1、实验:探究弹力和弹簧伸长的关系一、选择题1.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,有如下一些步骤:A.在弹簧下端挂上一个钩码,观察指针所指位置,测出弹簧的伸长x1B.将弹簧固定悬挂在金属横杆上,将刻度尺竖直固定在弹簧旁,观察弹簧指针所指位置,并记下该位置C.在坐标纸上建立平面直角坐标系,以F为纵坐标、x为横坐标,根据实验数据,选定两坐标轴适当的标度D.将各组实验数据在平面坐标上进行描点,观察点的分布与走势,用平滑的线作出反映F和x对应规律的图像E.将铁架台放在水平实验桌上,将金属横杆水平固定在铁架台上F.给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码分别观察指针所指的位置,测出对应的伸长x2、x3、G.根
2、据图像和数据做出结论并整理仪器实验中合理实验步骤排序为()A.EBAFCDGB.EBAFDCGC.EBFCADGD.EAFBCDG答案:A2.(多选)实验表明:弹簧弹力F的大小与弹簧的形变量x有如下关系F=kx,下列说法正确的是()A.式中的k反映了某个具体弹簧的一种性质B.k与弹簧所受外力大小成正比C.x是弹簧伸长或缩短后的长度D.x是弹簧伸长或缩短后的长度相比不受力时长度的变化量解析:劲度系数k反映了在相同形变量下,弹簧弹力大小的一个量度,由弹簧自身因素决定,与弹簧所受外力大小无关,A对,B错;x不是弹簧的实际长度,而是弹簧伸长或缩短后的长度与其不受力时长度的差值,C错,D对。答案:AD3
3、.下列关于实验“探究弹力与弹簧伸长的关系”的说法中正确的是()A.实验中k的具体数值必须计算出来B.如果没有测出弹簧原长,用弹簧长度L代替x,F-L图线也是过原点的一条直线C.利用F-x直线可求出k值D.实验时要把所有点连到线上,才能探索得到真实规律解析:本实验是探究弹力F和弹簧伸长量x之间的关系,若画出F-x图像,则斜率为k值。若用弹簧长度L代替x,则图线不过原点,会与横轴L有一截距L0,L0为弹簧原长,所以A、B错,C对;把描出的各点连线时,不一定把所有的点都连在线上,只要使不在线上的各点均匀分布在线的两侧即可,D错。答案:C4.导学号63994072(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系
4、”中,关于操作步骤先后顺序,下列说法正确的是()A.先测量弹簧的原长,后竖直悬挂B.先竖直悬挂,后测量弹簧的原长C.先后顺序对实验结果无影响D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自身重力解析:由于弹簧自身重力的影响,弹簧平放时的长度与竖直悬挂时的长度不同,竖直悬挂时长度更长一些。由于实验时弹簧始终处于竖直状态,故弹簧长度一直受自重影响,所以测量原长时,应测量弹簧竖直悬挂时的长度,B、D项正确。答案:BD二、非选择题5.为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的钩码,实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出。(g取9.8 m/s2)(1
5、)作出m-l的关系图线;(2)弹簧的劲度系数为N/m。(保留两位有效数字)解析:(1)用一条平滑的线连接各点,所得m-l关系图线如图所示。(2)由胡克定律知mg=kl,故弹簧的劲度系数k=mgl=2.510-39.8(18.2-8.6)10-2 N/m0.26 N/m。答案:(1)见解析图(2)0.266.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量。根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长l的关系图像,根据图像回答以下问题。(1)弹簧的原长为。(2)弹簧的劲度系数为。(3)分析图像,总结出弹簧弹力F跟弹簧长度l之间的关系
6、式为。解析:(1)当弹簧没有挂钩码时处于原长状态,在图像中,图线与横坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长,即10 cm。(2)图线的斜率表示弹簧的劲度系数,即k=Gl=40-200.14-0.12 N/m=1 000 N/m。(3)由图像可得弹簧弹力F跟弹簧长度l之间的关系式为F=1 000(l-0.10) N。答案:(1)10 cm(2)1 000 N/m(3)F=1 000(l-0.10) N7.导学号63994073下表是某同学为“探究弹力和弹簧伸长量的关系”所测的几组数据。弹力F/N0.51.01.52.02.5伸长量x/cm2.305.086.899.8012.40(1)请你在如图所示的坐标系上作出F-x图像。(2)写出曲线所代表的函数式。(3)解释函数表达式中常数的物理意义。(4)若弹簧的原长为40 cm,并且以弹簧的总长为自变量,请你写出它的函数式。解析:(1)如图所示(2)由图像得直线的斜率k=0.2,若x用m为单位,所以函数式为F=20x N。(3)函数表达式中常数表示该弹簧每伸长(或压缩)1 m,其弹力增加20 N,即此常数为弹簧的劲度系数。(4)若弹簧的原长为40 cm,并且以弹簧的总长度L为自变量,函数表达式为:F=20(L-0.4)N。答案:见解析