人教版高中物理必修1课后习题 第3章 相互作用——力 分层作业15 实验 探究弹簧弹力与形变量的关系.docVIP

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分层作业15实验:探究弹簧弹力与形变量的关系

A级必备知识基础练

1.(江苏苏州高一月考)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,做探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系的实验时,下列说法不正确的是()

A.实验中还需要刻度尺作为测量工具

B.如图乙所示,图像不通过原点的原因是弹簧有自重

C.如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,作出弹簧弹力F与弹簧长度l的F-l图像,可知a的劲度系数比b的大

D.如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a和b,作出弹簧弹力F与弹簧长度l的F-l图像,可知弹力与弹簧长度成正比

2.(北京顺义高一期末)某实验小组做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验时,某同学先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长l0=4.6cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端悬挂重力均为0.5N的钩码,每增加一只钩码都记下对应的弹簧的长度l,实验数据记录如下表所示。

钩码个数

1

2

3

4

5

6

弹力F/N

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

弹簧的长度l/cm

7.0

9.0

11.0

13.0

15.0

17.0

(1)根据表中数据在图中作出F-l图线。

(2)由此图线可得,该弹簧的劲度系数k=N/m。?

(3)图线与横轴的交点坐标大于l0的原因可能是?。?

B级关键能力提升练

3.(广东深圳高一期末)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图甲所示,一透明有机玻璃管竖直固定,弹簧一端固定在管内底端。实验过程如下:先在管旁边竖直固定一毫米刻度尺,再将单个质量m=100g的钢球(直径略小于管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数l及相应的弹簧压缩量x,数据见表。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内,弹簧重力可忽略,g取10m/s2。

钢球个数n

0

1

2

3

4

5

刻度尺示

数l/cm

15.60

16.56

17.62

18.60

19.40

20.60

压缩量x/cm

0

0.96

2.02

3.00

3.80

5.00

(1)滑进n个钢球静止时,弹簧弹力大小F=。(使用题中所给的字母表示)?

(2)以弹簧压缩量x为横轴、弹簧弹力F为纵轴建立直角坐标系,如图乙所示,图中已标出了与测量数据对应的3个坐标点,请在图中标出放入第2、4个钢球时测量数据的坐标点,并描绘出F-x图线。

(3)根据F-。(保留三位有效数字)?

4.(江西南昌高一期末)在探究弹力和弹簧伸长量的关系并测量弹簧的劲度系数的实验中,实验装置如图甲所示。将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度处,弹簧的右端带有指针。所用的每个钩码所受的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,分别记录指针所指毫米刻度尺的刻度,所得数据如表所示。

甲

钩码数/个

0

1

2

3

4

刻度尺的刻度x/cm

10.80

12.15

13.46

?

16.14

乙

(1)当在弹簧下端挂上3个钩码时,指针所示位置如图乙所示,请将表格补充完整。?

(2)已知实验所用单个钩码质量为100g,当地重力加速度为9.8m/s2,则该弹簧的劲度系数为N/m。(结果保留三位有效数字)?

(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较。优点在于:?。?

5.实验小组做探究拉力与弹簧形变量关系的实验时,所用的器材有:待测弹簧(能承受的最大拉力5N)、钩码(每个50g,共5只)、铁架台(含铁夹)、刻度尺。

(1)弹簧上端与刻度尺零刻度对齐,弹簧的下端位置如图甲中放大图所示,刻度尺的分度值是1mm,则弹簧的原长是cm。?

(2)测得实验数据如表:

钩码个数

1

2

3

4

5

弹力F/N

0.49

0.98

1.47

1.96

2.45

弹簧下端位置x/cm

6.70

10.50

14.30

18.10

22.00

请根据表中数据在图乙坐标纸中作出F-x图像。

(3)F-x图线明显不过坐标原点,图线不过原点的原因是。?

A.偶然误差

B.系统误差

C.弹簧有一定的自重

D.横坐标不是弹簧的形变量

(4)由F-。(计算结果保留两位有效数字)?

(5)该测量值与弹簧劲度系数的真实值相比(选填“偏大”“相等”或“偏小”)。?

参考答案

分层作业15实验:探究弹簧弹力与形变量的关系

1.D实验中还需要刻度尺作为测量工具,测量弹簧受到拉力后弹簧的长度,故A正确;由图乙可知,图像不通过原点的原因是弹簧自身有重力,在未挂上钩码时,弹簧由于自身重力使得弹簧有一定的伸长量,故B正确