1、高考资源网（） 您身边的高考专家实验二探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系(建议用时：40分钟)1(2018全国卷)如图甲所示，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标尺和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标尺刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。 甲乙现要测量图甲中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标尺，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg 的砝码时，移动游标尺，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图乙所示，其读数为_cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为_N/m(最后一
2、空保留3位有效数字)。解析：标尺的游标尺为20分度，精确度为0.05 mm，由题图乙知游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，则读数为37 mm150.05 mm37.75 mm3.775 cm。 弹簧的形变量x(3.7751.950) cm1.825 cm，砝码平衡时有mgkx，所以此弹簧的劲度系数 k N/m53.7 N/m。答案：3.77553.72图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景。用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出)。所得数据记录在下列表格中：拉力大小F/N0.450.690.931.141.
3、441.69标尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为_cm。(2)根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F与x的关系图像。(3)由图像求出该弹簧的劲度系数为_N/m，弹簧的原长为_cm。(结果均保留3位有效数字)解析：(1)由题图乙可知，刻度尺的分度值为 0.1 cm，故读数为63.60 cm。(2)根据题表中数据利用描点法得出对应的图像，如图所示。(3)由胡克定律可知，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则可知k N/m25.0 N/m；图线与横坐标轴的交点为弹簧的原长，则可知原长为55.2 cm。答案：(1)63.60(2)见解析图
4、(3)25.055.23某同学利用图甲所示装置来研究弹簧弹力与形变量的关系。设计的实验如下：A、B是质量均为m0的小物块，A、B间由轻弹簧相连，A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一轻质挂钩相连。挂钩上可以挂上不同质量的物块C。物块B下放置一压力传感器。物块C右边有一竖直的直尺，可以测出挂钩下移的距离。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度g9.8 m/s2。实验操作如下：不悬挂物块C，让系统保持静止，确定挂钩的位置O，并读出压力传感器的示数F0。每次挂上不同质量的物块C，用手托住，缓慢释放。测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离xi，并读出相应的压力传感器的示数Fi。以压力传感器的示数为纵坐标
5、，挂钩下移距离为横坐标，根据每次测量的数据，描点作出Fx图像如图乙所示。回答下列问题：(1)由图像可知，在实验误差允许的范围内，可以认为弹簧弹力与弹簧形变量成_(选填“正比”“反比”或“不确定关系”)；(2)由图像可知：弹簧的劲度系数k_N/m。解析：(1)对物块B分析，根据平衡条件有F弹m0gF，可知F与弹簧弹力呈线性关系，又F与弹簧的形变量呈线性关系，可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比；(2)由题意可知，Fx图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，则k N/m98 N/m。答案：(1)正比(2)984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
6、如图乙所示的位置上，其示数为_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像，由图像可计算出弹簧的劲度系数k_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_个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这对测量弹簧的劲度系数_(选填“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分度值的下一位，故指针B的示数为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Fmg45
7、01039.8 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k14 N/m；弹簧的伸长量为17 cm时，对应的拉力Fkx140.17 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有影响。答案：(1)11.50(2)28(3)5没有5(2018全国卷)某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。
8、缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值从图乙中弹簧测力计的示数读出。砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列问题：(1)f4_N。(2)在图丙的坐标纸上补齐未画出的数据点，并绘出fm图线。(3)f与砝码质量m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式f_，fm图线(直线)的斜率的表达式 k_。(4)取g9.80 m/s2，由绘出的fm图线求得_(结果保留2位有效数字)。解析：描点连线时要注意让所有点均匀分布在线上或线的两边；要结合图像坐标整理出相应的函数，然后观察图线斜率和截距分别代表什么。(1)指针在2.7与2.8之间，估读为2.75 N。(2)描点画线注意让所有点均匀分布在线上或线的两边，作图如下所示。(3)木块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的定义知fg把公式化简可得fggmMg所以图线的斜率kg。(4)取g9.80 m/s2，取图线上相距较远的两点求斜率k N/kg3.9 N/kg则0.40。答案：(1)2.75(2)见解析图(3)(Mm)gg(4)0.40- 6 - 版权所有高考资源网
