備戰(zhàn)2020年高考物理實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)《探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系》（解析版）

第=page11頁，共=sectionpages11頁第=page22頁，共=sectionpages22頁《探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系》一、實(shí)驗(yàn)題在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，由實(shí)驗(yàn)測得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度L的關(guān)系圖象如圖所示，則：

(1)該彈簧的原長L0=______cm

(2)該彈簧的勁度系數(shù)為K=______N/m．如圖甲示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)．

(1)實(shí)驗(yàn)中還需要的測量工具有：______．

(2)如圖乙示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖，縱軸是鉤碼質(zhì)量m，橫軸是彈簧的形變量x.由圖可知：圖線不通過原點(diǎn)的原因是由于______；彈簧的勁度系數(shù)k=______N/m(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2)；

(3)如圖丙示，實(shí)驗(yàn)中用兩根不同的彈簧a和b，畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的F?L圖象．下列正確的是______

A.a的原長比b的長

B.a的勁度系數(shù)比b的大

C.a的勁度系數(shù)比b的小

D.彈力與彈簧長度成正比．某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關(guān)系如圖1所示，則由圖線可知：

(1)彈簧的勁度系數(shù)為_______。(2)為了用彈簧測力計(jì)測定兩木塊A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖2所示的甲、乙兩種方案。①為了用某一彈簧測力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力的大小，你認(rèn)為方案_______更合理。②甲方案中，若A和B的重力分別為10.0?N和20.0?N。當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)a的示數(shù)為6.0?N，b的示數(shù)為11.0?N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_______。在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。所用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度。

(1)有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖中，請作出F—L圖線。

(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0=________cm，勁度系數(shù)k=________

(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較。

優(yōu)點(diǎn)在于：_______________________________________________________。

缺點(diǎn)在于：_______________________________________________________。甲、乙兩個(gè)物理興趣小組，利用如圖所示的裝置來探究彈簧的彈力和伸長量之間的關(guān)系．兩個(gè)小組用同一規(guī)格的彈簧分別做實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示的

F?x

圖線．(忽略彈簧秤自重)

(1)甲小組所做的圖象的橫坐標(biāo)應(yīng)是______；乙小組所作圖象的橫坐標(biāo)應(yīng)是______；

(2)甲小組得到的圖象末端是彎曲的，其原因可能是______；

(3)由此圖象可得該彈簧的原長=______cm，勁度系數(shù)k=______N/m．

某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處：通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度.設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí)，各指針的位置記為x.

P1P2P3P4P5P6x02.4.6.8.10.12.x(cm)2.5.7.10.12.15.n102030405060k(N/163

①56.43.33.28.1/0.

②0.0.0.0.(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①______②______．

(2)以n為橫坐標(biāo)，1/k為縱坐標(biāo)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出1/k-n圖象．

(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)，若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=______N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度一名同學(xué)用如圖1示裝置做“測定彈簧的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)．

①以下是這位同學(xué)根據(jù)自己的設(shè)想擬定的實(shí)驗(yàn)步驟，請按合理的操作順序?qū)⒉襟E的序號寫在橫線上______

A.以彈簧長度l為橫坐標(biāo)，以鉤碼質(zhì)量m為縱坐標(biāo)，標(biāo)出各組數(shù)據(jù)(l,m)對應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；

B.記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)，其下端A處指針在刻度尺上的刻度l0；

C.將鐵架臺(tái)固定于桌子上，將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；

D.依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)…鉤碼，待鉤碼靜止后，讀出彈簧下端指針指示的刻度記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；

E.由圖象找出m?l間的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)一步寫出彈力與彈簧長度之間的關(guān)系式(重力加速度取g=9.80m/s2)；求出彈簧的勁度系數(shù)．

②如圖2為根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)標(biāo)出的對應(yīng)點(diǎn)，請作出鉤碼質(zhì)量m與彈簧長度l之間的關(guān)系圖線．

