实验二研究弹力与弹簧伸长的关系物理高考高三第一轮复习.ppt

1.（2011·临沂模拟）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长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象(如图乙).则下列判断正确的是 ( ) A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B.弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比 C.该弹簧的劲度系数是2 N/m D.该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变 【解析】选B、D.由图象可知弹力F随弹簧的形变量x变化的图线是一条过坐标原点的倾斜直线，所以弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比，同时由图象可得弹簧的劲度系数k= N/m=200 N/m，B、D正确. 2.（2011·梅州模拟）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的刻度尺，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，已知每个钩码的质量为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量是___cm. 【解析】对钩码进行受力分析，根据平衡条件，得mg=kΔx,k= N/m=70 N/m 挂三个钩码时， 可列方程（m+m+m）g=kΔx′ Δx′= m =21×10-3m=2.10 cm. 答案：70 2.10 3.（2011·徐州模拟）如图（a）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长度的关系实验. （1）为完成实验，还需要的实验器材有：____； （2）实验中需要测量（记录）的物理量有：_____； （3）图（b）是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度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_____________. 【解析】（1）还需要刻度尺； （2）需要测量的物理量有弹簧的原长、悬挂钩码个数以及与弹力（外力）对应的弹簧长度； （3）根据胡克定律F=kΔx，在F-x图象中，k= ，解得k=200 N/m；图象不过原点，原因是实验中没有考虑（或忽略了）弹簧的自重或在弹簧没有处于竖直悬挂状态时测量它的原长. 答案：见解析 4.（2011·韶关模拟）为了探索弹力F和弹簧伸长x的关系，某同学选了甲、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. 热点精析·典例导悟 基础回扣·明晰原理 要点整合·核心突破 经典考题·知能检验 热点精析·典例导悟 基础回扣·明晰原理 要点整合·核心突破 经典考题·知能检验 热点精析·典例导悟 基础回扣·明晰原理 要点整合·核心突破 经典考题·知能检验 热点精析·典例导悟 基础回扣·明晰原理 要点整合·核心突破 经典考题·知能检验 探究弹力与伸长量之间的关系 【例证1】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，他先测出不挂钩码 时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹 簧下面挂上钩码，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： （重力加速度g=9.8 m/s2） 1 （1）根据所测数据，在所给的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x和钩码质量m的关系曲线. （2）根据所测数据和关系曲线可以判断，在____N范围内弹力大小和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. 【标准解答】（1）根据实验所测数据在坐标纸上进行描点，所作的图线如图所示. （2）根据所测数据和关系曲线可以判断，在0～4.9 N范围内，弹力大小和弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧 的劲度系数为k= N/m≈25 N/m 答案:（1）图象见标准解答 （2）0~4.9 25 探究弹力与伸长量方法的迁移 【例证2】橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与 弹力F成正比，即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、 横截面积S有关.理论和实践都表明k=Y ,其中Y是一个由材 料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量. （1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是( ) A.N B.m C.N/m D.Pa 2 （2）有一段横截面为圆形的橡皮筋，应用如图（a)所示的实验装置，可以测量出它的杨氏模