高考物理一轮复习每日一题第04周探究弹力和弹簧伸长的关系

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1、7月24日 探究弹力和弹簧伸长的关系高考频度：难易程度：（2017山西太原高一期末)在探究“弾力与弹簧伸长的关系”通过在悬挂弹簧下面加钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下数据：（1） 由数据在坐标系中作出Fx 图象；（2） 由图线可知，弹力F 与弹簧伸长x 的关系是_。（3）由图线可求得弹簧的劲度系数k= _N/m。【参考答案】（1）见解析 （2）在弹性限度内，弹簧伸长与弹力成正比 （3）43【名师点睛】根据表格中的弹簧与弹簧形变量，作出Fx的关系，得出弹力与形变量的关系，通过图线的斜率求出弹簧的劲度系数。S1和S2分别表示劲度系数为k1和k2的两根弹簧，k1k2。a和b表示质量分别为ma和mb的两

2、个小物体，mamb。将弹簧与小物体按如图所示方式悬挂起来，现要求两根弹簧的总长度最大，则应使AS1在上，a在上BS1在上，b在上CS2在上，a在上DS2在上，b在上（2017山东齐河晏婴高一期末）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在_方向（填“水平”或“竖直”）；（2）弹簧自然悬挂，待弹簧停止振动时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：（3）下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值（填“L0或Lx或L1”

3、）。（4）由图可知弹簧和的劲度系数为_N/m；（结果保留两位有效数字，重力加速度取10 m/s2）。解决如下问题：一轻弹簧竖直悬挂于深度为h=25.0 cm，且开口向下的小筒中（没有外力作用时弹簧的下端位于筒内），如图甲所示。已有的长度测量工具只能测出弹簧伸出筒的长度L。现要测出弹簧的原长L0和弹簧的劲度系数，通过改变L而测出对应的弹力F，作出FL图线如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k=_N/m，弹簧的原长L0=_m。（2017河北保定易县中学高一期末）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某同学采用的实验装置如下图所示，弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力大小。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长

4、度L0，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度L，总共获得了6组实验数据。（1）该同学把6组数据对应的点标在图象中，请你根据这些数据点作出FL图线； （2）由此图线可以得出该弹簧的自然长度L0_cm，劲度系数k_ N/m（计算结果保留两位有效数字）； （3）该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧竖直悬挂相比较：优点是_；缺点是_。现要测量长50 m、横截圆面积为400 cm2的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长，抗断拉力很大，直接测量很困难，故提供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

5、有关。因而猜想，悬索可能也遵循类似的规律。（1）实验中使用砝码的重力作为拉力。由于悬索的重力不可忽略，为了避免悬索所受重力对实验的影响。你认为可行的措施为_。（2）经过正确的实验操作后，取得的数据如下表。由实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与_和_成正比。【参考答案】D 根据胡克定律F=kx可知，当F=(ma+mb)g一定时，k和x成反比，故S2在上，上边弹簧最长；S1在下，当k一定时，F和x成正比，故a在下，b在上。（1）竖直 （3）Lx （4）5.0 N/m100 0.15设弹簧原长为L0，则根据胡克定律有F=k(hL0+L)=kL+k(hL0)，FL图象的斜率大

6、小表示劲度系数大小，k=100 N/m；当L=0时，F=10 N，代入方程可得L0=0.15 m。（1）如图所示 （2）5.0 20 （3）优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。（1）实验中采用描点法，作出FL的关系图线如图所示。（2）当弹力为零时，弹簧的形变量为零，此时弹簧的长度等于弹簧的原长，由图读出：弹簧的自然长度L0=5.0 cm；根据胡克定律知， ，可知图线的斜率表示劲度系数，则。（3）优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响：缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差。【名师点睛】本题考查了学生作图的能力，关键运用胡克定律分析FL图线的斜率表示劲度系数，横轴截距表示弹簧的原长。