PAGE4-探究彈簧彈力和伸長量的關系(建議用時25分鐘)1.(2019·洛陽模擬)(1)(多選)在“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗中,以下說法正確的是 ()A.彈簧被拉伸時,不能超出它的彈性限度B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態C.用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D.用幾個不同的彈簧,分別測出幾組拉力與伸長量,得出拉力與伸長量之比相等(2)某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗,他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用直尺測出彈簧的原長L0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L,把L-L0作為彈簧的伸長量x,這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的圖線可能是下列選項中的 ()【解析】(1)實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象,在彈性限度內通過增減鉤碼的數目來改變對彈簧的拉力,以探究彈力和彈簧伸長量的關系,并且拉力和重力平衡,所以選A、B。(2)由于彈簧自身重力的影響,當不掛鉤碼時,彈簧的伸長量x>0,所以選C。答案:(1)A、B(2)C2.用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數,被測彈簧一端固定于A點,另一端B用細繩繞過定滑輪掛鉤碼,旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺,當掛兩個鉤碼時,繩上一定點P對應刻度如圖乙中ab虛線所示,再增加一個鉤碼后,P點對應刻度如圖乙中cd虛線所示,已知每個鉤碼質量為50g,重力加速度g取9.8m/s2,則被測彈簧的勁度系數為________N/m,掛三個鉤碼時彈簧的形變量為____【解析】增加一個鉤碼,彈簧的拉力增加ΔF=mg=0.49N,彈簧的伸長量增加Δx=7mm=7×10-3m,故彈簧的勁度系數為k=ΔFΔx=0.497×10-3N/m=70N/m答案:702.103.在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時,某同學把兩根彈簧如圖甲連接起來進行探究。(1)某次測量如圖乙所示,指針示數為________cm。

(2)在彈性限度內,將50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數LA和LB如表。用表中數據計算彈簧Ⅰ的勁度系數為____________N/m(重力加速度g取10m/s2)。由表中數據________(選填“能”或“不能”)鉤碼數1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36【解析】(1)刻度尺讀數需要估讀到精確位的下一位,由圖可知指針示數為16.00cm,考慮到誤差范圍,15.95～(2)由胡克定律F=kΔx,結合表格數據可知彈簧Ⅰ的勁度系數k1=50×10-3×10(19.71-15.71)×10-2N/m=12.5N/m,考慮誤差范圍情況下12.2～12.8N/m均算正確;對于計算彈簧Ⅱ的勁度系數,只需要測出彈簧Ⅱ答案:(1)16.00(15.95～16.05)(有效數字位數正確)(2)12.5(12.2～12.8)能4.某物理興趣小組的同學在研究彈簧彈力的時候,測得彈力的大小F和彈簧長度L的關系如圖1所示,則由圖線可知:(1)彈簧的勁度系數為________。

(2)為了用彈簧測定兩木塊A、B間的動摩擦因數μ,兩同學分別設計了如圖2所示的甲、乙兩種方案。①為了用某一彈簧測力計的示數表示A和B之間的滑動摩擦力的大小,你認為方案________更合理。

②甲方案中,若A和B的重力分別為10.0N和20.0N。當A被拉動時,彈簧測力計a的示數為6.0N,b的示數為11.0N,則A、B間的動摩擦因數為________。

【解析】(1)由題圖1可知,當彈力為F0=60N,彈簧的伸長量x0=L-L0=20cm=0.2m,由胡克定律得彈簧的勁度系數k=F0x0=600.2N/m=300N/m。(2)①甲、乙兩種方案,在拉著A運動的過程中,拉A的彈簧測力計由于在不斷地運動,示數可能會變化,讀數不準,甲方案中的a是不動的,指針穩定,便于讀數,甲方案更合理。②a的拉力與A對B的滑動摩擦力f平衡,由于a示數為6.0N,即f=F=6.0答案:(1)300N/m(2)①甲②0.35.(2020·成都模擬)將兩根自然長度相同、勁度系數不同、粗細也不同的彈簧套在一起,看作一根新彈簧,設原粗彈簧(記為A)勁度系數為k1,原細彈簧(記為B)勁度系數為k2,套成的新彈簧(記為C)勁度系數為k3。關于k1、k2、k3的大小關系,同學們作出了如下猜想:甲同學:和電阻并聯相似,可能是1k3=1乙同學:和電阻串聯相似,可能是k3=k1+k2丙同學:可能是k3=k(1)為驗證猜想,同學們設計了如圖甲實驗。簡要實驗步驟如下,請完成相應填空。a.將彈簧A懸掛在鐵架臺上,用刻度尺測量彈簧A的自然長度L0;b.在彈簧A的下端掛上鉤碼,記下鉤碼的個數n、每個鉤碼的質量m和當地的重力加速度g,并用刻度尺測量彈簧的長度L1;c.由F=__________計算彈簧的彈力,由x=L1-L0計算彈簧的伸長量,由k=Fx計算彈簧的勁度系數d.改變________________,重復實驗步驟b、c,并求出彈簧A的勁度系數的平均值k1;

e.僅將彈簧分別換為B、C,重復上述操作步驟,求出彈簧B、C的勁度系數。(2)圖乙是實驗得到的圖線,由此可以判斷__________同學的猜想正確。

【解析】(1)彈簧的彈力等于n個鉤碼的重力nmg,多次測量求平均值可