1、课时作业8实验：探究弹力和弹簧伸长的关系时间：45分钟1某同学用如图所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，分别记录指针所指刻度尺的刻度，所得数据列表如下：钩码数(个)01234刻度尺的刻度x/cm9.0010.3511.6613.0014.34(1)当在弹簧下端挂上3个钩码时，指针所示位置如图所示，请将上表补充完整(2)已知实验所用单个钩码质量为100 g，当地重力加速度为9.8 m/s2，则该弹簧的劲度系数为73.4 N/m.(结果保留3位有效数字)解析：(1)因为刻度尺的分度值为1 mm，故需
2、要估读到0.1 mm，所以刻度尺的读数为130.0 mm13.00 cm(2)根据胡克定律可得k N/m73.4 N/m.2把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示(1)未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，其示数为11.50 cm；(2)将质量为50 g的钩码逐个挂在弹簧的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x可描绘出如图丙所示的图象，由图象可计算出弹簧的劲度系数k28 N/m；(取重力加速度g9.8 m/s2)(3)图丙中，当弹簧的伸长量超过17 cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第5个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这对测量弹
3、簧的劲度系数没有(填“有”或“没有”)影响(弹簧的弹性限度足够大)解析：(1)毫米刻度尺读数需估读到最小分度的下一位，指针B示数为11.50 cm.(2)由题图丙中的数据可知，弹簧的形变量为x7.00 cm时，拉力Fmg40.059.8 N1.96 N，根据胡克定律可知k28 N/m.(3)由题图丙中的数据可知，当弹簧的伸长量为14 cm时，对应的拉力F是1.96 N，所以其劲度系数k114 N/m；弹簧的伸长量为17 cm时，对应的拉力Fk1x140.17 N2.38 N，n4.86.由此可知，挂上第5个钩码时，拉力已经超过弹簧的弹性限度，这时弹簧的图线仍然是直线，说明对测量弹簧的劲度系数没
4、有影响3一位同学做“探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系”所测的几组数据如表，请你根据表中数据作出分析.弹力F/N0.51.01.52.0弹簧原来长度L0/cm15.015.015.015.0弹簧后来长度L/cm16.017.117.919.0弹簧伸长量x/cm(1)算出每一次弹簧的伸长量，并将结果填在表中的空格内(2)在坐标图上作出Fx图线(3)写出图线的函数表达式(x用cm作单位)：_.(4)函数表达式中常数的物理意义：_.解析：(1)弹力F/N0.51.01.52.0弹簧伸长量x/cm1.02.12.94.0(2)根据表格数据在Fx坐标图上描点，根据描的点作直线，使所描各点拟合在直线上(不
5、在直线上的点均匀分布在直线两侧)(3)根据(2)中的Fx图线知，F(x)是正比例函数，设表达式为Fkx，将F0.5 N、x1.0 cm代入得k0.5 N/cm故函数表达式为F0.5x(N)(4)函数表达式中常数就是弹簧的劲度系数答案：见解析4.在“探究弹簧的弹力与伸长量之间关系”的实验中，所用装置如图所示所用钩码每只的质量均为30 g实验中，先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后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，重力加速度g9.8 m/s2)记录数据组123456钩码总质量/g0306090120150弹簧总长/cm18.0021.332
6、4.6027.9331.234.56弹力大小/N00.2940.5880.8821.171.47(1)上表记录数据中有一个不符合规范，它是第5组中的弹簧总长数据(填写数据的名称)，应记作31.20.(2)根据图线求得该弹簧的劲度系数k8.9 N/m.(3)根据实验数据将第3组和第5组对应的弹力大小计算出来并填入表内相应的空格内(结果保留3位有效数字)(4)写出弹簧中弹力的大小F跟弹簧总长度L之间的函数关系的解析式：F8.9(L0.18)_N.(5)弹簧竖直放置时，其自重对测得的劲度系数无(选填“有”或“无”)影响，原因是见解析解析：(1)第5组中的弹簧总长记录为31.2，与其他组中的弹簧总长小
