3.实验：探究弹力和弹簧伸长的关系每课一练(人教版必修1).doc

第  PAGE 4 页 共  NUMPAGES 4 页 3.实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 每课一练(人教版必修1) 1.(多选)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,不能超出它的弹性限度 B.用悬挂钩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.用刻度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 【解析】选A、B。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钩码的数目,以改变对弹簧的拉力,实验时弹簧要处于竖直位置,故A、B正确;弹簧的伸长量为弹簧拉长后的长度与原长的差,故C错误;对于不同的弹簧,其所受拉力与伸长量之比是不同的,故D错误。 2.(多选)(2013·泰州高一检测)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像(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.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C.该弹簧的劲度系数是200 N/m D.该弹簧受到反向作用力时,劲度系数不变 【解析】选B、C、D。由题图知,F-x图线是一条过原点的直线,当F=20N时,x=0.1m,k=ΔFΔx=F-0x-0=20-00.10-0N/m=200 N/m,弹簧伸长量的大小与受到的弹力大小成正比,其劲度系数k与构成弹簧的材料有关,可知A错,B、C、D正确。 3.(2014·西城区高一检测)某同学探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系。实验装置如图所示,刻度尺(最小刻度为毫米)的0刻度线与弹簧上端对齐。实验中,通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量,改变弹簧弹力,并记录下此时弹簧长度,进而求得弹簧的劲度系数k。重力加速度g取10m/s2。 (1)如图是在弹簧下端悬挂质量为350g钩码时实验装置的示意图,此时弹簧的实际长度为　　　　cm。 (2)若已知弹簧原长为7.80cm,则根据此次测量的数据,求得弹簧的劲度系数k= 　　　　　N/m。(保留两位有效数字) 【解析】(1)弹簧的长度l=14.85cm。 (2)由F=k(l-l0)得, k=Fl-l0=350×10-3×10(14.85-7.80)×10-2N/m=50N/m。 答案：(1)14.85　(2)50 4.(2013·临沂高一检测)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置,测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F-x图线,如图所示。由图可知弹簧的劲度系数为　　　　,图线不过坐标原点的原因是　　　　　　　　　　　　。 【解析】弹簧的劲度系数就等于F-x图线的斜率, k=8-05-1N/cm=2 N/cm=200 N/m, 因弹簧自身有重力,水平放置测量的自然长度与弹簧自然下垂时的自然长度是不同的。这里的自然长度指在不挂钩码的情况下,让弹簧保持自然下垂状态,从悬点到弹簧下端的长度。 答案：200N/m　弹簧的自然长度大于其水平放置时测量的自然长度 5.(2014·临沂高一检测)为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,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的图像,从图像上看,该同学没能完全按实验要求做,使图像上端成为曲线,图像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　　　　 (选填“A”或“B”)。 【解析】在弹簧的弹性限度以内,弹力与形变量是成正比的,图像上端出现弯曲是因为拉力过大,超过了弹簧的弹性限度。由胡克定律得x= QUOTE Fk ,则图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数,B弹簧的劲度系数k=100N/m。精确度高意味着相同拉力下形变量大,相同刻度线下最小分度值小,故应选用劲度系数小的弹簧A。 答案：拉力过大,超过了弹簧的弹性限度　100N/m　A