教科版高中物理必修第一册精品课件 第3章 相互作用 分层作业15 实验探究弹簧弹力与形变的关系.ppt

第三章分层作业15实验探究弹簧弹力与形变的关系

1234567A组必备知识基础练1.如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,做探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系的实验时,下列说法不正确的是()A.实验中还需要刻度尺作为测量工具B.如图乙所示,图像不通过原点的原因是弹簧有自重C.如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,作出弹簧弹力F与弹簧长度l的F-l图像,可知a的劲度系数比b的大D.如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,作出弹簧弹力F与弹簧长度l的F-l图像,可知弹力与弹簧长度成正比D

1234567解析实验中还需要刻度尺作为测量工具,测量弹簧受到拉力后弹簧的长度,故A正确;由图乙可知,图像不通过原点的原因是弹簧自身有重力,在未挂上钩码时,弹簧由于自身重力使得弹簧有一定的伸长量,故B正确;设弹簧的原长为l0,弹簧的劲度系数为k,根据胡克定律可得F=kx=k(l-l0),可知F-l图像的斜率等于弹簧的劲度系数,由图丙可知弹簧a的劲度系数大于弹簧b的劲度系数,弹力与弹簧长度并不成正比,故C正确,D错误。探究弹力和弹簧伸长量的关系时,作出弹力F与弹簧总长度l的关系图线如图所示,则()A.该弹簧的原长为10cmB.该弹簧的劲度系数为0.25N/mC.该弹簧的劲度系数与弹力成正比D.在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时,弹簧的长度为8cmA

1234567如图甲所示,用一个竖直向下的力将弹簧压缩后保持静止,桌面对弹簧的弹力是因为发生了形变。改变手施加的力F的大小,记录F和弹簧压缩后的长度l,得到的F-l图像是图乙中的。?桌面③

1234567解析如图甲所示,用一个竖直向下的力将弹簧压缩后保持静止,桌面对弹簧的弹力是因为桌面发生了形变。改变手施加的力F的大小,记录F和弹簧压缩后的长度l,根据F=k(l0-l),可知得到的F-l图像是图乙中的③。某实验小组做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验时,某同学先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长l0=4.6cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端悬挂重力均为0.5N的钩码,每增加一只钩码都记下对应的弹簧的长度l,实验数据记录如下表所示。钩码个数123456弹力F/N0.51.01.52.02.53.0弹簧的长度l/cm7.09.011.013.015.017.0

1234567(1)根据表中数据在图中作出F-l图线。(2)由此图线可得,该弹簧的劲度系数k=N/m。?(3)图线与横轴的交点坐标大于l0的原因可能是?。?图见解析25弹簧自身重力的影响

1234567解析(1)描点作图,如图所示。

1234567(2)图像的斜率表示劲度系数,故有(3)图线与l轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度,其数值大于弹簧原长,因为弹簧自身重力的影响。

1234567B组关键能力提升练5.某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图甲所示,一透明有机玻璃管竖直固定,弹簧一端固定在管内底端。实验过程如下:先在管旁边竖直固定一毫米刻度尺,再将单个质量m=100g的钢球(直径略小于管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数l及相应的弹簧压缩量x,数据见表。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内,弹簧重力可忽略,g取10m/s2。钢球个数n012345刻度尺示数l/cm15.6016.5617.6218.6019.4020.60压缩量x/cm00.962.023.003.805.00

1234567(1)滑进n个钢球静止时,弹簧弹力大小F=。(使用题中所给的字母表示)?(2)以弹簧压缩量x为横轴、弹簧弹力F为纵轴建立直角坐标系,如图乙所示,图中已标出了与测量数据对应的3个坐标点,请在图中标出放入第2、4个钢球时测量数据的坐标点,并描绘出F-x图线。nmg图像见解析(3)根据F-x图像,可知:弹簧的劲度系数k=N/m。(保留三位有效数字)?100

1234567解析(1)滑进n个钢球静止时,根据平衡条件,弹簧弹力大小F=nmg。(2)描绘出F-x图线如图所示。(3)F-x图线斜率代表劲度系数,某实验小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度x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位置的刻度。然后,在弹簧下端悬挂不同数量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端位置的刻度,实验中弹簧的形变量始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。甲(1)实验时认为可以用钩码所