2017届高考物理第二轮考点复习教案14.docVIP

考　探究弹力和弹簧伸长量的关系 例　(201·新课标Ⅱ·23)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0.100 kg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，取重力加速度为9.80 m/s2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm. 图 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 56.0 43.6 33.8 28.8 (m/N) 0.006 1 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7 (1)将表中数据补充完整：________；________. (2)以n为横坐标，为纵坐标，在图给出的坐标纸上画出—n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＝________ N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系表达式为k＝________ N/m. 解析　(1)根据胡克定律有mg＝k(x－x0)，解得k＝＝ N/m81.7 N/m，≈0.012 2 m/N. (2)－n图像如图所示 (3)根据图像可知，k与n的关系表达式为k＝ N/m，k与l0的关系表达式为k＝ N/m. 答案　(1)81.7　0.012 2　 (2)见解析图 (3)(在～之间均可)　(在～之间均可) 2．(201·浙江·21)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图连接起来进行探究． 图(1)某次测量如图所示，指针示数为________ cm. 图钩码数 1 2 3 4 LA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76 LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 (2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表所示．用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________ N/m(重力加速度g＝10 m/s2)．由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数． 答案　(1)16.00(有效数字位数正确，15.96～16.05均可)　(2)12.45(12.20～12.80均可)　能 解析　(1)刻度尺分度值为1毫米，读数应估读到毫米下一位，故指针的示数为16.00 cm. (2)当A弹簧的弹力为FA1＝0.50 N、FA2＝1.00 N、FA3＝1.50 N、FA4＝2.00 N时，弹簧长度LA1＝15.71 cm、LA2＝19.71 cm、LA3＝23.66 cm、LA4＝27.76 cm，根据ΔF＝kΔx得k1＝12.50 N/m、k2＝12.66 N/m、k3＝12.20 N/m，所以弹簧Ⅰ的劲度系数k＝＝12.45 N/m.根据表可以计算出弹簧Ⅱ每次的伸长量Δx′，也可以根据ΔF＝k′Δx′计算弹簧Ⅱ的劲度系数(劲度系数的计算也可以通过做F—x图象处理，图象的斜率即等于弹簧的劲度系数)． 3．如图为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺．现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表： 图 钩码数n 0 1 2 3 4 5 刻度尺读数 xn(cm) 2.62 4.17 5.70 7.22 8.84 10.43 已知所有钩码的质量可认为相同且为m0＝50 g，当地重力加速度g＝9.8 m/s2.请回答下列问题： (1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数k＝____ N/m.(结果保留两位有效数字) (2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的弹簧劲度系数k的值与真实值相比较____________(填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)． 答案　(1)32　(2)没有影响 解析　(1)根据胡克定律k(x－x0)＝nm0g，代入数据求k，再求平均得k＝32 N/m；(2)因在计算弹力时把弹簧自身的重量引起的形变量减去了，故弹簧自身有重量对测量值没有影响．．今年6月7日虎门大桥撞船事故后，全国交通部门加强了对国内各种大桥的检测与