌面上，測(cè)出其自然長(zhǎng)度，然后如下圖豎直懸掛讓彈簧自然下垂，在其下端掛上鉤碼。試驗(yàn)過(guò)程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的增減鉤碼并記錄與其對(duì)應(yīng)彈簧的形變量，作出圖線(xiàn)如下圖?！?〕圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的緣由是________________?！?〕由圖像可知彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______?！?〕該同學(xué)又找來(lái)與彈簧性質(zhì)相同的橡皮筋，在彈性限度內(nèi)彈力與伸長(zhǎng)量成正比，即，式中值與橡皮筋的原長(zhǎng)、橫截面積有關(guān)。理論與試驗(yàn)都說(shuō)明，其中是由材料打算的常數(shù)，材料力學(xué)中稱(chēng)為楊氏模量。假設(shè)某橡皮筋的值與〔1〕中彈簧的勁度系數(shù)相同，該橡皮筋的原長(zhǎng)為，橫截面積為，那么可知該橡皮筋的楊氏模量的大小是________結(jié)果保存兩位有效數(shù)字。B．某同學(xué)利用如圖〔a〕所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)系。①他用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力。詳細(xì)操作是：把木板墊高后，小車(chē)放在木板上，在________小桶選填“掛〞或“不掛〞的狀況下，輕推一下小車(chē)，假設(shè)小車(chē)拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明已經(jīng)消退了摩擦力和其他阻力的影響。②試驗(yàn)時(shí)保持小桶及砝碼的總質(zhì)量________選填“遠(yuǎn)大于〞或“遠(yuǎn)小于〞小車(chē)的質(zhì)量，其目的是________選填選項(xiàng)前的字母。A.小車(chē)所受的拉力近似等于小車(chē)所受的合力B.小車(chē)所受的拉力近似等于小桶及砝碼的總重力C.保證小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度不超過(guò)當(dāng)?shù)刂亓铀俣菵.減小空氣阻力對(duì)試驗(yàn)的影響③圖是試驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、、、、、為個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：、、、、、。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為，那么小車(chē)的加速度________結(jié)果保存位有效數(shù)字?！敬鸢浮繌椈勺陨碇亓Φ挠绊懖粧爝h(yuǎn)小于B【詳解】A．〔1〕[1]圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的緣由是彈簧自身重力的影響，彈簧水平放置其自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)，豎直放置時(shí)由于自身的重力必定會(huì)有肯定的伸長(zhǎng)；〔2〕[2]依據(jù)圖像的斜率〔3〕[3]依據(jù)公式解得B．[4]平衡摩擦力時(shí)不掛小桶；[5][6]試驗(yàn)時(shí)保持小桶及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，其目的是讓小桶及砝碼的總重力充當(dāng)小車(chē)的合外力，即小車(chē)所受的拉力近似等于小桶及砝碼的總重力。應(yīng)選B。[7]依據(jù)逐差法得19．〔1〕在探究“彈簧的彈力與伸長(zhǎng)的關(guān)系〞試驗(yàn)中，通過(guò)在懸掛的彈簧下面加掛鉤碼，漸漸使彈簧伸長(zhǎng)，得到以下表格中的數(shù)據(jù)。鉤碼個(gè)數(shù)123456彈簧彈力F/N彈簧形變量x/cm①依據(jù)以上數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)系中畫(huà)出關(guān)系圖像__________。②由畫(huà)出的圖像可知彈簧的勁度系數(shù)k=_____N/m?！步Y(jié)果保存兩位有效數(shù)字〕〔2〕在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律〞的試驗(yàn)中，如圖甲所示，橡皮條的一端固定，另一端掛一輕質(zhì)小圓環(huán)，橡皮條原長(zhǎng)為GE，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)，小圓環(huán)受到拉力F