③寫出彈簧彈力F和彈簧長度l之間關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式：______

④此實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：此彈簧的勁度系數(shù)k=______N/m.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

⑤如果將指針分別固定在圖示A點(diǎn)上方的B處和A點(diǎn)下方的C處，做出鉤碼質(zhì)量m和指針刻度l的關(guān)系圖象，由圖象進(jìn)一步得出的彈簧的勁度系數(shù)kB、kC.kB、kC與k相比，可能是______(請將正確答案的字母填在橫線處)

A.kB大于k

B.kB等于A.某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，把彈簧放置在水平桌面上，測出其自然長度，然后如圖所示豎直懸掛讓彈簧自然下垂，在其下端掛上鉤碼。實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的增減鉤碼并記錄與其對應(yīng)彈簧的形變量x，作出F?x圖線如圖所示。

(1)圖線不過原點(diǎn)的原因是________________。(2)由圖像可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(3)該同學(xué)又找來與彈簧性質(zhì)相同的橡皮筋，在彈性限度內(nèi)彈力F與伸長量x成正比，即F=kx，式中k值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關(guān)。理論與實(shí)驗(yàn)都表明k=YSL，其中若某橡皮筋的k值與(1)中彈簧的勁度系數(shù)相同，該橡皮筋的原長為10.0cm，橫截面積為1.0mm2，則可知該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

B.某同學(xué)利用如圖(a)所示的裝置探究物體的加速度a與所受合力F的關(guān)系。

①他用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力。具體操作是：把木板墊高后，小車放在木板上，在________小桶(選填“掛”或“不掛”)的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。②實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小桶及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，其目的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。A.小車所受的拉力近似等于小車所受的合力B.小車所受的拉力近似等于小桶及砝碼的總重力C.保證小車運(yùn)動(dòng)的加速度不超過當(dāng)?shù)刂亓铀俣菵.減小空氣阻力對實(shí)驗(yàn)的影響③圖(b)是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：xAB=4.22cm、XBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm、xEF=5.91cm、xFG=6.34cm④另一位同學(xué)也利用圖(a)所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，他保持小桶和砝碼的質(zhì)量不變，改變放在小車中砝碼的質(zhì)量m，測出對應(yīng)的加速度a。假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響。他沒有測量小車的質(zhì)量，而是以1a為縱坐標(biāo)，m為橫坐標(biāo)，畫出1a?mA.

B．C.

D．某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

①圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長量△l為______cm；

②本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是______；(填選項(xiàng)前的字母)

A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

B.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

③圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量△l與彈力F的關(guān)系圖線。圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是______。某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，所用的鉤碼每只質(zhì)量都是30g.他先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測出相應(yīng)的彈簧總長度，并將數(shù)據(jù)填在表中．(實(shí)驗(yàn)中彈簧始終未超過彈性限度，取g=10m/s鉤碼質(zhì)量/g0306090120150彈簧總長/cm6.007.008.009.0010.0011.00(1)試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖2的坐標(biāo)紙上作出彈簧所受彈力大小跟彈簧總長之間的函數(shù)關(guān)系圖線．

(2)圖線跟橫軸交點(diǎn)的物理意義是______；當(dāng)懸掛鉤碼質(zhì)量為90g時(shí)，彈簧被拉長了______cm；該彈簧的勁度系數(shù)k=______N/m．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：

(1)甲同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過處理數(shù)據(jù)得到了圖甲所示的F?x圖象，其中F為彈簧彈力，x為彈簧長度．請通過圖甲，分析并計(jì)算，該彈簧的彈性系數(shù)k=______N/m.當(dāng)指針如圖乙所示，彈簧秤的示數(shù)F=______N．

(2)乙同學(xué)使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖丙所示．下列表述正確的是______．

A.a的原長比b的長

B.a的勁度系數(shù)比b的大

C.a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．如圖甲所示，一輕彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一質(zhì)量為15?g的砝碼盤，一刻度尺豎直固定在彈簧左邊，其零刻線與彈簧的上端對齊，彈簧下端固定一指針。