7、数点后位数不同，该数据不规范，应记作31.20.(2)k N/m8.9 N/m.(3)根据Fkx，求得第3组弹力大小为0.588 N，求得第5组弹力大小为1.17 N.(4)将x(L0.18) N和k8.9 N/m代入Fkx，得F8.9(L0.18) N.(5)无影响，当弹簧下方不挂钩码时满足m弹gkx，当弹簧下方挂钩码时满足mgk(xx)，而(xx)就是题目中测量得到的弹簧长度的改变量，所以不会引起劲度系数测量的不准确5如图甲所示，在“探究拉力做功与弹簧弹性势能增量的关系”实验中，轻弹簧左端固定，右端在水平拉力F作用下从A位置(弹簧原长位置)拉伸x到B位置，作出的Fx图象为过坐标原点O的直线
8、，如图乙所示，实验过程中，弹簧始终处于弹性限度内(1)在Fx图象中，图线OP的斜率的物理意义是弹簧的劲度系数k.(2)根据所学知识，可以判断直角三角形PQO的面积的物理意义是拉力F做的功(3)由此可推断，如果一劲度系数为k的轻弹簧，在弹性限度内，其形变量大小为x，则弹簧的弹性势能的表达式为Epkx2.解析：(1)根据胡克定律可知Fkx，则Fx图象中，图线OP的斜率的物理意义是弹簧的劲度系数k；(2)直角三角形PQO的面积大小为Sxx，则知其物理意义为拉力做的功(或弹簧增加的弹性势能)；(3)当其形变量大小为x时，拉力做的功为Wxxkx2，根据功能关系知，弹簧的弹性势能的表达式为EpWkx2.6
9、某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中，按图所示安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针P，实验主要步骤是：将指针P移到刻度尺上l015 cm处，在弹簧挂钩上挂上200 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；取下钩码，将指针P移到刻度尺上l0210 cm处，在弹簧挂钩上挂上250 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；取下钩码，将指针P移到刻度尺上l0315 cm处，在弹簧挂钩上挂上50 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；重复步骤，在每次重复时，都将指针P下移5 cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变将实验所得数据
10、记录在表格中.次数弹簧原长l0/cm弹簧长度l/cm钩码质量m/g15.007.23200210.0015.56250315.0016.6750420.0022.2350525.0030.5650根据实验步骤和表中数据(弹簧处在弹性限度内)，回答下列问题(1)重力加速度g取10 m/s2.在实验步骤中，弹簧的原长为15 cm时，其劲度系数k30 N/m.(保留两位有效数字)(2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数C(填选项前的字母)A不变B越大C越小解析：本题考查探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验(1)在步骤中挂50 g钩码时，弹簧的弹力为0.5 N，根据胡克定律得k N/m30 N
11、/m.(2)对第3、4、5次实验数据分析，弹簧弹力相等，同一根弹簧，原长越长，形变量越大，根据胡克定律Fkx知，弹簧的劲度系数越小，故选C.7某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验：如图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳(带绳结)，将制图板竖直固定在铁架台上将质量为m100 g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A1；逐渐增大水平力，重复5次取下制图板，量出A1、A2各点到O的距离l1、l2量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角1、2在坐标纸上作出l的图象如图所示完成下列填空：(1)已知重力加速度为g，当橡皮筋与OA0间的夹角为时，橡皮筋所受的拉力大小为(用g、m、表示)(2)取g10 m/s2，由图象可得橡皮筋的劲度系数k1.0102 N/m，橡皮筋的原长l00.21 m(结果均保留两位有效数字)解析：(1)对结点及钩码，由平衡条件得，橡皮筋所受的拉力FT.(2)橡皮筋所受的拉力FTk(ll0)，则ll0，图象的斜率，则橡皮筋的劲度系数k1.0102 N/m，图象在横轴上的截距即为橡皮筋的原长，则原长l00.21 m.
