课时分层精练(十二)

课时分层精练(十二)探究弹簧弹力与形变量的关系基础落实练1．[2024·湖南模拟预测]某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度，通过分析数据得出实验结论．(1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做依据的物理规律是________________________．(2)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出F­L图像，如图乙所示．由图像可知，弹簧自由下垂时的长度L0＝________cm，弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果均保留2位有效数字).(3)该小组的同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，某次测量时弹簧测力计的指针如图丙所示，弹簧测力计所测力的大小F＝________N．2．[2024·内蒙古包头统考一模]某同学探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，在竖直木板上固定一张坐标纸，建立如图所示坐标系，横轴代表所挂钩码个数．实验时将弹簧挂一个钩码置于横轴为1的位置，待弹簧稳定后用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；再将弹簧挂两个相同的钩码置于横轴坐标为2的位置，再次用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置；继续增加钩码，依次将弹簧置于3、4位置，再次描出两个点，如图中黑点所示．已知所挂钩码均相同，质量m＝20g，重力加速度g取9.8m/s2，弹簧劲度系数为k.回答以下问题：(1)弹簧劲度系数为________N/m；(2)弹簧原长为________cm；(3)图中黑点连线的斜率K＝________(用k、m、g表示).3．[2024·石家庄重点中学质检]某班级同学用如图所示的装置练习测量弹簧的劲度系数k.(1)A同学先在光滑水平面上用刻度尺测得弹簧原长为x0，如图(甲­1)所示，然后竖直悬挂在铁架台上，逐个挂上相同的钩码，对应的拉力为F，测出相应的弹簧总长x，如图(甲­2)所示．然后该同学以F为纵坐标，x－x0为横坐标，在方格纸上作出了图线，如图(甲­3)所示，请你根据此图线求出该弹簧的劲度系数k值为________N/m，图线不过坐标原点的原因是________________________________________________________________________.(2)B同学一开始也如图(甲­1)测弹簧原长，竖直悬挂时由于不小心，装置如图乙所示，刻度尺的零点在弹簧最上面一圈的上方某处，指针移动到了最下面一圈的上方某处，B同学依然以指针所指刻度值记为弹簧总长，作图方法与A一样．你认为B同学的安装导致k的测量值比真实值________(选填“偏大”“无影响”或“偏小”).(3)在计算弹簧弹力时重力加速度取g＝9.8m/s2，若当地实际的重力加速度g值为9.78m/s2，则实验测得的劲度系数与实际值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相同”).4．[2022·湖南卷]小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量．主要实验步骤如下：(1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表：序号12345硬币数量n/枚510152025长度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线；(4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为________cm；(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为________g(计算结果保留3位有效数字).素养提升练5．[2024·河北校联考模拟预测]某同学通过学习平面镜观察桌面的微小形变的实验后，受此启发，设计一个测量弹性轻杆的形变量与其劲度系数的实验，如图所示，图中B为待测量的弹性轻杆，C为底部带有小孔且装满细砂的小桶．A为一长度为L的轻质刚性杆，一端与弹性杆B连接，另一端与轻质平面镜M的中心O′相连，且与平面镜M垂直．轻质平面镜竖直放在水平实验台上，PQ为一带有弧长刻度的透明圆弧，O为PQ的中心，圆弧PQ的半径为r，不挂砂桶时，一束细光束经PQ的O点射到平面镜的O′点后原路返回，挂上砂桶后，使平面镜发生倾斜，入射光束在M上入射点可以近似认为仍在O′点，通过读取反射光在圆弧上的位置，测得光点在透明读数条上移动的弧长为S，可以测得弹性轻杆的形变量，根据胡克定律就可以确定弹性杆的劲度系数．已知r≫L，L远大于弹性杆的形变量．重力加速度为g.(1)随着砂桶中细砂的不断流出，反射