弹簧伸长长度与弹力的关系

1、要点一实验原理及操作技巧时间：2021.03.01创作：欧阳语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. 用悬挂誌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，分别测岀几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等分析： 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誌码的数目，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,所以弹簧在未悬挂誌码时有一定的伸 长量了，所以C错误;不同的弹簧，进度

2、系数不同,D错误 故选B类型二实验数据的分析处理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,弓单簧轴线和刻度尺都 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 ,弹簧下端挂上誌码盘时，长度记为Lx ;在誌码盘中每次增加10g弦码，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，纵轴是誌码的质量，横轴是弹簧长度与 的差值（填“L0或L1" ）。（ 4 ）由图可知弹簧和 的

3、劲度系数为N/m ;通过图和表可知弦码盘的质量为g （结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/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=Mx可以计算出弹簧的劲度系数k.其中b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AF=kx ,有k二左60x10-9.8二心叭=4.9N/kg由表格得到，弹簧原长为:L=25.35cm ;挂誌码盘时：Lx=27.35

4、cm ;根据胡克定律，誌码盘质量为：叫T 4 少(0M35 - 0335)M=直-9.8kg=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，这就是著名的胡克左律.这一发现为后人对材料的研究奠泄了重要基 础现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m,横截而积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过 原长的"000,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，M 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

5、、材料的横截而积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？长度Z伸250N500N750N1000Hlm0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm3m0.05cm20.12cm0.24cm0.36cm0.48cmlm0.10 cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cmlm0.20 cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm材料长度为L,横截面积为S，伸长量为x,拉力为F,1由测量数据可知当s、F不变时当L、F不变时 r .FL_ FL当L、S不变时，WF

6、 ,综合得“尖壬，改写成函数式”以歹（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”挂上誌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ABCI)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XHO,所以选C.）2.如图甲所示z 一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电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

7、量与的弹簧长度的形变量成正比C. 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脑相连。20¥f/10/当对弹r传也益ra()/Bf-i-ys"10 1m/簧施加F liT r T i地-2(1乙变化的作用力（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、根据胡克走律可知：F=k （ 1-10 ） =kxz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; 氏根据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

8、200N/m z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，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xO=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）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h = 30.0cm且开向下的小筒中（

9、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）z如图甲所示,若本实验的长度测 量工具只能测量露出筒外弹簧的长度I现要测出弹簧的原长 欧阳语创编10和弹簧的劲度系数，该同学通过改变I而测出对应的弹力F ,作出FI图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k =N/mcm弹甲10 =200 N/m ,20 cm试题分析：根据胡克定律F与I的关系式为：F=k ( l + h-10 ) = kl + k ( h-10 ),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 zfik(h-IO ) =20N 于是:IO=2Ocm5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磁码。实验记录了舷理 的质量m与弹簧长度I的相应数据，对应点已在图上标出。(g=9.8m/s2)(1)作出m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