1、第二章 第4讲一、选择题(12题为单选题，3题为多选题)1在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，如何保证刻度尺竖直()A使用三角板B使用重锤线C目测D不用检查答案B解析使用重锤线可保证刻度尺竖直，故B正确A、C不准确，不合题意，D是错误的。2(2014武汉调研)某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。图甲中GE是橡皮条，轻质小圆环挂在橡皮条的下端；图乙中用两个互成角度的拉力F1、F2将小圆环拉至O点；图丙中用一个拉力F将小圆环仍拉至O点。下列说法正确的是()A进行图乙中的操作时，拉力F1、F2的方向一定相互垂直B图乙、图丙中，橡皮条必须沿竖直方向拉伸C图乙、图丙中，必须将小圆环拉至相
2、同的位置D图乙操作完成后，可更换橡皮条，继续完成图丙所示的实验步骤答案C解析本实验的实验原理是，用两个弹簧测力计提供的拉力F1和F2和用一个弹簧测力计提供的拉力F都把挂在同一根橡皮筋上的小圆环拉至相同的位置，则表明它们的作用效果相同，即F是F1和F2的合力。分别作出以上三个力的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2理论上的合力F 的图示，比较F和F在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同。若是，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则。该实验没有要求拉力F1、F2的方向一定相互垂直，也没有要求橡皮条必须沿竖直方向拉伸。故选项C正确，A、B、D错误。3如图甲所示，一个弹簧一端固定在传
3、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象(如图乙)。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弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C该弹簧的劲度系数是100N/mD该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变答案BD解析由题图乙可知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kN/m，故C错误；Fx图线的斜率对应弹簧的劲度系数，而x0和x0时的斜率相同，故D正确。二、非选择题4(2014山东日照一中检测)某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下
4、问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h30.0cm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，用测力计可以同弹簧的下端接触)，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，则弹簧的劲度系数为k_N/m，弹簧的原长l0_cm。答案20020解析根据胡克定律F与l的关系式：Fk(lhl0)klk(hl0)，从图象中得到直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为k2N/cm200N/m，由k(hl0)20N，可得l020cm。5橡皮条的一端固定在A点，
5、另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N。(要求读到0.1N)(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。答案(1)4.02.5(2)见解析图解析读弹簧秤示数时，应注意首先找零刻度线，尤其是竖直放置的那个弹簧秤，它的读数是2.5N(而不是3.5N)，水平放置的弹簧秤读数是4.0N。6(2014河北赵县模拟)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计
6、了图1所示的实验装置。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中。(弹簧始终在弹性限度内)测量次序123456弹簧弹力大小F/N00.490.981.471.962.45弹簧总长x/cm67.168.349.4810.8511.75根据实验数据在图2的坐标纸上已描出了测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点，并作出了Fx图线。(1)图线跟x坐标轴交点的物理意义是_。(2)该弹簧的劲度系数k_。(结果保留两位有效数字)答案(1)弹簧的原长(2)42N/m解析(1)图象的坐标原点处，纵坐标表示的弹力为零，根据胡克定律，
7、可知横坐标应是形变量为零的时候，即弹簧处于原长的位置。(2)根据胡克定律Fkx，则图象的斜率表示弹簧的劲度系数，劲度系数为kN/m42N/m。7(1)某实验小组在互成角度的两个共点力的合成实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时他们需要记录的是_、_和_，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是_。(2)图甲为“探究求合力的方法”的实验装置下列说法中正确的是_。A在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下CF1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差，F1、F2方向间夹角
8、应为90弹簧测力计的指示如图乙所示，由图可知拉力的大小为_N。(3)在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答：_。(选填“变”或“不变”)答案(1)O点的位置两弹簧秤的读数 两细绳套的方向一定要将橡皮条拉至O点(2)AC4.00(3)不变解析本实验题运用等效方法，用两个弹簧秤和用一个弹簧秤拉橡皮条的效果要相同。本实验装置中，弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下，为减小测量误差，F1、F2方向间夹角不一定为90，太大或太小都不适宜。8在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧
9、提供了向右恒定的拉力。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FL图象。(2)由此图象可得出该弹簧的原长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)见解析(2)520(3)(4)见解析解析(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示：(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L
10、05102m5cm。劲度系数为图象直线部分的斜率，k20N/m。(3)记录数据的表格如下表：次数123456弹力F/N弹簧的长度L/102m(4)优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。9在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤。(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F/(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(102m)0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k_N/m；(2)
11、某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为_N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请画出这两个共点力的合力F合；(3)由图得到F合_N.答案(1)如图所示；53(2内都可)(2)2.10(有效数字位数正确，0.02内都可)；图略(3)3.3(0.2内都可)解析(1)弹簧的劲度系数等于所作图线的斜率，即kN/m53N/m；(2)弹簧秤读数为2.10N；(3)运用平行四边形定则由图得到合力F合3.3N。10(2014黄冈平遥中学模拟)某研究小组用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长量关系的实验。他们先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加砝码
12、，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g9.8m/s2)钩码质量m102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x102m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根据所测数据，在坐标纸图上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线。(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为_N/m。答案(1)如图所示(2)04.9N26解析(1)这是一个用图象法处理实验数据的问题，利用有关数据作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线，如答案图所示。(2)从图中可以看出，在04.9N范围内弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律，计算得到劲度系数大小为26N/m。