(1)當(dāng)砝碼盤中不加砝碼時(shí)，指針位置如圖乙所示，其示數(shù)L0=_______(2)在砝碼盤中每次增加10?g的砝碼，并讀取相應(yīng)指針位置的示數(shù)L。以F表示砝碼盤內(nèi)砝碼的重力，ΔL=L?L0為相應(yīng)彈簧長度的改變量，作出F?ΔL的關(guān)系圖線如圖丙所示。該彈簧的勁度系數(shù)為_______N/m，彈簧的原長為_______cm。(重力加速度g取10?m/甲同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了如下圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置。他先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，然后在彈簧下端依次掛1、2、3、4、5個(gè)鉤碼，待靜止時(shí)，測出彈簧相應(yīng)的總長度l，每只鉤碼的質(zhì)量都是10g。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：(彈力始終未超過彈性限度，g取10N/kg)鉤碼質(zhì)量/g01020304050彈簧總長度/cm5.005.506.006.507.007.50彈力大小/N00.20.40.60.81.0(1)試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在給定的如圖(b)所示的坐標(biāo)紙上，作出彈簧彈力大小F?l圖象；

(2)該彈簧的勁度系數(shù)k是______N/m；

(3)乙同學(xué)測另一彈簧長度時(shí)沒有從零刻度開始，如圖(c)所示，這個(gè)彈簧的長度是______cm某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識解決了如下問題：把一開口向右、內(nèi)壁光滑、深度為h=0.25m的小圓筒水平固定在桌面上，同時(shí)把一輕彈簧一端固定于小圓筒內(nèi)部左端，沒有外力作用時(shí)彈簧的另一端位于筒內(nèi)。如圖甲所示，如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒外彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變所掛鉤碼的個(gè)數(shù)來改變l，作出F?l圖線如圖乙所示。

(1)由此圖線可得出的結(jié)論是______；

(2)彈簧的勁度系數(shù)為______N/m，彈簧的原長l0=______m。

(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧豎直懸掛放置相比較，優(yōu)點(diǎn)在于______。某學(xué)生做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼均記下對應(yīng)的彈簧的長度x，數(shù)據(jù)記錄如下表所示。鉤碼個(gè)數(shù)01234567彈力F/N01.02.03.04.05.06.07.0彈簧伸長的長度x/cm02.003.986.027.979.9511.8013.50(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中作出F?x圖線。

(2)根據(jù)F?x圖線可以求得彈簧的勁度系數(shù)為______N/m。

(3)估測彈簧彈力為10N時(shí)，如果還在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量約為______cm。某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，把彈簧放置在水平桌面上，測出其自然長度，然后如圖所示豎直懸掛讓彈簧自然下垂，在其下端掛上鉤碼。實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的增減鉤碼并記錄與其對應(yīng)彈簧的形變量x，作出F?x圖線如圖所示。(1)圖線不過原點(diǎn)的原因是______________________。(2)由圖像可知彈簧的勁度系數(shù)為_________N/m。(3)該同學(xué)又找來與彈簧性質(zhì)相同的橡皮筋，在彈性限度內(nèi)彈力F與伸長量x成正比，即F=kx，式中k值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關(guān)。理論與實(shí)驗(yàn)都表明k=YSL，其中若某橡皮筋的k值與(1)中彈簧的勁度系數(shù)相同，該橡皮筋的原長為10.0?cm，橫截面積為1.0?mm2，則可知該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是__________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案和解析1.【答案】(1)15；(2)?500

【解析】【分析】

本題考查探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，解題的關(guān)鍵是掌握胡克定律，提高讀圖能力從圖中找到有用的信息，再結(jié)合胡克定律計(jì)算。

