1、1. 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中, 使用两条不同的轻质弹簧a和b, 得到弹力与弹簧长度的图像如图239所示. 下列表述正确的是()A. a的原长比b的长B. a的劲度系数比b的大C. a的劲度系数比b的小D. 测得的弹力与弹簧的长度成正比解析: 选 B.图像的横轴截距表示弹簧的长度, A错误, 图像的斜率表示弹簧的劲度系数, B正确, C错误, 图像不过原点, D错误. 2. (2010高考福建理综卷)某实验小组研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系. 实验时, 将原长约200 mm的上端固定在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g), 每增挂一只钩码均记下对应的
2、橡皮筋伸长量; 当挂上10只钩码后, 再逐一把钩码取下, 每取下一只钩码, 也记下对应的橡皮筋伸长量. 根据测量数据, 作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图2310所示. 从图像中可以得出()图2310A. 增挂钩码时l与F成正比, 而减挂钩码时l与F不成正比B. 当所挂钩码数相同时, 增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C. 当所挂钩码数相同时, 增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D. 增挂钩码时所挂钩码数过多, 导致橡皮筋超出弹性限度解析: 选 D.从图像看, 图线呈非线性关系, 说明所挂钩码已使橡皮筋的形变超出弹性限度. 故选项D正确. 3. 如图2
3、311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). 则下列判断正确的是()图2311A. 弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B. 弹簧长度的伸长量与对应的弹力增加量成正比C. 该弹簧的劲度系数是200 N/mD. 该弹簧受到反向压力时, 劲度系数不变解析: 选BCD.由乙图可知Fkx, 即弹簧的弹力和弹簧的形变量成正比, 不与弹簧长度成正比, A错误. 由Fkx可知, B说法正确; 由k N/m200 N/m, C正确; Fx图线的斜率对应弹簧的劲度系数, 而x0和x0时
4、的斜率相同, 故D正确. 4. 利用如图2312甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验. 所用的钩码每只的质量为30 g. 实验中, 先测出不挂钩码时弹簧的自然长度, 再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端, 稳定后依次测出相应的弹簧总长度, 将数据填在表中. (弹力始终未超过弹性限度, 取g10 m/s2)记录数据组123456钩码总质量(g)0306090120150弹簧总长(cm)6.007.118.209.3110.4011.52图2312(1)在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线. (2)由图线求得该弹簧的劲度系数k_N/m.(保留两位有效数字)解析: (1)
5、弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图线如图所示. (2)弹簧的劲度系数k等于Fx关系图线的斜率. 故k27 N/m.答案: 见解析5. (2012徐州模拟)如图2313(a)所示, 用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码, 探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验. 图2313(1)为完成实验, 还需要的实验器材有: _; (2)实验中需要测量(记录)的物理量有: _; (3)图(b)是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的Fx图线, 由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m.图线不过原点的原因是_. 解析: (1)还需要刻度尺; (2)需要测量的物理量有弹簧的原长、悬挂钩码个数以及与弹
6、力(外力)对应的弹簧长度; (3)根据胡克定律Fkx, 在Fx图像中, k, 解得k200 N/m; 图像不过原点, 原因是实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重或在弹簧没有处于竖直悬挂状态时测量它的原长. 答案: 见解析6. (2012扬州调研)图2314为了探索弹力和弹簧伸长的关系, 某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试, 根据测得的数据绘出如图2314所示图像. (1)从图像上看, 该同学没能完全按照实验要求做, 从而使图像上端成为曲线, 图像上端成为曲线是因为_. (2)这两根弹簧的劲度系数分别为_N/m和_N/m; 若要制作一个精确程度较高的弹簧测力计, 应选弹簧_. (3)从上
7、述数据和图线中分析, 请对这个研究课题提出一个有价值的建议. 建议: _.解析: (1)在弹性范围内弹簧的弹力与形变量成正比, 超过弹簧的弹性范围, 则此规律不成立, 所以所给的图像上端成为曲线, 是因为形变量超过弹簧的弹性限度. (2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为: k甲 N/m66.7 N/mk乙 N/m200 N/m.要制作一个精确程度较高的弹簧测力计, 应选用一定的外力作用时, 弹簧的形变量大的那个, 故选甲弹簧. (3)建议: 实验中钩码不能挂太多, 控制在弹性限度内答案: (1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲(3)见解析7. 某小组在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系
8、”实验时测出数据如下表所示.弹簧长度l(cm)2.503.013.494.024.505.12砝码重力(N)00.51.01.52.02.5甲、乙、丙同学分别作出如图2315所示的三个图像. 图2315(1)试求三位同学所作图像的函数关系式, 并说明三个函数关系式的适用条件及区别; (2)三个函数关系式中的比例系数各有什么物理意义, 其单位是什么？解析: (1)甲同学所作图像的函数关系式为F100x, 在x为0,0.02 m内适用; 乙同学所作图像的函数关系式为F100(l0.025), 在l为0.025 m,0.040 m内适用; 丙同学所作图像的函数关系式为xF, 在F为0,2.0 N内适
9、用. 三位同学所作图像的函数关系式的区别在于选择的自变量和因变量不同, 甲和丙同学得到的函数为正比例函数, 应用比较简便; 乙同学得到的函数为一次函数, 使用不简便. 甲同学的函数关系式为胡克定律. (2)甲、乙同学的函数关系式中比例系数表示: 弹簧伸长1 m所需拉力的大小, 单位是N/m; 丙同学函数关系式的比例系数表示: 1 N的力作用在弹簧上, 弹簧能伸长的长度, 单位是m/N.答案: 见解析图23168. (创新探究)在“探究弹力和弹簧伸长的关系, 并测定弹簧的劲度系数”的实验中, 实验装置如图2316.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力. 实验时先测出不挂钩码时弹簧
10、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组数据描点在如下坐标图中, 请作出FL图线. 图2317(2)由此图线可得出的结论是_. 该弹簧的原长为L0_cm, 劲度系数k_N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况, 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)(4)该同学实验时, 把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较. 优点在于: _; 缺点在于: _.答案: (1)如图(2)在弹性限度内, 弹力和弹簧的伸长量成正比1025(3)如下表次数123456弹力F/N弹簧的长度L/102 m(4)避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差高考资源网w w 高 考 资源 网
