2024-2023学年人教版必修第一册第三章1课时2实验探究弹簧弹力与形精品.pdfVIP

课时2实验:探究弹簧弹力与形变量的关系

基础巩固练

1.同学们利用如图所示的装置做实验探究,得到了在弹性限度内弹簧

的弹力与伸长量的关系。下列说法能反映正确探究结果的是(A)

A.弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比

B.弹簧的弹力与弹簧的伸长量成反比

C.弹簧的弹力与弹簧的伸长量的平方成正比

D.弹簧的弹力与弹簧的伸长量的平方成反比

解析:根据胡克定律,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,选项A正确。

2.(多选)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中,以下说法正

确的是(AB)

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:实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过

增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力,以探索弹簧弹力与形变量的关

系,并且拉力和重力平衡,故选A、B。

3.某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”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L,再把弹簧竖直

0

悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L作为弹簧的伸

0

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(C)

解析:由于弹簧自身重力的影响,竖直悬挂时弹簧的长度略大于水平

放置时弹簧的长度,所以本实验绘制的图像中弹力为零时对应的形变

量应大于零,即绘制的图像可能为C。

4.(多选)如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与计算

机相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在计算机上得

到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像(如图乙)。则下列

判断正确的是(BCD)

A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比

B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比

C.该弹簧的劲度系数是200N/m

D.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变

解析:图像中横坐标表示弹簧的形变量,由题图乙可知,弹簧产生的弹

力与弹簧的形变量成正比,选项A错误,B正确;由图像得,劲度系数

k=Δᵃ=20N=200N/m,选项C、D正确。

Δᵆ0.10m

5.(多选)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中关于操作步骤

的先后顺序,下列说法正确的是(BD)

A.应测量弹簧水平放置时的原长,后竖直悬挂进行实验

B.应测量弹簧竖直悬挂时的原长,然后进行实验

C.测量原长时,弹簧水平放置与竖直悬挂对实验结果无影响

D.测量原长时,弹簧水平放置与竖直悬挂对实验结果的影响程度取决

于弹簧的自重

解析:由于弹簧自身有重力,悬挂时的长度大于水平放置时的长度,所

以测量其竖直悬挂时的长度为弹簧原长,故A、C错误,B、D正确。

6.某同学在“探究弹簧弹力和形变量的关系”实验中,通过实验画出

弹簧弹力F(N)与弹簧总长度x(m)的关系图像如图所示,则下面说法

正确的是(A)

A.弹簧的原长x是10cm

0

B.弹簧产生的弹力F与弹簧总长度x成正比

C.弹簧产生的弹力是15N时,此时弹簧的长度是16cm

D.弹簧的劲度系数是150N/m

解析:由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知,弹簧的原

长为10cm,故选项A正确;由图可知,弹簧产生的弹力F与弹簧总长

度x是线性关系,不是成正比,故选项B错误;当拉力为30N时,弹簧

的形变量为Δx=0.2m-0.1m=0.1m,由胡克定律F=kx得弹簧的劲度

ᵃ30Nᵃ′15N

系数k===300N/m,当