1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第2课时实验：探究弹簧弹力与形变量的关系一、选择题题组一实验步骤、原理1在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，关于操作步骤的先后顺序，下列说法正确的是()先测量原长，后竖直悬挂先竖直悬挂，后测量原长先后顺序对实验结果无影响先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重A B C D【解析】选D。为了准确测量弹簧的原长，并消除重力带来的影响，应先将弹簧悬挂，再测原长，故正确，故选D。2关于“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，下列说法正确的是()A实验中k的具体数值必须计算出
2、来B如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度L代替x，FL图线也是过原点的一条直线C利用Fx图线可求出k值D实验时要把所有点连到线上，才能探索到真实规律【解析】选C。因为是同一条弹簧，劲度系数一样，无需具体计算k值，A错误；用弹簧长度L代替x，FL图线不过原点，B错误；在Fx图像中图像的斜率表示劲度系数的大小，故利用Fx图线可以求出k值，C正确；实验时并非把所有点连到线上，而是让直线尽量多的穿过各点，不能穿过的尽量分布在图像的两侧，这样可以剔除误差比较大的点，D错误。题组二图像法处理实验数据3某同学在探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系的实验中，用图像法处理数据时，误把弹簧的总长度作为横坐标，然后描点作图，其
3、他步骤都正确，则作出的图像可能是()【解析】选C。误把弹簧的总长度作为横坐标，根据Fkx，则有Fk(Lx)，L是弹簧的总长度，而x是弹簧的原长。当不挂钩码时，无弹力，但有长度，但弹力与长度的关系仍是线性关系。二、非选择题4某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。(1)在安装刻度尺时，刻度尺零刻度线应在_(选填“上”或“下”)。(2)他通过实验得到图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0_cm，劲度系数k_N/m。(结果均保留两位有效数字)【解析】(1)安装刻度尺时，刻度尺的零刻度线在上。(2)当F0时，弹簧处于原长，即横轴截距表示原长，则
4、x04.0 cm，图线的斜率表示劲度系数，则k N/m50 N/m。答案：(1)上(2)4.0505如图甲所示，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关系的实验。(1)实验中还需要的测量工具有_。(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图乙可知：图线不通过原点的原因是由于_；弹簧的劲度系数k_N/m(g取10 m/s2)。(3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的FL图像。下列正确的是_。Aa的原长比b的长Ba的劲度系数比b的大Ca的劲度系数比b的小D弹力与弹簧长度成正比【解析】(
5、1)需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有：刻度尺；(2)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，则有k， 代入数据解得k5 N/m，由乙图可知，当F0时，x大于零，说明没有挂重物时，弹簧有伸长量，是由于弹簧自身的重力造成的；(3)在图像中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；在图像中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。故选B。答案：(1)刻度尺(2)弹簧自身重力5(3)B6某同学用长度、粗细等完全相同的A、B、C三根弹簧(可能材料不同)来探究弹簧弹力与弹簧伸长的
6、关系，根据所测数据绘出了如图所示伸长量x与拉力F的关系图(A、C可认为重合)，并将三根弹簧制成了弹簧测力计，请回答： (1)弹簧A、C的劲度系数为_N/m，B图线上端成曲线是因为_。(2)制成的三个弹簧测力计中，精确度较低的弹簧测力计是_。(选填“A”“B”或“C”)【解析】(1)注意该图像中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，则弹簧A、C的劲度系数为k N/m100 N/m；B图线上端成曲线是因为弹力超出了弹簧的弹性限度。(2)在施加相同拉力的情况下，伸长越明显的弹簧，测量会越精确，从图像上可以看出精确度较低的弹簧测力计是B。答案：(1)100弹力超出了弹簧的弹性限度(2)B
7、【解题指南】弹簧测力计的基本制作原理是，在弹性限度内，弹簧的伸长与拉力成正比。在分析具体数据时，一定要注意弹簧的伸长量与拉力的比值是否始终相等，如果不相等，说明它有可能超过了弹性限度。一、选择题1(多选)在“探究弹簧伸长量与弹力关系”的实验中，下列说法中错误的是()A测量弹簧原长时必须把弹簧平放于水平桌面B弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上，刻度尺必须紧靠弹簧固定C在弹簧下端挂钩码时，不能挂太多钩码，以保证弹簧处于弹性限度内D挂上重物后应等待弹簧稳定后才能读取此时的长度【解析】选A、B。应根据实验使用弹簧情况来确定弹簧是水平测量还是竖直测量，A错误；刻度尺应竖直固定在弹簧附近，不能紧靠弹簧固定，B错