【解答】

(1)彈簧處于原長時(shí)，彈簧所受彈力為0，則從圖中可知，F(xiàn)=0時(shí)，L0=15cm；

(2)由胡克定律有F=k△x，從圖中可知彈簧長度L=25cm時(shí)，彈簧伸長量△x=L?L0=10cm=0.1m，彈力F為50N，

則該彈簧的勁度系數(shù)K=F△x=500.1N/m=500N/m；

故答案為：(1)15；(2)?500。

【解析】解：(1)實(shí)驗(yàn)需要測量彈簧伸長的長度，故需要毫米刻度尺．

(2)圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比．

由k=ΔFΔx=4.9N/m．

由圖可知，當(dāng)F=0時(shí)，x大于零，說明沒有掛重物時(shí)，彈簧有伸長，是由于彈簧自身的重力造成的．

故圖線不過原點(diǎn)的原因是由于彈簧有自重，實(shí)驗(yàn)中沒有考慮(或忽略了)彈簧的自重．實(shí)驗(yàn)中需要測量(記錄)的物理量有：彈簧的原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與彈簧對應(yīng)的長度)

(3)A、在圖象中橫截距表示彈簧的原長，故b的原長比a的長，故A錯(cuò)誤；

B、在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k，故a的勁度系數(shù)比b的大，故B正確；

C、同理C錯(cuò)誤；

D、彈簧的彈力滿足胡克定律，彈力與彈簧的形變量成正比，故D錯(cuò)誤；

故選：B．

故答案為：(1)毫米刻度尺

(2)彈簧自身重力；

4.9

(3)B

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理：測量彈簧的彈力和伸長的長度來選擇器材．圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．由胡克定律求出K.彈簧的彈力滿足胡克定律，F(xiàn)=kx，在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k，橫截距表示彈簧的原長

在應(yīng)用胡克定律時(shí)，要首先轉(zhuǎn)化單位，知道圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)

3.【答案】(1)300?N/m

(2)【解析】【分析】

本題考查實(shí)驗(yàn)研究彈簧的勁度系數(shù)和接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。解決本題明確本實(shí)驗(yàn)的基本原理，理解實(shí)驗(yàn)的基本方法，會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

由K=FX，可確定勁度系數(shù)；

根據(jù)B處于靜止?fàn)顟B(tài)，AB間的滑動(dòng)摩擦力等于彈簧秤a讀數(shù)，可確定甲方案更合理；

根據(jù)μ=FfFN，可確定動(dòng)摩擦因數(shù)。

【解答】

(1)圖線的斜率表示勁度系數(shù)，k=600.2N/m=300N/m；

(2)①甲方案較合理，因?yàn)樵趫D甲中，B靜止，彈簧測力計(jì)a的示數(shù)等于B所受的滑動(dòng)摩擦力；

②利用a的示數(shù)和B的重力，得6=20?μ，μ=0.3。

故答案為：(1)300?N/m；(2)甲；0.3。

4.【答案】(1)如圖所示：

【解析】【分析】

本題考查了學(xué)生設(shè)計(jì)的能力和作圖的能力，知道F?L圖線的斜率表示勁度系數(shù)，注意誤差來源。

(1)實(shí)驗(yàn)中需要測量多組彈力的大小和彈簧的長度，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出表格，作出F?L的關(guān)系圖線；

(2)當(dāng)彈簧彈力為零時(shí)，彈簧處于原長，結(jié)合圖線得出彈簧的原長，根據(jù)圖線的斜率求出勁度系數(shù)的大??；

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行誤差分析。

【解答】

(1)描點(diǎn)作圖，F(xiàn)?L如圖所示如圖所示：

；

(2)當(dāng)彈力為零時(shí)，彈簧的形變量為零，此時(shí)彈簧的長度等于彈簧的原長，因?yàn)閺椈傻拈L度L=5cm，可知彈簧的原長L0=5cm。根據(jù)胡克定律知，k=Fx，可知圖線的斜率表示勁度系數(shù)，則k=△F△x=1.60.8=20N/m；

