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实验探究弹力和弹簧伸长的关系1.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”中,关于操作步骤先后顺序,下列说法正确的是(B)A.先测量弹簧的原长,后竖直悬挂B.先竖直悬挂,后测量弹簧的原长C.先后顺序对实验结果无影响D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于读数时是否平视解析:由于弹簧自身重量的影响,弹簧平放时的长度与竖直悬挂时的长度不同,竖直悬挂时长度更长一些.由于实验时弹簧始终处于竖直状态,故弹簧长度一直受自重影响,所以测量原长时,应测量弹簧竖直悬挂时的长度,选项B正确.2.(2017陕西省西藏民族学院附属中学高一月考)为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A,B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的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线的原因是 ,B弹簧的劲度系数为 ,若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (填“A”或“B”).解析:向上弯曲的原因是超出了弹性限度,注意该图象中纵坐标为伸长量,横坐标为拉力,斜率的倒数为劲度系数,由此可求出kB=100 N/m,由于A的劲度系数小,因此其精度高.答案:超过弹簧的弹性限度100 N/mA3.(2016浙江乐青高一检测)如图(甲)所示,一根弹簧固定在传感器上,传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象,如图(乙)所示.由图可知:(1)弹簧产生的弹力与弹簧的形变量成(填“正比”或“反比”).(2)该弹簧的劲度系数为 .(3)该弹簧不受外力时,劲度系数 (填“变大”“变小”或“不变”).解析:(1)弹簧弹力与弹簧的形变量成正比;(2)在弹力与弹簧形变量图象上,图象的斜率表示劲度系数,由此可知该弹簧的劲度系数是k= N/m=200 N/m;(3)劲度系数是由弹簧本身的性质决定的,与外力无关;故不受外力时,劲度系数不变.答案:(1)正比(2)200 N/m(3)不变4.(2017福建省福州市八县一中高一期末联考)某同学利用如图(甲)所示的装置做“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.(2)将该弹簧按图(甲)竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的钩码,实验测出了钩码质量m与弹簧长度L的相应数据,其对应点已在图(乙)上标出(重力加速度取g=9.8 N/kg),请在图(乙)中作出mL的关系 图线.(3)该弹簧的劲度系数k=N/m.(结果保留三位有效数字).解析:(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直;(2)图象如图;(3)该弹簧的劲度系数k= N/m45.4 N/m.答案:(1)竖直(2)图象见解析(3)45.4(44.049.0均可)5.(2016绵阳高一期末)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钩码.实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出(g=10 m/s2) (1)作图并求出弹簧的劲度系数为 N/m.(保留两位有效数字)(2)实验中多次测量的目的是为了减小 (选填“系统误差”或“偶然误差”).解析:(1)如图所示由胡克定律F=kx得k=gk斜25 N/m.(2)实验误差有偶然误差与系统误差之分,其中每次实验的偶然误差可能偏大,也可能偏小,故多次测量可以减小偶然误差.答案:(1)图见解析25(2327均可)(2)偶然误差6.以下是某同学所进行的“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验 步骤:(1)将一个弹簧的上端固定在铁架台上,竖直悬挂起来,在弹簧下挂一个钩码,记下钩码的质量m1,此时弹簧平衡,弹力大小为F1=m1g,并用刻度尺测量出此时弹簧的长度l1,并记录到表格中.(2)再增加钩码,重复上述的操作,逐渐增加钩码的重力,得到多组 数据.(3)以力F为纵坐标,以弹簧长度lx为横坐标,根据所测的数据在坐标纸上描点.(4)按坐标纸上所描各点的分布与走向,作出一条平滑的曲线(包括 直线).(5)根据图线的特点,分析弹簧的弹力F与弹簧长度lx的关系,并得出实验结论.以上步骤中至少有三处不当之处,请将不合理的地方找出来并进行 修正.解析:(1)中还应该测出弹簧的原长l0,此时应在不挂钩码的情况下,让弹簧保持自然下垂状态,用刻度尺测出从悬点到弹簧下端的长度即为l0;(2)中建立坐标系时应该以弹簧的形变量为横坐标,因为探究的是弹力与弹簧伸长量的关系;(3)中应分析弹力与弹簧伸长量的关系.答案:见解析
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