优化探究新课标2017届高三物理一轮复习第2章相互作用实验2探究弹力和弹簧伸长的关系知能提升演练.doc
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1、探究弹力和弹簧伸长的关系1.在“探究弹力和弹簧伸长量关系”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_(2)弹簧的劲度系数为_(3)分析图象,总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为_解析:由题图知,当不挂钩码时,弹簧长10 cm,即弹簧原长为10 cm;弹簧的劲度系数等于图象的斜率,即k N/m1 000 N/m;由数学函数关系可得弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为F1 000(L0.10)N.答案:(1)10 cm(2)1 000 N/m(
2、3)F1 000(L0.10)N2为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出(g取9.8 m/s2)(1)作出m-l的关系图线(2)弹簧的劲度系数为_ N/m.解析:(1)如图所示,让直线通过尽可能多的点(2)从图线上取两个相距较远的点,利用k求出,k等于0.252(0.248 N/m到0.262 N/m之间均可)答案:(1)图见解析(2)0.252(0.2480.262之间均正确)3.用如图所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下
3、拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量测量数据如表格所示:伸长量x/cm2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.502.934.555.987.50(1)以x为横坐标,F为纵坐标,在图中的坐标纸上描绘出能够正确反映弹力与伸长量关系的图线(2)由图线求得该弹簧的劲度系数为_(保留两位有效数字)解析:横轴表示伸长量x,纵轴表示弹力F,按照表格数据,描点画图,得到一条直线,图象斜率代表弹簧劲度系数答案:(1)如图(2)75 N/m(7478 N/m之间且有效位数正确均可)4(2016延安质量检测)用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,
4、被测弹簧一端固定于A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应刻度如图乙中cd虚线所示已知每个钩码质量为50 g,重力加速度g取9.8 m/s2,则被测弹簧的劲度系数为_ N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量为_ cm.解析:由题图可知,当钩码增至3个时,弹力增大mg,而弹簧的长度伸长0.70 cm,则由平衡关系可知,mgkx,解得劲度系数k70 N/m;对3个钩码由3mgkx1,解得x12.10 cm.答案:702.105某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻质弹簧
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