2025年高中物理复习练习题含答案解析 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系.pdfVIP

实验二探究弹簧弹力与形变量的关系

1.某同学利用图甲所示的装置来研究弹簧弹力与形变量的关系.设计的实验如下:A、B是质量

均为m的小物块,A、B间由轻弹簧相连,A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩

0

相连.挂钩上可以挂上不同质量的物块C.物块B下放置一压力传感器.物块C右边有一个竖直

的直尺,可以测出挂钩下移的距离.整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度g取9.8

2

m/s.实验操作如下:

(1)不悬挂物块C,让系统保持静止,确定挂钩的位置O,并读出压力传感器的示数F.

0

(2)每次挂上不同质量的物块C,用手托住,缓慢释放.测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距

离x,并读出相应的压力传感器的示数F.ii

(3)以压力传感器的示数为纵坐标,挂钩下移的距离为横坐标,根据每次测量的数据,描点作出

F-x图像如图乙所示.

①由图像可知,在实验误差范围内,可以认为弹簧弹力与弹簧形变量成正比(选填“正

比”“反比”或“不确定关系”);

②由图像可知,弹簧劲度系数k98N/m.

[解析](3)①对B分析,根据平衡条件有F+mgF,Fk(x-x),x为弹簧初始的压缩量,可得

弹0弹00

Fmg+kx-kx,可知F与x呈线性关系,可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比;②由题意可

00

19.6

知,F-x图线的斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数,则kN/m98N/m.

0.2

2.某同学要探究弹簧弹力与形变量的关系,并测量弹簧的劲度系数k,做法是:先将待测弹簧的

一端固定在铁架台上,然后将毫米刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在

刻度尺上,当弹簧自然下垂时,指针指示的示数记作l,弹簧下端每增加一个50g的砝码时,指

0

2

针示数分别记作l、l、l、l、l.g取9.8m/s,弹簧质量不计.

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(1)下表记录的是该同学测出的5个值,其中l未记录.以砝码的数目n为纵轴,以弹簧的长度l

0

为横轴,根据表格中的数据,在如图所示的坐标纸中作出n-l图线.

代表符号l0l1l2l3l4l5

示数/cm3.405.106.858.6010.30

[解析]如图所示

(2)根据n-l图线可知弹簧的劲度系数k28N/m.

(3)根据n-l图线可知弹簧的原长l01.70(1.60~1.80均可)cm.

[解析](1)在坐标系中描点,让直线尽可能过所有点,不在直线上的点大体对称分布在直线两

侧.

)Δ

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(2)根据题中信息可得nmgk(l-l),有n−,结合图线可知,图线的斜率,

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