2019年高考物理一轮复习专题04验证胡克定律含解析2.pdf
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1、验证胡克定律验证胡克定律 【纲要导引】【纲要导引】 验证胡克定律在新课标卷中常考,计算每增加一个砝码弹簧的平均伸长量属于难点,需要用到逐差法,并 且计算量比较大,需要同学们认真计算。 【点拨练习】【点拨练习】 1 (2018新课标)如图(a) ,一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘 : 一标尺由游标和主尺构成, 主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。 现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺 读数为 1.950cm; 当托盘内放有质量为 0.100kg 的砝码时,移动游标,再次使其零刻度
2、线对准指针,标尺示 数如图 (b) 示数, 其读数为 cm 当地的重力加速度大小为 9.80m/s2, 此弹簧的劲度系数为 N/m (保留 3 位有效数字) 。 【答案】【答案】3.775;53.7。 【解析】【解析】图(b)中主尺读数为 3.7cm,游标卡尺的读数为 0.05mm150.75mm,故读数为 3.7cm+0.75mm 3.775cm; 由题意可得:托盘内放质量 m0.100kg 的砝码,弹簧伸长量x3.775cm1.950cm1.825cm; 根据受力分析可得:mgkx,故弹簧的劲度系数; 2 (2015四川)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻
3、度与弹簧上 端平齐,在弹簧下端挂 1 个钩码,静止时弹簧长度为 l1,如图 1 所示,图 2 是此时固定在弹簧挂钩上的指 针在刻度尺(最小分度是 1 毫米)上位置的放大图,示数 l1 cm在弹簧下端分别挂 2 个、3 个、4 个、5 个相同钩码,静止时弹簧长度分别是 l2、l3、l4、l5,已知每个钩码质量是 50g,挂 2 个钩码时,弹 簧弹力 F2 N(当地重力加速度 g9.8m/s2) 。要得到弹簧伸长量 x,还需要测量的是 。作出 Fx 曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。 【答案】25.85;0.98;弹簧原长 【解析】由 mm 刻度尺的读数方法可知图 2 中的读数为:25.85cm;
4、 挂 2 个钩码时,重力为:G2mg20.059.80.98N;由平衡关系可知,弹簧的拉力为 0.98N; 本实验中需要测量的是弹簧的形变量,故还应测量弹簧的原长; 3 (2014浙江)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图 1 连接起来进行探究。 (1)某次测量如图 2,指针示数为 cm。 (2)在弹性限度内,将 50g 的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针 A、B 的示数 LA、LB如表。用表数据计算 弹簧 I 的劲度系数为 N/m(重力加速度 g10m/s2) 。由表数据 (填“能”或“不能” )计算 出弹簧的劲度系数。 钩码数1234 LA/cm15.7119.7123.6
5、627.76 LB/cm29.9635.7641.5147.36 【答案】 (1)16.00;(2)12.5,能。 【解析】 (1)刻度尺读数需读到最小刻度的下一位,指针示数为 16.00cm。 (2)由表格中的数据可知,当弹力的变化量F0.5N 时,弹簧形变量的变化量为x4.00cm,根据胡克 定律知: 。 结合 L1和 L2示数的变化,可以得出弹簧形变量的变化量,结合弹力变化量,根据胡克定律能求出弹簧 的劲度系数。 4 (2014新课标)某实验小组探究弹簧的劲度系数 k 与其长度(圈数)的关系。实验装置如图(a)所示 : 一均匀长弹簧竖直悬挂, 7 个指针 P0、 P1、 P2、 P3、
6、P4、 P5、 P6分别固定在弹簧上距悬点 0、 10、 20、 30、 40、 50、 60 圈处:通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向 0 刻度。设弹簧下端未挂重物时,各指 针的位置记为x0; 挂有质量为0.100kg的砝码时, 各指针的位置记为x。 测量结果及部分计算结果如表所示 (n 为弹簧的圈数, 取重力加速度为9.80m/s2) 。 已知实验所用弹簧总圈数为60, 整个弹簧的自由长度为11.88cm。 P1P2P3P4P5P6 x0(cm)2.044.066.068.0510.08 12.01 x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41 n1
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