平行四边形弹簧弹力实验.docVIP

[2014·重庆卷] (2)为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验D的两根立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为L(L＞)． 题6图3他们首先在绳上距离P点10 处(标记为C点)系上质量为m的重物(不滑动)，由测力计读出绳PC、QC的拉力大小T和T随后，改变重物悬挂点C的位置，每次将P点到C点的距离增加10 ，并读出测力计的示数，最后得到T、T与绳长的关系曲线如题6图4所示．由实验可知： 题6图4曲线Ⅱ中拉力最大时，C点与P点的距离为________，该曲线为________(选填“T或“T)的曲线．在重物从P移到Q的整个过程中，受到最大拉力的是________(选填“P”或“Q”)点所在的立柱．在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力T＝________ ，它与L、D、m和重力加速度g的关系为T＝________． [答案] (2)①60(56～64之间的值均可)　T　②Q(4.25～4.35之间的值均可)　 [解析] (2)①从曲线Ⅱ可读出，拉力最大时C点与P点的距离为左右，对绳子的结点进行受力如图所示，重物受力平衡，在水平方向有TTQsinβ，当结点偏向左边时，α接近零度，，则T，故可推断曲线Ⅱ为T的曲线，曲线Ⅰ为T的曲线． ②通过①的分析结果和曲线的变化趋势，可知受到最大拉力的是Q点所在的立柱．曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，T＝T＝T，根据力的正交分解，可列方程如下，T＝T，得α＝β，T＋T＝mg，对绳子，设左边长度为l，由几何关系有l＋(L－)sinβ＝D，以上方程解得T＝21． [2014·浙江卷] 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究．第21题图1钩码数 1 2 3 4 L71 19.71 23.66 27.76 LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 第21题表1(1)某次测量如图2所示，指针示数为________ (2)在弹性限度内，将50 的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数L和L如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ (重力加速度g取10 )．由表Ⅰ数据____(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数． 第21题图2[答案] (1)(15.95～16.05)cm，有效数字位数正确(2)(12.2～12.8) 　能[解析] (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 ，读数时需要往后估读一位．故指针示数为16.00±0.05 (2)由表1中数据可x1≈4 cm，弹簧Ⅱ的总平均伸长量，根据胡克定律可求得弹簧Ⅰ的劲度系数为12.5 ，同理也能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．23． (10分)[2014·新课标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()所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P、P、P、P、P、P、P0、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，P指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x；挂有质量为0.100 的砝码时，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，重力加速度取9.80 )．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为 (1)将表中________；②________． P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 (m/N) 0.0061 ② 0.0179 0.0229 0.0296 0.0347 (2)以n为横坐标，为纵坐标，在图()给出的坐标纸上画出图像． 图() (3)图()中画出的直线可近似认为通过原点．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＝____③__/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l(单位为)的关系的表达式为k＝____④__23．[答案] (1)①81.7　②0.0122　(2)略(3)③(在～之间均同样给分)　④(在～之间均同样给分)[解析] (1)①k＝＝＝81.7 ；＝ m/N＝0.0122 (3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8×10－4，故直线方程满足＝5.8×10－4，即k＝ N/m(在～之间均正确) ④由于60圈弹簧的原长为11.88 ，则n圈弹簧的原长满足＝，代入数值，得k＝(在～之间均正确)．11．[2014·江苏卷] 小明通过实验验证力的平行四边形定则．(1)实验记录纸如题11-1图所示，O点为