(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧豎直懸掛放置相比較：

優(yōu)點(diǎn)在于：避免彈簧自身所受重力對實(shí)驗(yàn)的影響；

缺點(diǎn)在于：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差。

故答案為：(1)如圖所示：

；

(2)5；20；

(3)避免彈簧自身所受重力對實(shí)驗(yàn)的影響；彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差。

5.【答案】(1)彈簧形變量；彈簧總長度；

(2)【解析】【分析】

本題考查了彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系的基礎(chǔ)知識，要注意明確彈力與形變量成正比，同時(shí)在計(jì)算勁度系數(shù)時(shí)要注意單位的換算。

明確胡克定律的基本內(nèi)容，知道彈力與形變量成正比，同時(shí)在使用中不能超過彈簧的彈性限度；現(xiàn)根據(jù)圖象的性質(zhì)結(jié)合胡克定律即可求得原長和勁度系數(shù)。

【解答】

(1)由胡克定律可知，F(xiàn)=kx；由圖甲可知，所作圖象過原點(diǎn)，故橫坐標(biāo)為彈簧的形變量；而圖乙中圖象不過原點(diǎn)，則說明橫坐標(biāo)應(yīng)為彈簧的總長度；

(2)由于胡克定律的使用中不能超過彈性限度，故甲小組末端彎曲是因?yàn)槌^彈性限度，胡克定律不再適用；

(3)由乙圖可知，圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)表示彈簧的原長，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，故k=60.3?0.1N/m=30N/m；

故答案為：(1)彈簧形變量；彈簧總長度；(2)超過彈性限度；(3)10

；30。

6.【答案】81.7；0.0122；1.67×103n(在1.66×103【解析】解：(1)根據(jù)P2的示數(shù)可知，

P2部分的原長為4.06cm，拉伸后的長度為5.26cm，

根據(jù)胡克定律可得，

k=F△x=0.1×9.8(5.26?4.06)×10?2=81.7N/m，

倒數(shù)為181.7=0.0122；

(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出圖象，如圖所示：

(3)根據(jù)得到的圖象可知，

1kn=0.0350，

解得，k=1.67×103n；

從題中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，勁度系數(shù)與自由長度的乘積近似相等，

即kl1=3.47，

所以彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l1(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k=3.47l0．

故答案為：(1)81.7，0.0122，

(2)如圖所示；

(3)1.67×103n(【解析】解：①本實(shí)驗(yàn)中首先要正確安裝儀器，并記下彈簧自然伸長時(shí)的位置，然后再掛上鉤碼分別得出對應(yīng)的長度；建立坐標(biāo)系，作出對應(yīng)的F?l圖象即可；故答案為：C，B，D，A，E

②利用描點(diǎn)法得出圖象如圖所示；

③由圖象利用數(shù)學(xué)規(guī)律可知對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系為：

F=12.5×(l?0.15)

④對比胡克定律F=kx可知，勁度系數(shù)應(yīng)為：k=12.5N/m

⑤如果將指針固定在A點(diǎn)的上方B處，由于選用的彈簧變短，則彈簧的勁度系數(shù)變大，得出彈簧的勁度系數(shù)與k相比，要大于k，故A正確．

如果將指針固定在A點(diǎn)的下方C處，彈簧的長度不變；故勁度系數(shù)不變，得出彈簧的勁度系數(shù)仍等于k，故D正確．

故選：AD．

故答案為：(1)CBDAE；(2)如圖所示；(3)F=12.5(l?0.15)；(4)12.5；(5)AD

(1)根據(jù)測量彈力與彈簧形變量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理明確實(shí)驗(yàn)步驟；

(2)根據(jù)描出的點(diǎn)利用直線將各點(diǎn)相連；

(3)由得出的圖象，利用數(shù)學(xué)規(guī)律可得出對應(yīng)的表達(dá)式；

(4)結(jié)合表達(dá)式及胡克定律可得出對應(yīng)的勁度系數(shù)；

(5)根據(jù)固定點(diǎn)不同時(shí)，得到的彈簧實(shí)際長度的變化可得出對應(yīng)的勁度系數(shù)的變化．

應(yīng)用胡克定律注意彈簧的形變量既可以是彈簧的伸長量又可以是壓縮量，解題時(shí)注意彈簧是被拉長還是被壓縮．同時(shí)注意圖象法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用．

8.【答案】A.

