1、1.在“探究弹力和弹簧伸长量关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,如图所示根据图象回答以下问题:(1)弹簧的原长为_(2)弹簧的劲度系数为_(3)分析图象,总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为_解析:由题图知,当不挂钩码时,弹簧长10 cm,即弹簧原长为10 cm;弹簧的劲度系数等于图象的斜率,即k N/m1 000 N/m;由数学函数关系可得弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为F1 000(L0.10)N.答案:(1)10 cm(2)1 000 N/m(3)F1 000(L0.
2、10)N2为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出(g取9.8 m/s2)(1)作出m-l的关系图线(2)弹簧的劲度系数为_ N/m.解析:(1)如图所示,让直线通过尽可能多的点(2)从图线上取两个相距较远的点,利用k求出,k等于0.252(0.248 N/m到0.262 N/m之间均可)答案:(1)图见解析(2)0.252(0.2480.262之间均正确)3.用如图所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可
3、从传感器读出用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量测量数据如表格所示:伸长量x/cm2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.502.934.555.987.50(1)以x为横坐标,F为纵坐标,在图中的坐标纸上描绘出能够正确反映弹力与伸长量关系的图线(2)由图线求得该弹簧的劲度系数为_(保留两位有效数字)解析:横轴表示伸长量x,纵轴表示弹力F,按照表格数据,描点画图,得到一条直线,图象斜率代表弹簧劲度系数答案:(1)如图(2)75 N/m(7478 N/m之间且有效位数正确均可)4(2016延安质量检测)用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,
4、另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应刻度如图乙中cd虚线所示已知每个钩码质量为50 g,重力加速度g取9.8 m/s2,则被测弹簧的劲度系数为_ N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为_ cm.解析:由题图可知,当钩码增至3个时,弹力增大mg,而弹簧的长度伸长0.70 cm,则由平衡关系可知,mgkx,解得劲度系数k70 N/m;对3个钩码由3mgkx1,解得x12.10 cm.答案:702.105某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度h30
5、.0 cm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,测力计可与弹簧的下端接触),如图甲所示若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度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Fl图象如图乙所示,则弹簧的劲度系数k_ N/m,弹簧的原长l0_.解析:根据胡克定律得F与l的关系式:Fk(lhl0)klk(hl0),从图象中得到直线的斜率为2 N/cm,截距为20 N,故弹簧的劲度系数k2 N/cm200 N/m,k(hl0)20 N,代入数据得l020 cm.答案:20020 cm6为了探究弹力和弹簧伸长量的关系,某同学选了甲、乙两根规格
6、不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示图象(1)从图象上看,该同学没能完全按照实验要求做,从而使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为_(2)甲、乙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,所以所给的图象上端成为曲线,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
7、选用受一定的外力作用时形变量大的弹簧,故选甲弹簧(3)建议:实验中钩码不能挂太多,控制在弹簧弹性限度内答案:(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲(3)见解析7某同学探究弹簧的直径D与劲度系数k的关系(1)为了排除其他因素的干扰,该同学选取了材料、自然长度、金属丝粗细均相同但直径不同的两根弹簧A、B做实验该同学的这种实验方法为_(2)该同学用游标卡尺测量B弹簧的直径,如图甲所示,则DB_ cm,又测量了A弹簧的直径,DA1.80 cm.(3)该同学将两弹簧竖直悬挂在铁架台上,测出自然长度,然后在两弹簧下端增挂钩码,若每个钩码质量均为20 g,试读出图乙中弹簧A、B的长度补全下表:
8、钩码质量(g)020406080弹簧A长度(cm)8.4010.1013.6015.30弹簧B长度(cm)8.4012.3020.5024.40(4)利用(3)中表格数据,在图丙中描点并作出A、B弹簧拉力F与伸长量x的关系的图线,求出A、B弹簧的劲度系数kA_ N/m,kB_ N/m(计算结果均保留一位小数,重力加速度g取10 m/s2),从而该同学得出结论,在其他条件一定的情况下,弹簧的直径越大,其劲度系数_解析:(1)因为劲度系数与多个因素有关,固定其他因素,只研究直径与劲度系数的关系,这种实验方法是控制变量法(2)根据游标卡尺的读数规则,DB2.40 cm.(3)根据毫米刻度尺的读数规则lA211.80 cm,lB216.40 cm,要有估读位数(4)图象的斜率即为弹簧的劲度系数,故kA11.6 N/m,kB5.0 N/m,从而可看出直径较大的B弹簧其劲度系数较小答案:(1)控制变量法(2)2.40(3)11.8016.40(4)如图所示11.65.0越小