2019-2020年高考物理一轮复习 2.4.1实验一 探究弹力和弹簧伸长的关系知能检测.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 2.4.1实验一 探究弹力和弹簧伸长的关系知能检测实验步骤及误差分析1、2、6实验数据处理3、4、5实验创新设计72(xx年惠州高三调研)某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把LL0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列所示图线的哪一个()解析：由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.答案：C3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，实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图标出(g9.8 m/s2)(1)作出ml的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为_N/m.解析：(1)画一条直线尽量通过较多的点，如图所示(2)在画出的图象上选取较远的两点，用于计算劲度系数选(11.5,0.75)及(19.0,2.75)两点，有k N/m0.261 N/m.答案：(1)图见解析(2)0.261(在0.2480.262之间均可)4(xx年阜阳调研)某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线由此图线可得该弹簧的原长x0_cm，劲度系数k_N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度x_cm.解析：图线在横轴上的截距等于弹簧的原长x04.00 cm，图线斜率等于弹簧的劲度系数k50 N/m.把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数为3.0 N时，弹簧伸长x6 cm.该弹簧的长度xx0x10 cm.答案：(1)竖直(2)4.0050(3)105利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验所用的钩码每只的质量为30 g实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后依次测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中(弹力始终未超过弹性限度，取g10 m/s2)记录数据组123456钩码总质量/g0306090120150弹簧总长/cm6.007.118.209.3110.4011.52(1)在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线(2)由图线求得该弹簧的劲度系数k_N/m.(保留两位有效数字)解析：(1)弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图线如图所示(2)弹簧的劲度系数k等于Fx关系图线的斜率故k27 N/m.答案：(1)图见解析(2)276为了探索弹力和弹簧伸长的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示图像(1)从图象上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为_(2)这两根弹簧的劲度系数分别为_N/m和_N/m；若要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选弹簧_(3)从上述数据和图线中分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议建议：_.解析：(1)在弹性范围内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性范围，则此规律不成立，所以所给的图象上端成为曲线，是因为形变量超过弹簧的弹性限度(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为：k甲 N/m66.7 N/mk乙 N/m200 N/m.要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选用一定的外力作用时，弹簧的形变量大的，故选甲弹簧(3)建议：实验中钩码不能挂太多，控制在弹性限度内答案：(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲(3)见解析7某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h30.0 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，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出Fl图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k_N/m，弹簧的原长l0_.解析：根据胡克定律F与l的关系式为：Fk(lhl0)klk(hl0)，从图象中得到直线的斜率为2 N/cm，截距为20 N，故弹簧的劲度系数为k2 N/cm200 N/m，由k(hl0)20 N，于是l020 cm.答案：20020 cm