《高考物理二轮考点精练专题12.2《探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系》（含答案解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮考点精练专题12.2《探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系》（含答案解析）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1. （2018广东韶关二模）某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物，他对此行为表示强烈谴责，为了教育其他同学不要玩弹弓，他想用学过的物理知识来实际测量它的威力。于是他准备了一个节目中类似的弹弓（如图甲），它每侧固定有两根完全相同的橡胶管。金属弹珠质量为10g，直径为10mm。（1）他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律，为了验证猜想进行了实验。由于实验室的传感器量程较小，于是他取其中一根橡胶管进行实验，通过传感器拉动橡皮管，记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小，并在坐标纸画出图乙所示的图象。为了便于研究，他在老师的启发下将原图象拟合成如图丙所示，请你根据图象，
2、计算出该单根橡胶管的原长L0_，劲度系数k_。（2）同学查阅资料发现，当弹丸发射后的比动能 (动能与最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2就可被认定为枪支，并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为Ep=kx2在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长。请你估算弹珠离开弹弓时的比动能_(取3，结果保留两位有效数字) 【参考答案】（1）70N/m 34cm来源:学+科+网（2）4.2J/cm2【名师解析】根据胡克定律得，当时，根据，代入数据解得。当弹弓拉到49cm时，由机械能守恒弹珠的比动能，代入数据解得2(2018深圳联考)把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的
3、劲度系数，如图甲所示。(1)未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为_ cm；(2)将质量50 g的钩码逐个挂在弹簧的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x，可描绘出如图丙所示的图象，由图象可计算出弹簧的劲度系数k_ N/m；(取重力加速度g9.8 m/s2)(3)图丙中，当弹簧的伸长量超过17 cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第_个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这对测量弹簧的劲度系数_(选填“有”或“没有”)影响(弹簧的弹性限度足够大)。【参考答案】(1)11.50(2)28(3)5没有 (3)由图象中的数据可知，当弹簧的伸长量为14 cm
4、时，对应的拉力是1.96 N，所以其劲度系数：k1 N/m14 N/m，弹簧的伸长量为17 cm时，对应的拉力Fk1x140.17 N2.38 N，n4.86，由此可知，挂上第5个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这时，弹簧的图线仍然是直线，说明对测量弹簧的劲度系数没有影响。3. （6分）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测量弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示。将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度处，弹簧的右端带有指针。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，分别记录指针所指刻度尺的刻度，所得数据
5、列表如下钩码数（个）01234刻度尺的刻度x/cm10.8012.1513.4616.14（1） 当在弹簧下端挂上3个钩码时，指针所示位置如图所示，请将上表补充完整_（2）已知实验所用单个钩码质量为100 g，当地重力加速度为9.8 m/s2，则该弹簧的劲度系数为_N/m。（结果保留3位有效数字）（3）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较优点在于：_缺点在于：_【参考答案】（1）14.80cm；（2）73.4N/m；（3）优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响； 缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。【名师解析】（1）因为刻度尺的分度值为1mm，故需要估读到0
6、.1mm，所以当指针在如图所示位置时，弹簧的长度为14.80cm。（2）根据胡克定律可得。（3）优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差4.（2017江西师大附中模拟）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,理论与实践都表明,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.(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）.有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利
7、用刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a应该是_(3).做出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图像，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=_N/m(4).这种橡皮筋的Y值等于_（Y的数值保留一位有效数字）【参考答案】（1）. D（2分），（2）.螺旋测微器（2分），(3).312.5（2分），(4).5106 Pa（3分）5. （2018洛阳联考）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系。 实验装置如图（a）所示；一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、1
8、0、20、30、40、50、60圈处: 通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置， P0指向0刻度。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0; 挂有质量为0.100kg的砝码时，各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）。已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm。P1P2P3P4P5P6x0（cm）2.044.06来源:学&科&网6.068.0510.0212.01x（cm）2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81
9、/k(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347（1）将表中数据补充完整： ， 。(N/m)（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/kn图像。（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点，若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系表达式为k= N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0的关系表达式为k= N/m。【参考答案】（1）81.7 0.0122 （2）1/kn图像如图所示 （3）103 6如图甲所示。用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。(1)为完成实验
10、，还需要的实验器材有：_。(2)实验中需要测量的物理量有：_。(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_ N/m。图线不过原点是由于_。(4)为完成该实验，设计实验步骤如下：A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C将铁架台固定于桌子上，并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、4个、钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式。
11、首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F解释函数表达式中常数的物理意义；G整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_。【参考答案】(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)(3)200弹簧有自重 (4)CBDAEFG7.某实验小组在探究弹力与弹簧伸长量的关系时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L04.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一个钩码均记下对应的弹簧长度x，数据记录如表所示。钩码个数12345弹力F/N1.02.03.04.05.0弹簧长度x/cm7.0来源:学科网9.011.013.015.0(1)根据
12、表中数据在图中作出Fx图线。(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k_ N/m。(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是_。【名师解析】(1)如图所示。(2)根据胡克定律Fkx可得k50 N/m。(3)图线与x轴的交点坐标为弹簧竖直悬挂且没挂钩码时的长度，因受自身重力影响，大于其平放在桌面上时测量出的原长度L0。【参考答案】(1)见解析图(2)50(3)弹簧自身重力的影响8一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验，采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。实验中作出小盘中砝码重力与弹簧伸长量x的关系图象如图乙所示。(重力加速度g10 m/s2)
13、(1)由图乙可知该弹簧的劲度系数为_ N/m。(2)由图乙可求得小盘的质量为_ kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比_。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)【参考答案】(1)200(2)0.1相同9(2016延安质检)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，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g9.8 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为_ cm。【名师解析】由图可知，当钩码增至3个时，弹力增大mg，而弹簧的长度伸长0.7 cm，则由平衡关系可知，mgkx，解得劲度系数k70 N/m；对3个钩码由3mgkx1，解得x12.10 cm。【参考答案】702.1010(2016临汾模拟)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的
