第三章专题训练 胡克定律- 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

试卷第=page1515页，共=sectionpages11页试卷第=page11页，共=sectionpages33页第三章专题训练胡克定律1．一个“Y”形弹弓顶部跨度为，如图所示，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（）A． B． C． D．2．关于弹簧的劲度系数的说法中正确的是（）A．因胡克定律可写成k＝，由此可知弹力越大，劲度系数越大B．在弹性限度内，弹簧拉长一些后，劲度系数变小C．在弹性限度内，无论弹簧拉长或缩短劲度系数都不变D．劲度系数大的弹簧产生的弹力一定大3．如图所示，弹性绳（遵循胡克定律）的一端固定在天花板上的O点，另一端悬挂一质量为m的小球，静止时小球位于B点，现在A点固定一光滑的小定滑轮，，，现对小球施加一沿方向的拉力F，使小球沿缓慢运动到C点.已知A、B、C三点刚好组成一个正三角形，D为的中点，重力加速度为g，则（）A．从B到C的过程中拉力F先增大后减小B．小球在C点受到的拉力F等于小球重力的倍C．在D点时弹性绳的弹力大小为D．该弹性绳的原长为4．把6根原长为的橡皮筋首尾相连组成一个正6边形，在6边形的顶角处对称的施加6个拉力，使正6边形的边长变为，已知橡皮筋被拉长时产生的弹力满足胡克定律，则拉力的大小为（）A． B． C． D．5．如图所示，表面光滑的圆锥固定在水平面上，底面半径为，顶角为60°。有一个质量为的弹性圆环，弹性圆环的弹力与形变量之间满足胡克定律，且始终在弹性限度内。弹性圆环处于自然状态时半径为，现将弹性圆环套在圆锥上，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的，重力加速度为。则弹性圆环的劲度系数为（）

A． B． C． D．6．（多选）关于胡克定律，下列说法正确的是（）A．由F=kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量成正比B．由可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧形变量成反比C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时弹力的大小7．某兴趣小组同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮图的形变量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，则进一步测量其劲度系数（圈中张力与整圈形变量之比）。他们设计了如图甲所示实验：橡皮圈上端固定在细绳套上，结点为O，刻度尺竖直固定在一边，0刻度与结点O水平对齐，橡皮圈下端悬挂钩码，依次增加钩码的个数，分别记录下所挂钩码的总质量m和对应橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：钩码质量20406080100120P点刻度值5.535.926.306.677.027.40（1）请在图乙中，根据表中所给数据，充分利用坐标纸，作出图象；（_________）（2）作出图象后，同学们展开了讨论：甲同学认为：这条橡皮圈中的张力和橡皮圈的形变量基本符合胡克定律；乙同学认为：图象的斜率k即为橡皮圈的劲度系数；丙同学认为：橡皮圈中的张力并不等于所挂钩码的重力；……请参与同学们的讨论，并根据图象数据确定：橡皮圈不拉伸时的总周长约为___________，橡皮圈的劲度系数约为___________（重力加速度g取，结果保留三位有效数字）。（3）若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将___________（选填“偏小”、“偏大”或“不受影响”）；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将___________（选填“偏小”、“偏大”或“不受影响”）。8．某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据如下表：（重力加速度g取10m/s2）砝码质量m/g0100200300400500600700标尺刻度x/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根据所测数据，在图乙中作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线。（____）(2)根据所测得的数据和关系曲线可判断，在___________N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。这种规格的弹簧劲度系数为___________N/m。(3)某同学选了A，B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丙的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线的原因是_______，B弹簧的劲度系数为_______，若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧______（填“A”或“B”）。9．某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簀下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据如下表：（重力加速度g取9.8m/s2）