8、误；在弹簧下端挂钩码时，不能挂太多钩码，以保证弹簧处于弹性限度内，C正确；只有弹簧稳定后读取的数据才准确，D正确。二、非选择题2“探究弹簧伸长量与弹力的关系”的实验装置如图所示，测得弹簧未挂钩码时的长度L0，在弹簧下端挂上一个钩码，平衡时测出弹簧的总长度L，依次增加钩码并测出对应弹簧的总长度。已知每个钩码的质量均为m，重力加速度为g，弹簧的形变始终保持在弹性限度内。则：(1)只挂一个钩码时，弹簧的弹力大小为_(选填“A”或“B”)。AmgB2mg(2)只挂一个钩码时，弹簧的伸长量为_(选填“A”或“B”)。AL BLL0(3)当挂上两个钩码后，弹簧的劲度系数将_(选填“A”或“B”)。A变大
9、B不变【解析】(1)只挂一个钩码时，弹簧的弹力大小等于钩码的重力大小，即弹力大小为mg，故选A。(2)根据胡克定律，只挂一个钩码时，弹簧的伸长量为LLL0，故选B。(3)弹簧的劲度系数是由弹簧本身决定的，则当挂上两个钩码后，弹簧的劲度系数将不变，故选B。答案：(1)A(2)B(3)B3某位同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验时，所得的数据如表所示。钩码重/N00.51.01.52.02.53.0弹簧长度/cm46.353.160.066.977.580.387.1(1)请在坐标纸中画出弹力F与弹簧长度x的关系图线。(2)弹簧的劲度系数为_N/m，图像与x轴交点的物理意义是_。【解析】(1
10、)(2)图线的斜率表示劲度系数，则k N/m7.4 N/m，图像与x轴交点的物理意义是弹簧未挂钩码时的伸长量，即弹簧的原长。答案：(1)见解析图(2)7.4弹簧原长【解题指南】根据表格中的弹力与弹簧形变量，作出Fx的关系图像，得出弹力与形变量的关系，通过图线的斜率求出弹簧的劲度系数。4(金榜原创题)某同学利用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6组砝码的质量m和对应的弹簧长度，画出ml图线，对应点已在图上标出，如图乙所示。(重力加速度g取10 m/s2) (1)用弹簧秤来测量物质的重力，如图丙的示数为()A4 N B4.0
11、 NC4.00 N D4.000 N(2)采用恰当的数据处理，该弹簧的劲度系数为_N/m。(结果保留3位有效数字)(3)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)由弹簧秤的读数规则可知选B。(2)由胡克定律Fk(ll0)mg可得mll0因此ml图像的斜率表示，则有0.333因此该弹簧的劲度系数为k100.333 N/m3.33 N/m。(3)劲度系数是根据斜率计算出来的，是否考虑砝码盘的质量对结果无影响，因此该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果相同。答案：(1)B(2)3.33(3.203.50均可)(3)相同5利用
12、如图甲所示装置做“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/g0306090120150弹簧总长/cm6.007.118.209.3110.4011.52(1)实验需要的器材，除铁架台、弹簧、钩码若干、坐标纸、重垂线、铅笔之外，还需要的一件器材是_。(2)根据表中所列6组数据，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。(3)根据所画函数图线，求出弹簧
13、的劲度系数为_N/m。(保留两位有效数字)(4)某同学画图像时横轴没取弹簧总长，而是取了弹簧的伸长量，结果其图线仍然没有经过坐标原点，如图丙所示，请你帮他分析图线不过坐标原点的原因是_。【解析】(1)需要刻度尺测量弹簧的总长，故答案为刻度尺(2)弹簧弹力与弹簧总长度l的关系图线如图所示：(3)图线的斜率表示弹簧的劲度系数k N/m27 N/m(4)图线不过原点的原因是弹簧自身有重力，竖直悬挂时的长度大于水平放置时的长度答案：(1)刻度尺(或米尺)(2)见解析图(3)27(4)弹簧自身重力的影响实验室中有5根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示
14、，1号弹簧不挂钩码，2号弹簧挂1个钩码，3号弹簧挂2个钩码，依此类推，钩码均相同。计算结果保留3位有效数字。(1)为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量x的关系，小明以1号弹簧末端指针中点为原点，作出竖直的y轴及水平的x轴，其中y轴代表_，x轴代表_(均选填“F”或“x”)。(2)为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100 cm刻度刚好与1号弹簧末端指针中点在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针中点位置时，如图乙所示，则此时弹簧伸长量为_cm。(3)小明更换质量已知的钩码重新进行实验，根据测量的数据作出Fx图像，如图丙，则此弹簧的劲度系数为_N/m。【解析】(1)由图甲知，y轴的原点选择在了弹簧原长处，所以y轴代表弹簧的伸长量x，x轴原点也在弹簧原长处，即没有悬挂钩码时，所以x轴代表弹力大小F；(2)由图乙知，2号弹簧末端指针中点位置对应的刻度为95.5 cm，故弹簧伸长量为x100 cm95.5 cm4.50 cm(3)由图丙得，弹簧的劲度系数为k200 N/m答案：(1)xF(2)4.50(3)200关闭Word文档返回原板块
