1、实验：探究弹力和弹簧伸长的关系(30分钟50分)1.(6分)(多选)如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像,如图乙所示。则下列判断正确的是()A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹力增加量与对应的弹簧长度成正比C.该弹簧的劲度系数是200N/mD.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变【解析】选C、D。由图乙知,F -x是一个过原点的倾斜直线,k=N/m=200 N/m。在一定范围内,弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比,与对应的弹簧长度不成正比,弹簧受到反向压力时,劲度系数
2、不变,A、B项错,C、D两项正确。2.(8分)(2015廊坊高一检测)某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0cm、且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内,但测力计可以与弹簧的下端接触),如图甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度L,现要测出弹簧的原长L0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变L而测出对应的弹力F,作出F -L变化的图线如图乙所示,则弹簧的劲度系数为N/m,弹簧的原长L0=cm。【解析】根据胡克定律写出F与L的关系式,然后结合数学知识求解即可。设弹簧原长为L0,则根据胡克定律有：F=k(h-L0+
3、L)=kL+k(h-L0)由此可知,图像的斜率大小表示劲度系数大小,故k=100N/m,当L=0时,F=10N,将数据代入方程可解得：L0=15cm。答案：100153.(12分)(2014浙江高考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。(1)某次测量如图乙所示,指针示数为cm。(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表。用表中数据计算弹簧的劲度系数为N/m(重力加速度g=10m/s2)。由表中数据(选填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数。钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/c
4、m29.9635.7641.5147.36【解析】(1)刻度尺读数需要估读到精确位的下一位,从图可知指针示数为16.00cm,考虑到误差范围,15.9516.05cm均算对。(2)由胡克定律F=kx,结合表格数据可知弹簧的劲度系数k1=N/m=12.5 N/m,考虑误差范围情况下12.212.8N/m均算正确;对于计算弹簧的劲度系数,只需要测出弹簧的形变量,结合两个指针的读数,可知指针B的变化量减去指针A的变化量,就是弹簧的形变量,所以能求出弹簧的劲度系数。答案：(1)16.00(15.9516.05)(有效数字位数正确)(2)12.5(12.212.8)能【易错提醒】注意毫米刻度尺读数时要估
5、读到毫米的下一位,否则读数错误。【补偿训练】如图所示是描述某根弹簧所受拉力与伸长量之间的关系图像,关于这根弹簧,下列说法中正确的是()A.弹簧的劲度系数是2 N/mB.弹簧的劲度系数是2103N/mC.当受到800 N的拉力作用时,弹簧的长度是40 cmD.当弹簧伸长量为20 cm时,弹簧产生的拉力是200 N【解析】选B。这是一个描述弹簧伸长量与所受拉力也就是弹簧弹力之间的关系的图像,由图像可知,其斜率表示弹簧的劲度系数为2103N/m(应注意到坐标轴表示的物理量的单位),故B正确,A错误;当受到800 N的拉力作用时,弹簧伸长量为40 cm,故C错误;当弹簧伸长量为20 cm时,弹簧产生的
6、弹力是400 N,故D错误。4.(12分)(2015泰州高一检测)某同学利用如图甲所示的装置测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上砝码盘。通过改变盘中砝码的质量,测得几组砝码的重力F和对应的弹簧长度x,画出F -x图线,如图乙所示。(重力加速度g取10m/s2)(1)采用恰当的数据处理,该弹簧的劲度系数为N/m。(2)请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比,结果(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。【解析】(1)由胡克定律F=kx得：k=N/m=200N/m(2)劲度系数是根据斜率计算出的,即k=,是否考虑砝码盘的质量对结果无影响,即相同。答案：(1)200(2)
7、相同5.(12分)用如图装置来探究弹力和弹簧伸长量的关系,所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度。(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中,请作出F-L图线。(2)根据F-L图线可得出该弹簧的原长L0=cm,劲度系数k=N/m。(3)根据该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)。【解析】(1)描点连线法。用平滑的曲线将各点连接起来,使点落在图线上,不能落在线上的点均匀分布在图线两侧,偏离图线过远的点应舍去,如图所示。(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度,由图像可知,L0=510-2m=5 cm。劲度系数为图像直线部分的斜率,k=20N/m。(3)实验应记录弹力(钩码重力)和对应弹力的弹簧长度。记录数据的表格如表：次数123456弹力F/N弹簧的长度L/10-2m答案：见解析关闭Word文档返回原板块