砝码质量m/g0100200300400500600700标尺刻度x/cm15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根据所测数据，在图乙中作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线______。(2)由图可知，弹簧的原长为______cm，图像出现曲线的原因为______。(3)根据所测得的数据和关系曲线可判断，在______N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。这种规格的弹簧劲度系数为______N/m。10．用金属制成的线材（如钢丝绳、钢筋）受到拉力会伸长，十七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它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，问最大拉力多大？由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，先用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：长度250N500N750N1000N1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm1m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm(1)测试结果表明线材受拉力后，其伸长与材料的长度关系为_________，与材料的截面积关系为__________(2)根据实验数据，可以推测样品伸长量⊿x与受拉力F、长度L、横截面积S的关系式样式为（____）A．B．C．D．(3)上述金属细杆承受的最大拉力为_________11．某科技小组想测定弹簧托盘秤内部弹簧的劲度系数k，拆开发现其内部简易结构如图(a)所示，托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D与齿条C啮合，在齿轮上固定指示示数的指针E，两根完全相同的弹簧将横杆吊在秤的外壳I上。托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。指针随齿轮转动一周后刻度盘的示数为P0＝5kg。科技小组设计了下列操作：A．在托盘中放上一物品，读出托盘秤的示数P1，并测出此时弹簧的长度l1；B．用游标卡尺测出齿轮D的直径d；C．托盘中不放物品，测出此时弹簧的长度l0；D．根据测量结果、题给条件及胡克定律计算弹簧的劲度系数k；E．在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P2，并测出此时弹簧的长度l2；F．再次在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P3，并测出此时弹簧的长度l3；G．数出齿轮的齿数n；H．数出齿条的齿数N并测出齿条的长度l。(1)小组同学经过讨论得出一种方案的操作顺序，即a方案：采用BD步骤。①用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。②某同学在实验中只测得齿轮直径，如图(b)所示，并查资料得知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则弹簧的劲度系数k＝________。(结果保留三位有效数字)(2)请你根据科技小组提供的操作，设计b方案：采用：________步骤；用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。12．某物理兴趣小组在验证胡克定律的实验中别出心裁，将弹簧一端固定在铁架台上，然后自然悬垂。当在弹簧的另一端悬挂一个钩码稳定后，用实验室打点计时器所用纸带比量弹簧长度，做好标记并整齐剪下这段纸带;然后再加挂一个相同钩码稳定后，同样用纸带比量弹簧长度，做好标记并整齐剪下第二段纸带;总共加挂了三次，剪下四条纸带。随后将纸带一端对齐，整齐排列在一张坐标纸上，如图所示。已知每个钩码的质量为50g，坐标纸最小方格的边长为1mm，当地重力加速度为9.8m/s2。（1）四条纸带的长度由长到短依次为6.87cm，______cm，5.72cm，______cm。（2）弹簧的原长l0=__________.cm。（2）可以判断胡克定律_________(填“成立”或“不成立”)，判断依据是___________。（4）弹簧的劲度系数k=________N/m。(计算结果保留三位有效数字).13．如图甲所示，用铁架台、一根粗弹簧和多个重力均为1N的钩码，通过实验，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．（1）实验中，某同学进行了几次实验，实验数据如表格所示，请在图乙中作出反映弹簧弹力F与弹簧伸长量x之间关系的F－x图线；______次序物理量(1)(2)(3)(4)(5)弹力F/N13458伸长量x/cm122.534.5（2）1676年，英国科学家胡克首先发现了F=kx这个规律，现叫做胡克定律．①式子中的k是弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因数决定．根据F－x图线，该实验所用的弹簧的劲度系数为________N/m.根据所画图像，试分析图线不过原点的原因可能是由于________．②胡克定律是力学的最重要基本定律之一，其实际表达式为F=－kx，式中负号表示__．为了方便，平时进行弹簧弹力计算时，我们不需要写出负号．14．某同学用实验探究弹力和弹簧伸长的关系．（1）下表记录的是该同学已经测出的悬挂不同数量砝码时弹簧下端的指针在直尺上对应的5个读数值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是_____和_______．实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中．___________;_________________（2）该同学用两根不同的轻质弹簧进行正确测量后得到得到弹力与弹簧长度的图象如图所示．根据图线分析，下列判断正确的（_______）A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．两次测得的弹力与弹簧的长度都成正比（3）该同学经过查阅资料，知道了胡克定律，想进一步测量一根弹簧的劲度系数．实验中，指针应该固定在弹簧的末端A处．如果实际操作中，指针被固定得靠上了一些，比如Q点，从而使得弹簧有几匝在指针的下面，其它操作正确，然后请根据胡克定律分析，这样测得的弹簧劲度系数将________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）15．(1)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，对弹簧的测量和弹簧的悬挂两项操作的先后顺序，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量(2)某同学根据所测数据,在坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度x与钩码质量m的关系曲线如图所示。若重力加速度g取9.8m/s2，根据图象可以判断，在______N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为______N/m。16．某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（重力加速度g=9.8m/s2）砝码质量m/102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/10﹣2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（1）根据所测数据，在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度底与砝码质量的关系曲线．（2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在_____范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为_____N/m．17．某同学用如图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（g取9.8N/kg）（1）根据所测数据在如图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺的刻度x与钩码质量m的关系曲线________。钩码总质量m／102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x／10－2m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在______N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为_______N/m。（结果保留两位有效数字）18．某同学用如图甲所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验时，先测量出不挂法码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上法码，并逐个增加砝码，分别测量出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（1）根据所测数据，在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指