2018年高考物理一轮复习实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系押题专练

1、实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系1 下列关于“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”实验的说法正确的是()A. 实验中弹力F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I代替伸长量x,F-I图象也是过原点的一条直线C. 利用F-x图象可求出k值，其中F为弹簧弹力，x为弹簧伸长量D. 实验时要把所有点连到直线上，才能得到真实规律解析；弹蕃的弾力等于钩码的重力，用质量代替钩码重力也可得出弹蓄的弹力与俾长量之间的关系， 所以 A选项错？戸 r 图象过原点T 图象一定不过原点，B 选项错 j 画團象时，可让大多数点在團象上 少数点均匀分布在團象两侧，D 选项错,由胡克定律尸二肋知，F-X團象的

2、斜率表示蚣迭项 C正确.答案：C2 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F-x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 _.(4) 为完成该实验，设计的实验步骤如下：A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出甲ffi-2 -各组(x,F)对应的点，并用平滑的曲 线连接起来；B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度I0；C.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹

3、簧附近竖直固定一把刻度 尺;D. 依次在弹簧下端挂上 1 个、2 个、3 个、4 个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E. 以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F. 解释函数表达式中常数的物理意义；G. 整理仪器.请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来： _ .解析：根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量.根將实验原理，实验中需要测 量的物理量有弹蕃的原长、弹普所受外力与对应的伸长歌或与弹蓄对应的长度）.取图象中（05 秋 35 6）两个点代入妣可得 Q200 N. m,由于弾着目重

4、的熄因，使得弹蕃不加外力时就有形变量* （4）根据 完成实验的合理性可知先后顺序为 CBDAEFG答案：（1）刻度尺（2）弹簧原长、弹簧所受外力与弹簧对应的伸长量（或与弹簧对应的长度） 200弹簧自身存在重力（4）CBDAEFG3.用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm 勺刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示， 已知每个钩码质量为 50 g,重力加速度g= 9.8 m/s2,则被测弹簧的劲度系数为 _ N/m,挂三个钩码时弹簧的形变

5、量为 _ cm.Ssrb图甲图乙解析：增加一个钩码，弹簧的拉力增加F=mg=0.49 N，弹簧的伸长量增加x= 7 mm3人F0 49=7X10 m,故弹簧的劲度系数为k= =-3 N/m = 70 N/m.x7X103mg3X50X103X9.8一2-3 -挂三个钩码时，xz =m = 2.10X10 m= 2.10 cmk70答案：702.104 .某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹-4 -簧上端平齐，在弹簧下端挂 1 个钩码，静止时弹簧长度为li，如图 1 所示，图 2 是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是 1 毫米）上位置的放大图，示

6、数li=_ cm.在弹簧下端分别挂 2 个、3 个、4 个、5 个相同钩码，静止时弹簧长度分别是I2、I3、|4、|5.已知每个钩码质量是 50 g，挂 2 个钩码时，弹簧弹力F2=_ N（当地重力加速度g= 9.8m/s2）.要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是 _ .作出Fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系.图 2解析：根据图 2指针指示可知，6=2585cm,挂 2 个钩與时，CU 个钩码整体为对象受重力暗和 輕簧的拉力形作用而处于平衡，扌鳩共点力平衡条件有：=2x50 x10X9,8 N=O98 N.弹蕃的伸 长徴缩短）量其中为弹蕃形变以后的长度为弹普的原长，因此要得到弹蓄伸长量心还需要

7、 测量弾齧的原长血一答案：25.850.98 弹簧的原长Io5某同学利用如图（a）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，必须使刻度尺保持状态.（2）他通过实验得到如图（b）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x=_ cm，劲度系数k=_ N/m.（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度x=_cm.-5 -解析：(1)为了刻度尺读数准确，要求刻度尺保持竖直.(2)由胡克定律可得F=k(xX。),可知：图线与x轴的截距大小等于弹簧的原长，即xo= 4 cm ;图线的斜率大小等于弹簧的

8、劲度系数k= 50 N/m.(3)由胡克定律可得F=k(xXo)，代入数据得x= 10 cm.答案：竖直(2)450(3)106.在“探究弹力和弹簧伸长关系”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的关系图象，如图所示根据图象回答以下问题.G/N40-/20_ /：/| I5101214L/(x 10-1)(1) 弹簧的原长为_ (2) 弹簧的劲度系数为_(3) 分析图象，总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为 _解析：由题團知，当不挂钩码时，弹普长 10 5,即弹蓄原长为 10 5；弛蕃的劲度系数等