(1)彈簧自身重力的影響；

(2)100；

(3)1.0×107N/m2

B.

①不掛；

②B；

③0.42【解析】A.

【分析】

本題考查了探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系；解題關(guān)鍵明確圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，求解時(shí)注意單位的換算；需要注意是要考慮到彈簧自身的重力作用會(huì)使彈簧在豎直方向上有一定的伸長。

(1)由于彈簧自重作用，在F=0時(shí)彈簧會(huì)伸長；

(2)根據(jù)圖象乙求解彈簧的勁度系數(shù)；

(3)根據(jù)公式k=YSL分析。

【解答】

(1)該圖線不過原點(diǎn)的原因是：彈簧自身有重力，彈簧水平放置其自然長度為L，豎直放置時(shí)由于自身的重力必然就會(huì)有一定的伸長。

(2)彈簧勁度系數(shù)為k=ΔFΔx=80.1?0.02N/m=100N/m。

(3)由k=YSL即F=kx，得：Y=kLS=100×0.101.0×10?6N/m2=1.0×107N/m2。

故答案為：(1)彈簧自身重力的影響；(2)100；(3)1.0×107N/m2。

B.

【分析】

本題考查了實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理；應(yīng)用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是求出小車所受合力的關(guān)鍵，要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。

(1)根據(jù)平衡摩擦力的方法解答；

(2)回憶平衡摩擦力的方法；為了平衡摩擦力和阻力，應(yīng)該讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)；

(3)根據(jù)逐差法求得加速度；

(4)根據(jù)牛頓第二定律找出關(guān)系式即可判斷。

【解答】

①平衡摩擦力的方法是：把木板一段墊高，在不掛小桶的情況下，讓小車滑下，當(dāng)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，就意味著摩擦力抵消了，此時(shí)應(yīng)當(dāng)讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器也會(huì)有摩擦力。

②根據(jù)牛頓第二定律可知mg=(M+m)a，解得a=mgm+M，只有保持小桶和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量才能保證小車所受的拉力近似等于小桶和砝碼的總重力；

故B正確，AC錯(cuò)誤。

故選B。

(3)根據(jù)△x=aT2可得a=xDG【解析】解：①由圖可知，圖乙中示數(shù)為：14.66cm，則伸長量△l=14.66cm?7.73cm=6.93cm；

②為了更好的找出彈力與形變量之間的規(guī)律，應(yīng)逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重；故選：A；

③在彈簧的彈性限度范圍內(nèi)，胡克定律是成立的，但若超過彈簧的彈性限度，胡克定律將不再適用；圖中出現(xiàn)偏折的原因是因?yàn)槌^了彈簧的彈性限度；

故答案為：①6.93；②A；③超過彈簧的彈性限度。

①根據(jù)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)方法可得出對應(yīng)的讀數(shù)，再由讀數(shù)減去原長即為伸長量；

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性要求可明確哪種方法更為規(guī)范；

③由彈簧的性質(zhì)和圖象進(jìn)行分析，則可得出造成圖象偏離的原因。

彈簧測力計(jì)的原理是在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長與受到的拉力成正比，對于實(shí)驗(yàn)問題，我們要充分利用測量數(shù)據(jù)求解可以減少誤差。

10.【答案】彈簧的原長

3

30

【解析】解：(1)描點(diǎn)作圖，得出彈簧彈力與其長度之間的圖象如下圖所示．

(2)圖線與橫軸的交點(diǎn)表示彈簧所受彈力F=0時(shí)彈簧的長度為6cm，即彈簧的原長，

根據(jù)表格可知，當(dāng)懸掛鉤碼質(zhì)量為90g時(shí)，彈簧的長度為9cm，則彈簧被拉長了．△l=9?6cm=3cm

由圖象可以得出該圖線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為F=(30L?1.8)N，圖象的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，即k=30?N/m．

