2017-2018学年高考物理 精做04 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系大题精做 新人教版

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1、精做04实验：探究弹力和弹簧伸长的关系1．（2014·新课标全国Ⅱ卷）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、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砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）。已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.

2、88cm。P1P2P3P4P5P6x0（cm）2.044.066.068.0510.0312.01x（cm）2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k（N/m）163①56.043.633.828.81/k（m/N）0.0061②0.01790.02290.02960.0347（1）将表中数据补充完整：①，②。（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k–n图。（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=③N/m；该弹

3、簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的表达式为k=④N/m。【答案】（1）①81.7②0.0122（2）见解析（3）③（在之间均可）④（在之间均可）【解析】（1）①中；②。（2）图线如图：（3）③由图线可知直线的斜率为，故直线方程满足，即(N/m)（在之间均可）。④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm；则n匝弹簧的原长满足，代入可得：。（在之间均可）2．（2012·广东卷）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

4、记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小分度为______。（3）图16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“或”）。（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

5、数字，重力加速度取9.8m/s2）。【答案】（1）竖直（2）稳定（3）（4）4.910（4）根据胡克定律公式，有：，由表格得到，弹簧原长为：；挂砝码盘时：；根据胡克定律，砝码盘质量为：。3．（2017·太原高一期末）在探究“弾力与弹簧伸长的关系”通过在悬挂弹簧下面加钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下数据：（1）由数据在坐标系中作出F–x图象；（2）由图线可知，弹力F与弹簧伸长x的关系是_____________________________。（3）由图线可求得弹簧的劲度系数k=_____N/m。【答案】（1）见解析（2）在弹性限度内，弹簧伸长与弹力成正比（3）43【解析】（1）描

6、点作图，弹力与伸长量的关系图线如图所示：知道弹簧的弹力与伸长量成正比。（2）根据图象，该直线为过原点的一条直线，由此得出结论是在弹性限度内，弹簧伸长与弹力成正比；（3）图线的斜率表示劲度系数，则。【名师点睛】根据表格中的弹簧与弹簧形变量，作出F–x的关系，得出弹力与形变量的关系，通过图线的斜率求出弹簧的劲度系数。4．（1）某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F–L图象，由图象可知：弹簧原长L0=_______cm，弹簧的劲度系数k=________N/m。（2）如图b的方式挂上钩码（已知每个钩码重G=1N），使（1）中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b

7、，则指针所指刻度尺示数为______cm；由此可推测图b中所挂钩码的个数为______个。【答案】（1）3.0200（2）1.503【名师点睛】要注意区分弹簧的原长、实际长度和伸长量，并明确三者之间的关系。5．（2017·北京二中高一期中）在“探究弹力和弹簧伸长关系”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，利用描点法作出了所挂钩码的重力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________cm。（2）弹簧的劲度系数为_____