9、于图象的斜 率，即Q辺CT*盼和=1000耐恥由数学函数关系可得弾畜弹力左跟弾普长度 E之间的关系式为尸 1 000 U- 0, IQ) M 答案：(1)10 cm (2)1000 N/m (3)F= 1 000(L 0.10) N7 某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验实验时，先把弹簧平放在桌 面上，用刻度尺测出弹簧的原长Lo= 4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增-6 -加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示.钩码个数12345弹力F/N1.02.03.04.05.0弹簧的长度x/cm7.09.011.013.015.0(1)根据表中数据在下图

10、中作出Fx图线;(2) 由此图线可得，该弹簧劲度系数k=_ N/m；(3) 图线与x轴的交点坐标大于Lo的原因是_ 解析：卩)用作團法研究弹蕃的弹力与算伸长量的关系，由干实验误差，依 1实验数据描成的点有 I 寸不会点全在一条直线上.这时所作直线应尽量梦的通过这些点，并快不在直线上的点尽量均匀分布在所作直 线两侧.明显与其他的点相差很远的点应该舍去该题中所给出数据恰好可叹在一条直线上，所臥直接描 点由刻度尺作團即可.(2) 在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比.由F=kAx得k=4F= 50 N/m,Ax即图线的斜率为弹簧的劲度系数.(3) 由于弹簧有一定重量，将其自然悬挂时的长度与平

11、放时的长度不一样，平放时稍短一 些量取Lo时，应将弹簧一端固定在铁架台上的铁夹上，让其自然下垂，再用毫米刻度尺量 得自然状态下的原长.答案：(1)如图所示.-7 -(2)50(3)弹簧自身重力的影响8 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)(2)_弹簧自然悬挂，待弹簧时，长度记为Lo；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx;在砝码盘中每次增加 10 g 砝码，弹簧长度依次记为Li至L6.数据如下表.代表符号LoLxL1L2L3L4L5L6数值(cm)252729313353739.35.35.35.3

12、03.4.35.40.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为 _ 由 表 可 知 所 用 刻 度 尺 的 最 小 分 度 为(3)如图所示是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(填“Lo”或“Lx”)(4)_ 由图可知弹簧的劲度系数为N/m ;通过图和表可知砝码盘的质量为-8 -_g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2) -9 -解析：(1)为保证弹箸的刑变只由袪码和磁码盘的重力引起，所臥弹蕾轴线和刻度尺均应在竖直方向.(2) 弾舊静止时，记录原长厶,表中的魏据&与其他数擔有致位数不同，所以数据&不规范,标准数据 应读至匚皿位的

13、后两位最后一立应为估读值，精确至帧位，所以刻度尺的最小分度为 1 mm.由题團知所挂袪码质量为 0时潭为 0,所臥戶一厶，由胡克定律 q 沁#知，过mx 即昭=打,所決睡率即为劲度系数血岁_(60-10) xlO-3X9.8A?=(12-2) xl0a同理袪码盘质量_k 5_4.9X (27.35-25.35)灯旷-=0.01 kg=10 .答案：竖直(2)静止La1 mm (3)Lx(4)4.9109.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

14、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 组数据描点在坐标系图中，请作出FL图线.(2) 由此图线可得出该弹簧的原长Lo=_ cm，劲度系数k=_ N/m.(3) 试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写实验测得的具体数据)N/=4.9N/IRJF/NJ2,0L61*2n.s0.4or A Ih -rli.卜工-FTJ JI TJ4rA卜：*rrL-LIrLrr丄卜IO152025 L/ I I jl I i f-|L厂厂T-i-r F I-1-1- r nT-i- r r r rT RL F RL J Ji l， *亠L吕

15、L JLI J-1. LU.L L J-LI r LrrbLr J. -l_l_lml1-JIT + 4-t LrFLlrFF H *x亠士+十JI mITTiTi-lJ:-lJ:LHtrJLLI丄亠士十.LAWrLAWr LILI r r工i i十.卜I-ir斗丁工十J -sJ *= -* Us- J 丄J- -J屮+屮+卜卜-屮彳_ITI_ITITIINTIIN卜卜-10 -该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于解析：FL图线如图所示.-11 -弹蕃的原长厶即弾力为零时弹蕾的长度由團象可知Z.=5xlOam=5 cm. 劲度系数为图象直线部分的斜率，*=20 N/m.(3) 记录数擔的表格如下表.次数弹力R1Q弹罄的长度Z/(xl0am)(4) 优点是：可以避免弹备自身重力对实验的影响.玦点是：弹蕾与桌面及绳子与滑轮间存在的摩撫会造成实脸误差答案：见解析图 (2)520(3)、(4)见解析JL*-lr一J-F4J.F丄t-tJ-iT4l千丄IT+11rtLI_rLLrrLIfa-r*LirLirLIFLd-LIILIL.JLI.LI