弹簧伸长长与弹力的关系

1、要点一 实验原理及操作技巧1.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时，能超出它的弹性限度B用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等分析：  (1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减砝码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧的伸长量的关系，所以A错误，B正确.由于弹簧自身的重力，所以弹簧在未悬挂砝码时有一定的伸长量了，所以C错误；不同的弹簧，进度系数不同，D错误故选B类型二 实验数据

2、的分析处理1.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L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：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长度为_。（3）下图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“L0或L1”）。（4）由图可知弹簧和的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8

3、m/s2）。分析：弹簧自然悬挂，故是竖直放置；充分利用测量数据，根据公式F=kx可以计算出弹簧的劲度系数k其中x为弹簧的形变量解答：解：（1）用铁架台，一定是竖直悬挂；（2）弹簧晃动时测量无意义；（3）用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，故数据L3记录不规范，由表可知所用刻度尺的最小刻度为1mm；根据胡克定律公式F=kx，有k=4.9N/kg由表格得到，弹簧原长为：L=25.35cm；挂砝码盘时：Lx=27.35cm；根据胡克定律，砝码盘质量为：M=kg=0.01kg=10g；类型三 创新拓展用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长，17世纪英国物理

4、学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000，由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下： （1）根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系   （2）在寻找上述关系中，你运用了哪种科学研究方法？ （1） 材料长度为L，横截面积为S，伸长量为x，拉力为F，由测量数据可

5、知当S、F不变时，当L、F不变时，当L、S不变时，综合得，改写成函数式（其中k为比例系数）（2）运用控制条件法（或控制变量法、单因子法、归纳法）课后作业1. 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把 (LL0)作为弹簧的伸长量x.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图所示图象中的() (解析：由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.）A在弹性限度内该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变B弹力改变量与的弹簧长度的形变量成正比C

6、该弹簧的劲度系数是200 N/mD该弹簧在剪断一半后劲度系数不变2.如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图象，如图乙所示。则下列判断正确的是（   ）分析：A、根据胡克定律可知：F=k（l-l0）=kx，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A错误；B、根据A选项的论述可知B正确；C、在弹力与弹簧形变量图象上，图象的斜率表示劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是200N/m，故C错误；D、由于图象斜率不变，因此由实验可知该弹簧受到反向压力时，

7、劲度系数不变，故D正确故选：BD3.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x0=_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解析：4. 某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h30.0cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，测力计的挂钩可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长

8、度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出Fl图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k_N/m，弹簧的原长l0_cm(1)       200    N/m，    20    cm试题分析：根据胡克定律F与l的关系式为：F=k（l+h-l0）=kl+k（h-l0），从图象中可得直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数k=2N/cm=200N/m，由k（h-l0）=20N于是：l0=20cm5.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砝码。实验记录了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2）（1）作出m-l的关系图线；（2）弹簧的劲度系数为_N/m。解析：6.（1）为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，李卫同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示图象从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，而使图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是_这两根弹簧的劲度系数分别_N/m和