2024年新教材高中物理第三章相互作用__力实验：探究弹簧弹力与形变量的关系检测含解析新人教版必修第.docxVIP

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试验:探究弹簧弹力与形变量的关系

【基础巩固】

1.(多选)在探究弹簧弹力与形变量的关系的试验中,关于操作步骤先后依次,下列说法正确的是 ()

A.先测量原长,后竖直悬挂

B.先竖直悬挂,后测量原长

C.先后依次对试验结果无影响

D.先后依次对试验结果的影响程度取决于弹簧的自重

答案:BD

2.下列关于探究弹簧弹力与形变量的关系试验的说法,正确)

A.试验中F的详细数值必需计算出来

B.假如没有测出弹簧原长,用弹簧长度l代替形变量x,F-l也是一条过原点的直线

C.利用F-x图线可求出k值

D.试验时要把全部点连到线上,才能得到真实规律

答案:C

3.为了探究弹簧弹力F和弹簧形变量x的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,依据测得的数据绘出下图所示的图像.

(1)从图像上看,该同学没能完全按试验要求操作,使图像上端成为曲线,图像上端成为曲线是因为.?

(2)由图像可得甲弹簧的劲度系数为N/m,乙弹簧的劲度系数为

N/m.若要制作一个精确度相对较高的弹簧测力计,则应选弹簧(选填“甲”或“乙”).?

解析:(1)在弹性限度范围内弹簧的弹力与形变量成正比,超过弹簧的弹性限度范围,则此规律不成立,所以图像上端成为曲线.

(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为

k甲=F甲Δx

k乙=F乙Δx

要制作一个精确程度较高的弹簧测力计,应选用受到相同的力作用时形变量大的弹簧,故应选弹簧甲.

答案:(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲

4.某同学利用图甲所示的装置做探究弹簧弹力大小与其长度的关系的试验.

甲乙丙

(1)在安装刻度尺时,必需使刻度尺保持(选填“竖直”或“倾斜”)状态.?

(2)该同学通过试验得到图乙所示的弹力大小F与弹簧长度l的关系图像.由此图像得该弹簧的原长l0=cm,劲度系数k=N/m.?

(3)把该弹簧做成一只弹簧测力计,当弹簧测力计的示数如图丙所示时,该弹簧的长度l=cm.?

解析:(1)刻度尺保持竖直,测量弹簧的长度才精确.

(2)l0为题图乙中F=0时的值,即l0=4cm.

k=ΔFΔl

(3)测力计示数F=3N,由题图乙知弹簧长度l=10cm.

答案:(1)竖直(2)450(3)10

5.某同学在探讨性学习中利用所学学问解决了如下问题:一轻质弹簧竖直悬挂于一深度为h=35cm、开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内,弹簧测力计可以与这根弹簧的下端接触),如图甲所示.若本试验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过变更l而测出对应的弹力F,作出的F-l图像如图乙所示,则弹簧的劲度系数为k=N/m,弹簧的原长l0=cm.?

甲乙

解析:依据胡克定律,F与l的关系式为F=k(l+h-l0)=kl+k(h-l0),从图像中可得直线的斜率为ΔFΔl=60-2020N/cm=200N/m,即弹簧的劲度系数为k=200N/m;纵截距为20N,由k(h-

答案:20025

6.(1)某次探讨弹簧弹力F与弹簧长度l关系的试验时,得到图甲所示的F-l图

像,由图像可知,弹簧原长l0=cm,求得弹簧的劲度系数k=N/m.?

甲乙

(2)按图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码的重力为1N),使(1)中探讨的弹簧被压缩,稳定后指针所指刻度尺示数为cm.由此可推想图乙中所挂钩码的个数为个.?

解析:(1)由胡克定律F=k(l-l0),结合题图甲中的数据得l0=3.0cm,k=200N/m.

(2)由题图乙知指针所指刻度为1.50cm,由F=k(l0-l),可求得此时弹力为F=3N,故所挂钩码的个数为3个.

答案:(1)3.0200(2)1.503

【拓展提高】

7.用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力作用会伸长.假如要干脆测试成品线材,比较困难.为此,我们可以选用同种材料制成样品进行测试,下表是对样品测试取得的伸长量x的数据.

单位:cm

材料的长

度l/m

横截面积

S/cm2

拉力F/N

250

500

750

1000

1

0.05

0.04

0.08

0.12

0.16

2

0.05

0.08

0.16

0.24

0.32

3

0.05

0.12

0.24

0.36

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