备考2019年高考物理一轮专题： 第9讲 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系
试卷更新日期：2018-09-20 类型：一轮复习
一、实验探究题
-
1. 在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码所受的重力G与弹簧总长L的关系图象，如图所示，根据图象回答以下问题：
(1)、弹簧的原长为m；(2)、弹簧的劲度系数为N/m．2. 王芳同学在研究弹簧的伸长与拉力大小的关系实验时，得到如下数据：拉力的大小（N）
0
2
4
6
8
弹簧的长度（cm）
15
16
17
18
19
弹簧的伸长（cm）
0
实验结束后，加在弹簧自由端的拉力消失，弹簧长度回到15cm．
请你对表中的弹簧的长度数据进行研究，填写对应的弹簧的伸长数据．并分析弹簧的伸长与拉力大小之间的关系，结论是： ．
3.某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验．
(1)、将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在（选填“水平”或“竖直”）方向．(2)、他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由图线可得弹簧的原长x0=cm，劲度系数k=N/m，他利用本实验原理把弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧伸长的长度△x=cm．4. 曾经谣传2012年12月21日“世界末日”来临．有不少科学家在玛雅文化发祥地进行探索和研究，发现了一些散落在平整山坡上非常规则的不明圆柱体，有科学家认为是外星人带着玛雅人离开时留下的．对其力学性质进行研究，下表为其形变量x与所施加拉力F关系的实验数据F/N
0.5
2
4.5
8
12.5
18
X/mm
1
2
3
4
5
6
(1)、试猜想此不明圆柱体施加拉力F与其形变量x的关系(2)、如果想要验证猜想是否正确，应该画出下列哪种图象最能直观准确的表示两者之间的关系A、F﹣x图象 B、F﹣x2图象 C、F2﹣x图象 D、F2﹣x2图象．5.一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验，采用如图a所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实验中做出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x的图象如图b所示．（重力加速度g=10m/s2）
(1)、利用图b中图象，可求得该弹簧的劲度系数为N/m．(2)、利用图b中图象，可求得小盘的质量为kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果比真实值（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）．
6. 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．
①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△l为cm；
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是；（填选项前的字母）
A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线．图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是 ．
7. 某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据如表：（重力加速度g取9.8m/s2）
砝码质量m/102g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
标尺刻度x/10﹣2m
15.00
18.94
22.82
26.78
30.66
34.60
42.00
54.50
(1)、根据所测数据，在图乙中作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．
(2)、根据所测得的数据和关系曲线可判断，在 N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．这种规格的弹簧劲度系数为N/m．8. 某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k．做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上．然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上，当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度值记作l0 ， 弹簧下端每增加一个50g的砝码时，指针示数分别记作l1、l2、…l5 ， g取9.8m/s2 ．(1)、下表记录的是该同学测出的5个值，其中l0未记录．代表符号
l0
l1
l2
l3
l4
l5
刻度值/cm
3.40
5.10
6.85
8.60
10.30
以砝码的数目n为纵轴，以弹簧的长度l为横轴，根据表格中的数据，在如下坐标纸中作出n﹣l图线．
(2)、根据n﹣l图线，可知弹簧的劲度系数k=N/m．（保留2位有效数字）(3)、根据n﹣l图线，可知弹簧的原长l0=cm．9. 对一根用新材料制成的金属杆M进行抗拉测量．这根金属杆长5cm，横截面积为1.0cm2 ， 设计要求使它受到拉力后的伸长量不超过原长的 ．由于这一拉力很大，杆又很长，直接测试有困难，现选用这种材料制成样品进行测试，得到不同情况下得伸长量如下表所示：长度 横截面积拉力 1000N 2000N 3000N 4000N 1m 0.10cm2 0.08cm 0.16 cm 0.24 cm 0.32 cm 2m 0.10cm2 0.16 cm 0.32 cm 0.48 cm 0.64 cm 1m 0.20cm2 0.04 cm 0.08 cm 0.12 cm 0.16 cm 2m 0.20cm2 0.08 cm 0.16 cm 0.24 cm 0.32 cm (1)、在设计和分析实验数据中，用到了我们学过的的科学研究方法．(2)、测试结果表明：样品受拉力作用后，其伸长量与样品的长度成比，与样品的横截面积成比．(3)、待测金属杆M能够允许承受的最大拉力为N．10.利用研究弹力和弹簧伸长关系的实验，测定弹簧的劲度系数．用一测力计水平拉一端固定的弹簧，测出的几组弹力F与弹簧长度L对应的数据如表格所示：
F/N
1.10
1.50
2.00
2.80
3.40
4.00
L/cm
22.00
22.35
22.60
23.20
23.60
24.00
(1)、在坐标图中作出此弹簧的F﹣L图线；(2)、F﹣L图线与L轴的交点横坐标表示；(3)、弹簧的劲度系数为N/m．11. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．(1)、将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在方向（填“水平”或“竖直”）．(2)、弹簧自然悬挂，待弹簧时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；(3)、在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6 ， 数据如下表．
代表符号
L0
Lx
L1
L2
L3
L4
L5
L6
数值（cm）
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30
如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值（填“L0”或“Lx”）．
(4)、由图可知弹簧的劲度系数为N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为g．（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）