《高考備考指南 物理 》課件-實(shí)驗(yàn)二　探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系(本欄目對(duì)應(yīng)配套訓(xùn)練P16~17)知識(shí)鞏固練習(xí)1.(多選)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是()A.彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C.用直尺測(cè)得的彈簧長(zhǎng)度即彈簧的伸長(zhǎng)量D.用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等【答案】AB2.如圖甲所示，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(zhǎng)量的關(guān)系”，重力加速度g取9.8m/s2.(1)實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具有.(2)關(guān)于“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是()A.彈簧被拉伸時(shí)，拉力越大越好B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要使彈簧保持豎直狀態(tài)C.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要在鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)讀數(shù)D.用刻度尺測(cè)得的彈簧長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的彈簧伸長(zhǎng)量x和所掛鉤碼的質(zhì)量m繪制的m－x圖像如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(4)如圖丙所示，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(zhǎng)度L的關(guān)系圖像.下列說法正確的是()A.a的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)B.a的勁度系數(shù)比b的小C.a的勁度系數(shù)比b的大D.彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比【答案】(1)刻度尺(2)BC(3)49(4)C【解析】(1)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，故需要的測(cè)量工具有刻度尺.(2)彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度，A錯(cuò)誤；用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要使彈簧保持豎直狀態(tài)，此時(shí)彈簧的彈力等于鉤碼的重力，B正確；用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要在鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)讀數(shù)，C正確；用刻度尺測(cè)得的彈簧長(zhǎng)度不是伸長(zhǎng)量，是原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)量之和，D錯(cuò)誤.(3)由圖乙可知彈簧的勁度系數(shù)k＝ΔFΔx＝60×10(4)橫坐標(biāo)表示彈簧長(zhǎng)度，縱坐標(biāo)表示彈簧彈力，由圖丙可知，當(dāng)彈簧受力為0時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為原長(zhǎng)，可發(fā)現(xiàn)此時(shí)b的長(zhǎng)度要大于a的，A錯(cuò)誤；圖線斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，a的圖線比b的陡，所以a的斜率大，勁度系數(shù)大，B錯(cuò)誤，C正確；彈簧的彈力滿足胡克定律，即彈力與彈簧的形變量成正比，D錯(cuò)誤.綜合提升練習(xí)3.(2023年廣東模擬)(1)某實(shí)驗(yàn)小組在探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表.彈力F/N0.501.001.502.002.503.003.50伸長(zhǎng)量x/(×10－2m)0.741.802.803.724.605.586.42在坐標(biāo)系中作出彈簧彈力隨伸長(zhǎng)量變化的圖像，求得該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(2)該實(shí)驗(yàn)小組緊接著又研究橡皮筋伸長(zhǎng)量與所受拉力的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長(zhǎng)約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為20g)，每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量.當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)量Δl與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示.從圖像中可以得出________.(填選項(xiàng)前的字母)

A.增掛鉤碼時(shí)Δl與F成正比，而減掛鉤碼時(shí)Δl與F不成正比B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的小C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等D.增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度【答案】(1)如圖54(2)BD【解析】(1)由胡克定律可知k＝ΔFΔx＝3.5(2)由圖可知，增掛鉤碼與減掛鉤碼時(shí)Δl與F不成正比，A錯(cuò)誤；如圖所示，當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的小，B正確，C錯(cuò)誤；由圖可知，增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，D正確.4.將兩根自然長(zhǎng)度相同、勁度系數(shù)不同、粗細(xì)不同的彈簧套在一起，看作一根新彈簧.設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1，原細(xì)彈簧(記為B)勁度系數(shù)為k2，套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為k3.關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系，同學(xué)們作出了如下猜想：甲同學(xué)：和電阻并聯(lián)相似，可能是1乙同學(xué)：和電阻串聯(lián)相似，可能是k3＝k1＋k2丙同學(xué)：可能是k3＝k(1)為了驗(yàn)證猜想，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(裝置見圖甲).(2)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相應(yīng)填空.a.將彈簧A懸掛在鐵架臺(tái)上，用刻度尺測(cè)量彈簧A的自然長(zhǎng)度L0；b.在彈簧A的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)n、每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮，并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1；c.由F＝________計(jì)算彈簧的彈力，由x＝L1－L0計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量，由k＝Fxd.改變________，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1；

e.僅將彈簧分別換為B、C，重復(fù)上述操作步驟，求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值k2、k3；f.比較k1、k2、k3并得出結(jié)論.(3)圖乙是實(shí)驗(yàn)得到的圖線，由此可以判斷________同學(xué)的猜想正確.

【答案】(2)nmg鉤碼的個(gè)數(shù)(3)