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备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力--第1页
实验三探究两个互成角度的力的合成规律
1.某同学用如图甲所示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验.
(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号
写在横线上CBDAE.
A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)
对应的点,并用平滑的线连接起来.
B.记下弹簧下端不挂钩码时,其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l.
0
C.把铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定
一把刻度尺.
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、…钩码,待钩码静止后,读出弹簧
下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码(弹簧始终未超过弹性限度).
E.由图像找出m与l间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速
2
度取g=10m/s),求出弹簧的劲度系数.
(2)图乙为根据实验测得的数据标出的对应点,请作出钩码质量m与弹簧长度l的关系图
线.
图乙
(3)写出弹簧弹力F关于弹簧长度l的函数表达式:F=12.5(l-0.15)(N).
(4)此实验得到的结论:弹簧的劲度系数k=12.5(12.4~12.6均可)N/m.(结果保
留3位有效数字)
(5)如果将指针分别固定在图甲A点上方的B处和A点下方的C处,作出钩码质量m和
指针所对刻度l的关系图像,由图像进一步得出弹簧的劲度系数k、k,k、k与k相比,
BCBC
可能是AD.(请将正确选项的字母填在横线上)
A.k大于kB.k等于k
BB
C.k小于kD.k等于k
CC
答案(2)如图所示
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力--第1页
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力--第2页
解析(1)合理的操作步骤的序号是CBDAE.
(2)作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图线,如答图所示.
-
ᵅ(ᵅᵅ)ᵅ
(3)由胡克定律可知mg=k(l-l),故有m=0=(l-l),而m-l图线的斜率
00
ᵅᵅ
k=0.3kg/m=1.25kg/m,弹簧的劲度系数k=kg=12.5N/m,则弹簧弹力F和弹
(39-15)×10-2
-1
簧长度l的关系为F=k(l-l),已知l=1.5×10m,所以F=12.5(l-0.15)(N).
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