2014高考物理一轮复习 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系专题精讲

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1、2014《金版教程》高考物理一轮复习实验专题精讲：实验二探究弹力和弹簧伸长的关系1.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是(　　)A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等解析：本实验中以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长的关系，所以A、B正确．答案：AB2．

2、某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的(　　)解析：考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以C正确．答案：C3．某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系．实验时，将原长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长

3、量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量．根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图象如图所示．从图象中可以得出__________．(填选项前的字母)A.增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl与F不成正比B.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C.当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度解析：根据图象可以看出，当所挂钩码个数相等时，增挂钩码时橡皮

4、筋的伸长量比减挂钩码时橡皮筋的伸长量要小，这说明增挂钩码时所挂钩码个数较多，导致橡皮筋超出弹性限度，减挂钩码时未恢复原长所致．答案：D4．[2013·哈三中高三月考]用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长，17世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/100，由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种

5、材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下图：长度/m伸长x/cm截面积S/cm2250500750100010.050.040.080.120.1620.050.080.160.240.3230.050.120.240.360.4810.100.020.040.060.0810.200.010.020.030.04(1)根据测试结果，推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为x＝________(用所给字母表示，比例系数用k表示)．(2)在寻找上述关系中，运用________科学研究方法．解

6、析：假定F与L不变，依题表数据可得出x∝用同样的方法可得出x∝F，x∝L，即x＝k.答案：(1)x＝k(其中k为比例系数)　(2)控制变量法5．橡皮筋也象弹簧一样，在弹性限度范围内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k＝Y，其中Y是一个由材料本身性质决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．(1)在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是(　　)A．N　　　　　　B．mC．N/mD．Pa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨

7、氏模量Y的值．首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L＝20.00cm，再利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D＝4.000mm.那么测量工具a应该是________，测量工具b应该是________．(3)下面的表格是用图示装置得到的橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.拉力F/N510152025伸长量x/cm1.63.24.76.48.0请作出F－x图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k＝__________N/m.(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y＝______________.解析：(1)在弹性限度范围内，弹力

8、F与伸长量x成正比有F＝kx，又由题意知k＝YS/L，则F＝kx＝Y·x，得出杨氏模量Y＝，各物理量取国际单位可得杨氏模量的单位是N/m2，即Pa.(2)根据精确度判断，毫来刻度尺精确度为1mm，螺旋测微器精确度为0.01mm，即a是毫米刻度尺，b是螺旋测微器．(3)作图如图所示．根据图线斜率表示劲度系数k，得k＝≈3.1×102