1、探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系(25分钟50分)1(8分)一个实验小组在做“探究弹簧弹力的大小和伸长量的关系”的实验中，使用了两根不同的轻质弹簧M和N，他们得到弹簧弹力与弹簧长度的关系图像如图所示，则由图可知()AM的原长比N的长BM的劲度系数比N的小CM的劲度系数比N的大D弹力与弹簧长度成正比【解析】选C。由胡克定律知，Fl图像与横轴交点的横坐标代表弹簧的原长，故N的原长比M的长，选项A错误；图像的斜率代表弹簧的劲度系数，故M的劲度系数比N的大，选项C正确，B错误；弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度是一次函数关系，选项D错误。2(12分)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量
2、相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。(1)为完成实验，还需要的实验器材有：_。(2)实验中需要测量的物理量有：_。(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量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由于_。【解析】(1)根据实验原理分析完成实验还需刻度尺，坐标纸。(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)；(3)取图象中(0.5，0)和(3.5，6)两个点，代入Fkx可得k200 N/m，由于弹簧自重的原因，使得弹簧不加外力时就有形变量。答案：(1)刻度尺，坐标纸(2)弹簧的原长、弹簧挂
3、不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)(3)200弹簧自重的原因，使得弹簧不加外力时就有形变量3.(14分)某同学在做“探究弹簧形变量与弹力的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂使其自然下垂，用刻度尺测出自然长度；然后在弹簧下端悬挂钩码对其施加向下的拉力F，测出相应的弹簧长度，再计算出弹簧的伸长量x；改变拉力F的大小(在弹性限度之内)，测出多组数据，作出F与x的关系图线如图所示，由图线可求得弹簧的劲度系数为_ N/m。若测得弹簧的自然长度为0.1 m，所用钩码的质量均为50 g，当挂3个钩码时，弹簧的长度为_ m。(取g10 m/s2) 【解析】由胡克定律及题图知，题图的斜率表示弹簧
4、的劲度系数；k N/m50 N/m。当挂3个钩码时，F3mg1.5 N，x m0.03 m，故弹簧的长度x总xx0(0.030.1) m0.13 m。答案：500.134(16分)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0; 挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如表所示(n为弹簧的圈数，
5、取重力加速度为9.80 m/s2)。已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm。P1P2P3P4P5P6x0/cm2.044.066.068.0510.0312.01x/cm2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k/(Nm1)16356.043.633.828.8/(mN1)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)将表中数据补充完整：_，_。(2)以n为横坐标，为纵坐标，在下图给出的坐标纸上画出n图像。(3)图中画出的直线可近似认为通过原点。若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_N/m。【解析】(1)由胡克定律有kN/m81.7 N/m，故有0.012 2 m/N。(2) (3)因n图线是一条过原点的直线，由图可得图线的斜率约为5.71104 m/N，故有5.71104n，即kN/m，由表中n与x0数据可知弹簧的圈数n与原长l0的关系为n500l0，故kN/mN/m。答案：(1)81.70.012 2(2)见解析图(3)
