（高中物理）241實(shí)驗(yàn)探究彈力和彈簧伸

1、【高考領(lǐng)航】年高考物理總復(fù)習(xí) 2-4-1 實(shí)驗(yàn) 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 新人教版必修11一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度關(guān)系的圖象如下列圖以下表述正確的選項(xiàng)是()Aa的原長比b的長Ba的勁度系數(shù)比b的大Ca的勁度系數(shù)比b的小D測得的彈力與彈簧的長度成正比解析：圖象的橫軸截距表示彈簧的原長，A錯(cuò)誤；圖象的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，B正確、C錯(cuò)誤；圖象不過原點(diǎn)，D錯(cuò)誤答案：B2(年質(zhì)檢)如圖甲所示，一根彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連當(dāng)對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時(shí)，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系

2、圖象，如圖乙所示那么以下判斷正確的選項(xiàng)是()A彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度的增加量成正比C該彈簧的勁度系數(shù)是200 N/mD該彈簧受到反向壓力時(shí)，勁度系數(shù)不變解析：由圖乙知，F(xiàn)x是一個(gè)過原點(diǎn)的直線，k N/m200 N/m，可知A錯(cuò)，B、C、D正確答案：BCD3(年模擬)為了探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系，某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如下列圖圖象(1)從圖象上看，該同學(xué)沒能完全按照實(shí)驗(yàn)要求做，從而使圖象上端成為曲線，圖象上端成為曲線是因?yàn)開(2)這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為_N/m和_N/m；假設(shè)要制作一個(gè)精確程度較高的彈簧測力計(jì)，應(yīng)選

3、彈簧_(3)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析，請對這個(gè)研究課題提出一個(gè)有價(jià)值的建議建議：_解析：(1)在彈性范圍內(nèi)彈簧的彈力與形變量成正比，超過彈簧的彈性范圍，那么此規(guī)律不成立，所以所給的圖象上端成為曲線，是因?yàn)樾巫兞砍^彈簧的彈性限度(2)甲、乙兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為：k甲N/m66.7 N/mk乙N/m200 N/m.要制作一個(gè)精確程度較高的彈簧測力計(jì)，應(yīng)選用一定的外力作用時(shí)，彈簧的形變量大，應(yīng)選甲彈簧(3)建議：實(shí)驗(yàn)中鉤碼不能掛太多，控制在彈性限度內(nèi)答案：(1)形變量超過彈簧的彈性限度(2)66.7200甲(3)見解析4(年模擬)如圖(a)所示，用鐵架臺、彈簧和多個(gè)質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈

4、性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)(1)為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：_；(2)實(shí)驗(yàn)中需要測量(記錄)的物理量有：_；(3)圖(b)是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的Fx_解析：(1)還需要刻度尺；(2)需要測量的物理量有彈簧的原長、懸掛鉤碼個(gè)數(shù)以及與彈力(外力)對應(yīng)的彈簧長度；(3)根據(jù)胡克定律Fkx，在Fx圖象中，k，解得k200 N/m：圖象不過原點(diǎn)，原因是實(shí)驗(yàn)中沒有考慮(或忽略了)彈簧的自重或在彈簧沒有處于豎直懸掛狀態(tài)時(shí)測量它的原長答案：見解析5(年理綜)為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實(shí)驗(yàn)測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對

5、應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出(g9.8 m/s2)(1)作出ml的關(guān)系圖線；(2)彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.解析：(1)應(yīng)使盡量多的點(diǎn)在同一條直線上(2)由胡克定律Fkx，得k答案：(1)如下列圖6用納米技術(shù)處理過的材料叫納米材料，其性質(zhì)與處理前相比會(huì)發(fā)生很多變化，如機(jī)械性能會(huì)成倍地增加，對光的反射能力會(huì)變得非常低，熔點(diǎn)會(huì)大大降低，甚至有特殊的磁性質(zhì)現(xiàn)有一種納米合金絲，欲測定出其伸長量x與所受拉力F、長度L、截面直徑D的關(guān)系(1)測量上述物理量需要的主要器材是_、_、_等(2)假設(shè)實(shí)驗(yàn)中測量的數(shù)據(jù)如下表所示，根據(jù)這些數(shù)據(jù)請寫出x與F、L、D間的關(guān)系式：x_.(假設(shè)用到比例系數(shù)，可用k表示)長度L/cm 直

6、徑D/mm(3)在研究并得到上述關(guān)系的過程中，主要運(yùn)用的科學(xué)研究方法是_(只需寫出一種)(4)假設(shè)有一根合金絲的長度為20 cm，截面直徑為0.200 mm，使用中要求其伸長量不能超過原長的百分之一，那么這根合金絲能承受的最大拉力為_N.解析：(1)用彈簧測力計(jì)測量力的大小，用刻度尺測量長度，用螺旋測微器測量直徑(2)用題目所給的數(shù)據(jù)分析可知：當(dāng)力、直徑一定時(shí)，伸長量與長度成正比；當(dāng)力、長度一定時(shí)，伸長量與直徑成反比；當(dāng)長度、直徑一定時(shí)，伸長量與力成正比所以有：x(取一組數(shù)據(jù)驗(yàn)證，式中的系數(shù)不為零)(3)研究伸長量x與拉力F、長度L、直徑D的關(guān)系時(shí)，可以先控制某兩個(gè)量不變，比方長度、直徑不變，

7、再研究伸長量與力的關(guān)系，這種方法稱為控制變量法這是物理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要研究方法(4)代入表中數(shù)據(jù)把式中的k求出，再代入數(shù)據(jù)，可求得最大拉力k m/N3.2×108 m/NFm N62.5 N.答案：(1)彈簧測力計(jì)刻度尺螺旋測微器(2)7(年模擬)17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量與彈力成正比，這就是著名的胡克定律受此啟發(fā)，一學(xué)習(xí)小組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系的探究過程如下：A有同學(xué)認(rèn)為：橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)，其伸長量與拉力成正比，與截面半徑成反比B他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材作為研究對象，用測距儀、傳

8、感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)C通過實(shí)驗(yàn)取得如下數(shù)據(jù)：D.同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，對他們的假設(shè)進(jìn)行了補(bǔ)充完善長度L/cm 直徑250 N500 N750 N1 000 N1 m2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm2 m2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 mm3.2 mm1 m3.57 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mm(1)上述科學(xué)探究活動(dòng)中，屬于“制定方案和“搜集證據(jù)的環(huán)節(jié)分別是_、_.(2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確？假設(shè)有錯(cuò)誤或缺乏，請給予修正解析：確定研究對象，選取實(shí)驗(yàn)器材屬“制定方案；實(shí)驗(yàn)過程和測量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)研究伸長量x與拉力F、長度L、直徑D的關(guān)系時(shí)，采