故答案為：(1)如圖所示；(2)彈簧的原長；3；30

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得彈力大小跟彈簧總長度之間的函數(shù)關(guān)系圖線，進(jìn)而可寫出彈力的表達(dá)式；

圖線跟坐標(biāo)軸交點(diǎn)，表示彈力為零時(shí)彈簧的長度，即為彈簧的原長．圖線延長后跟縱軸交點(diǎn)的物理意義是彈簧自身的重力

對于該實(shí)驗(yàn)要注意：

1、每次增減砝碼測量有關(guān)長度時(shí)，均要保證彈簧及砝碼應(yīng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．

2、測量有關(guān)長度時(shí)，要注意區(qū)分彈簧的原長l0，實(shí)際長度l和伸長量x，并明確三者之間的關(guān)系．

3、描線時(shí)要將盡可能多的點(diǎn)畫在直線上，少數(shù)的點(diǎn)盡可能平均的分布于直線兩側(cè)．

4、掌握圖象與各個(gè)坐標(biāo)軸交點(diǎn)的含義

11.【答案】(1)25；3.0；(2)B

。

【解析】【分析】(1)彈簧的彈力滿足胡克定律，F(xiàn)=kx=k(l?l0)，在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k。

(2)根據(jù)F?x圖象中判斷出彈簧的原長，斜率代表勁度系數(shù)。

考查了胡克定律，注意F?l【解析】(1)在F?x圖象中斜率代表彈簧的勁度系數(shù)，則k=△F△x=60.24N/m=25N/m

在乙圖中彈簧秤的示數(shù)F=3.00N。

(2)A.在丙圖中，當(dāng)彈簧的彈力為零時(shí)，彈簧處于原長，故b的原長大于a的原長，故A錯(cuò)誤；

BC.斜率代表勁度系數(shù)，故a的勁度系數(shù)大于b的勁度系數(shù)，故B正確，C錯(cuò)誤；

D.彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比，故D錯(cuò)誤

故選：B。

故答案為：(1)25

12.【答案】mgα

109【解析】解：(1)描出點(diǎn)后，作出圖線如圖所示：

(2)L?n圖線的斜率為α=△l△n

由胡克定律有：△F=k△l

即△nmg=k△l

聯(lián)立以上各式可得：k=mgα

由圖可得斜率約為α=0.45×10?2m

所以可得勁度系數(shù)為：

k=50×10?3×9.80.45×10?2N/m=109N/m

故答案為：(1)圖線如圖所示：

(2)mgα，(3)109。

(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，再作出圖線；

(2)根據(jù)圖線寫斜率的表達(dá)式，再根據(jù)胡克定律進(jìn)行分析，即可得勁度系數(shù)的表達(dá)式；在圖線上選兩個(gè)較遠(yuǎn)的點(diǎn)求出斜率的數(shù)值，結(jié)合勁度系數(shù)的表達(dá)式即可求出結(jié)果。

【解析】【分析】

(1)讀數(shù)時(shí)需估讀到毫米的下一位；

(2)當(dāng)在砝碼盤內(nèi)加入重力為F的砝碼，圖線的斜率為等于彈簧的勁度系數(shù)，根據(jù)胡克定律求解。

【解答】

(1)讀數(shù)時(shí)需估讀到毫米的下一位，其示數(shù)為13.70cm；

(2)設(shè)彈簧原長為a，勁度系數(shù)為k，砝碼盤的重力G0=k(L0?a)，當(dāng)在砝碼盤內(nèi)加入重力為F的砝碼，根據(jù)胡克定律有G0+F=k(L?L0+L0?a)，得F=kΔL，圖線的斜率為2.50N/m，等于彈簧的勁度系數(shù)，彈簧原長a=L0?G0k=7.70cm。

故答案為：(1)13.70【解析】解：(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)做出F?x圖線，如圖所示