2013届高三物理一轮配套练习2.4 实验(1)探究弹力与弹簧伸长的关系 新人教版必修1

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1、第四节第四节 实验实验(1)(1)探究弹力与弹簧伸长的关系探究弹力与弹簧伸长的关系随堂演练巩固随堂演练巩固1.一个实验小组在”探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b, 得到弹力与弹簧长度的图象如图所示.下列表述正确的是( ) A.a 的原长比 b 的长 B.a 的劲度系数比 b 的大 C.a 的劲度系数比 b 的小 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比 【解析】 图象的斜率表示劲度系数,可知 a 的劲度系数比 b 的大,B 正确,C 错误;与 l 轴的截距 表示原长,则 a 的原长比 b 的短,A 错误. 来源:Zxxk.Com 【答案】 B 2.如图甲所示,一个

2、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大小的关系图象(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 100 N/m D.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变 【解析】 由乙图可知 F=kx,即弹簧的弹力和弹簧的形变量成正比,不与弹簧长度成正比,A 错误. 由F=kx 可知,B 说法正确;由 N/m 知 C 错误;Fx 图线的斜率对应弹簧的劲20 0 1F xk度系数,而 x0 和 x0 时的斜率相同,故 D

3、正确. 【答案】 BD 3.(2011 安徽理综,21)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验测出了砝码的质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据,其对应点已在图上标出.(g=9.8 m/s 2)(1)作出 m-l 的关系图线; 来源:学科网(2)弹簧的劲度系数为 N/m. 【解析】 (1)如图所示. (2)从图象中取两相距较远的点,利用求出,k 为 0.248 N/m 到 0.262 N/m 之间某值. mg lk 【答案】 (1)见解析图 (2)0.248 0. 262 4.(2012 广东四会中学第一次考试)佛山市九江大桥撞船事故发生后,佛山交通部

4、门加强了对佛山 市内各种大桥的检测与维修,其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工,置换了大桥上所 有的斜拉悬索.某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长 50 m、横截面积为400 cm 的新悬索能承受的最大拉力.由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,于是同2学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究. 由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力 F 与形变量 x 成正比,其比例系数与弹簧的长度、横 截面积及材料有关.因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律. (1)同学们准备像做”探究弹力与弹簧伸长的关系”实验一样,先将样品竖直悬挂,再在其下端挂 上不同重量的重物来完成本实验.但有同学

5、说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重 力对实验的影响,你认为可行的措施是: . (2)同学们通过游标卡尺测量样品的直径来测定其横截面积,某次测量的结果如图所示,则该样品 的直径为_ cm. 来源:学科网 ZXXK来源:Z。xx。k.Com (3)同学们经过充分的讨论,不断完善实验方案,最后测得实验数据如下表: 分析样品 C 的数据可知,其所受拉力 F(单位:N)与伸长量 x(单位:m)所遵循的函数关系式是_. 对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长 度的_成正比、与悬索的横截面积的_成正比. 【答案】 (1)将悬索样品一端固定并水平放置在光滑水

6、平面上,另一端连接轻绳绕过滑轮悬 挂钩码 (2)0.830 (3) 平方的倒数 大小 62 10Fx5.(2011 江苏苏州模拟)某学校物理探究小组在”探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中. 来源:Zxxk.Com (1)将弹簧的上端 O 点固定悬吊在铁架台上,旁边置一刻度尺,刻度尺的零刻线跟 O 点对齐,在弹 簧的下部 A 处做一标记,如固定一个指针.在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都 是 50 g),指针在刻度尺上指示的刻度为 x.逐个增加所挂钩码的个数,刻度 x 随挂钩上的钩码 的重量 F 而变化,几次实验测得相应的 F、x 各点描绘在图中.请在图中描绘出 x 随 F 变化的图象

7、.由图象得出弹簧的劲度系数_N/m(结果取两位有效数字);此弹簧的弹力大小Ak 跟弹簧伸长量x 的关系是_. Fn(2)如果将指针固定在 A 点的下方 P 处,再作出 x 随 F 变化的图象,得出弹簧的劲度系数与相Ak比,可能是_. A.大于 AkB.等于 AkC.小于 AkD.无法确定 (3)如果将指针固定在 A 点的上方 Q 处,再作出 x 随 F 变化的图象,得出弹簧的劲度系数与相Ak比,可能是_. A.大于 AkB.等于 AkC.小于 AkD.无法确定 【解析】 (1)根据坐标纸中描下的点,作出平滑直线,注意所画的线不一定过所有的点,尽量使各 点均匀地分布在图线的两侧(如图所示),则图线的斜率的倒数表示弹簧的劲度系数,即代入数据得 N/32 N/m,所以弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量F xk 26 0 49 (29 25 20 0) 10Ak m x 的函数关系式是F弹=32x. (2)如果将指针固定在 A 点的下方 P 处,弹簧的劲度系数不变,得出弹簧的劲度系数仍等于BAk 正确. (3)如果将指针固定在 A 点的上方 Q 处,由于选用的弹簧变短,则弹簧的劲度系数变大,得出弹簧的劲度系数与相比,要大于A 正确. AkAk 【答案】 (1)见解析图 32 F弹=32x (2)B (3)A

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