高考物理一輪復(fù)習(xí) 實驗2 探究彈簧形變與彈力的關(guān)系高效演練（含解析）-人教版高三物理試題

探究彈簧形變與彈力的關(guān)系1．(2015·四川卷，8(1))某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖甲所示，圖乙是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(分度值是1毫米)上位置的放大圖，示數(shù)l1＝________cm.在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個鉤碼質(zhì)量是50g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2＝________N(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2)．要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是________.作出F－x曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．甲乙解析刻度尺的分度值是1mm，讀數(shù)要估讀到0.1mm，所以讀數(shù)是25.85cm.兩個鉤碼的重力G2＝2mg＝2×50×0.001×9.8N＝0.98N，所以彈簧彈力F2＝0.98N．彈簧的伸長量＝彈簧長度－彈簧的原長，所以需要測量不掛鉤碼時彈簧的長度，即需要測量彈簧的原長．答案25.850.98彈簧原長2．(2018·全國卷Ⅰ·22)如圖甲，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針．甲乙現(xiàn)要測量圖甲中彈簧的勁度系數(shù)．當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，移動游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為________cm.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留3位有效數(shù)字)．解析標(biāo)尺的游標(biāo)為20分度，精確度為0.05mm，游標(biāo)的第15個刻度與主尺刻度對齊，則讀數(shù)為37mm＋15×0.05mm＝37.75mm＝3.775cm．彈簧形變量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825cm，砝碼平衡時，mg＝kx，所以勁度系數(shù)k＝eq\f(mg,x)＝eq\f(0.100×9.80,1.825×10－2)N/m≈53.7N/m.(保留3位有效數(shù)字)答案3.77553.73．(2019·安徽蚌埠模擬)如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(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量的關(guān)系實驗．(1)實驗中還需要的測量工具有：________．(2)如圖乙所示，根據(jù)實驗數(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：圖線不通過原點的原因是________________；彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2)．(3)如圖丙所示，實驗中用兩根不同的彈簧a和b，畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的F－L圖象，下列正確的是()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．彈力與彈簧長度成正比解析(1)實驗需要測量彈簧伸長的長度，故需要毫米刻度尺．(2)圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比，則k＝eq\f(ΔF,Δx)＝4.9N/m.由圖可知，當(dāng)F＝0時，x大于零，說明沒有掛重物時，彈簧有伸長，是由于彈簧自身的重力造成的，故圖線不過原點的原因是彈簧有自重，實驗中沒有考慮(或忽略了)彈簧的自重．(3)在圖象中橫截距表示彈簧的原長，故b的原長比a的長，A錯誤；在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k，故