届高三物理一轮配套练习2.4 实验(1)探究弹力与弹簧伸长的关系 新人教版必修1.doc
第四节 实验(1)探究弹力与弹簧伸长的关系随堂演练巩固1.一个实验小组在”探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示.下列表述正确的是( ) A.a的原长比b的长 B.a的劲度系数比b的大 C.a的劲度系数比b的小 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比 【解析】 图象的斜率表示劲度系数,可知a的劲度系数比b的大,B正确,C错误;与l轴的截距表示原长,则a的原长比b的短,A错误. 来源:Zxxk.Com【答案】 B 2.如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,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).则下列判断正确的是( ) A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C.该弹簧的劲度系数是100 N/m D.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变 【解析】 由乙图可知F=kx,即弹簧的弹力和弹簧的形变量成正比,不与弹簧长度成正比,A错误. 由F=kx可知,B说法正确;由 N/m知C错误;Fx图线的斜率对应弹簧的劲度系数,而x>0和x<0时的斜率相同,故D正确. 【答案】 BD 3.(2011安徽理综,21)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.实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出.(g=9.8 m/s (1)作出m-l的关系图线; 来源:学科网(2)弹簧的劲度系数为 N/m. 【解析】 (1)如图所示. (2)从图象中取两相距较远的点,利用求出,k为0.248 N/m到0.262 N/m之间某值. 【答案】 (1)见解析图 (2)0.248 0.262 4.(2012广东四会中学第一次考试)佛山市九江大桥撞船事故发生后,佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修,其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工,置换了大桥上所有的斜拉悬索.某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50 m、横截面积为400 cm的新悬索能承受的最大拉力.由于悬索很长,抗断拉力又很大,直接测量很困难,于是同学们取来了同种材料制成的样品进行实验探究. 由胡克定律可知,在弹性限度内,弹簧的弹力F与形变量x成正比,其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关.因而同学们猜想,悬索可能也遵循类似的规律. (1)同学们准备像做”探究弹力与弹簧伸长的关系”实验一样,先将样品竖直悬挂,再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验.但有同学说悬索的重力是不可忽略的,为了避免悬索所受重力对实验的影响,你认为可行的措施是: . (2)同学们通过游标卡尺测量样品的直径来测定其横截面积,某次测量的结果如图所示,则该样品的直径为_ cm. 来源:学科网ZXXK 来源:Z。xx。k.Com(3)同学们经过充分的讨论,不断完善实验方案,最后测得实验数据如下表: 分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位:N)与伸长量x(单位:m)所遵循的函数关系式是_. 对比各样品的实验数据可知,悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比,其比例系数与悬索长度的_成正比、与悬索的横截面积的_成正比. 【答案】 (1)将悬索样品一端固定并水平放置在光滑水平面上,另一端连接轻绳绕过滑轮悬挂钩码 (2)0.830 (3) 平方的倒数 大小 5.(2011江苏苏州模拟)某学校物理探究小组在”探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中. 来源:Zxxk.Com(1)将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上,旁边置一刻度尺,刻度尺的零刻线跟O点对齐,在弹簧的下部A处做一标记,如固定一个指针.在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都是50 g),指针在刻度尺上指示的刻度为x.逐个增加所挂钩码的个数,刻度x随挂钩上的钩码的重量F而变化,几次实验测得相应的F、x各点描绘在图中.请在图中描绘出x随F变化的图象.由图象得出弹簧的劲度系数_N/m(结果取两位有效数字);此弹簧的弹力大小跟弹簧伸长量x的关系是_. (2)如果将指针固定在A点的下方P处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与相比,可能是_. A.大于 B.等于 C.小于 D.无法确定 (3)如果将指针固定在A点的上方Q处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与相比,可能是_. A.大于 B.等于 C.小于 D.无法确定 【解析】 (1)根据坐标纸中描下的点,作出平滑直线,注意所画的线不一定过所有的点,尽量使各点均匀地分布在图线的两侧(如图所示),则图线的斜率的倒数表示弹簧的劲度系数,即代入数据得 N/32 N/m,所以弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量x的函数关系式是F弹=32x. (2)如果将指针固定在A点的下方P处,弹簧的劲度系数不变,得出弹簧的劲度系数仍等于B正确. (3)如果将指针固定在A点的上方Q处,由于选用的弹簧变短,则弹簧的劲度系数变大,得出弹簧的劲度系数与相比,要大于A正确. 【答案】 (1)见解析图 32 F弹=32x (2)B (3)A
