课时跟踪检测(十二)　实验：探究弹簧弹力与形变量的关系.DOCVIP

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课时跟踪检测(十二)实验：探究弹簧弹力与形变量的关系

1．(2024·遵义高三质检)利用如图所示装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验，所用的钩码都相同。

(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态。

(2)下列操作正确的是______。

A．实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度

B．用直尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量

C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读取刻度尺的示数

D．逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量

(3)某同学采用正确的方法操作后，用图像法处理数据时，把弹簧的伸长量x作为横坐标，弹力F作为纵坐标，然后描点作图，则作出的图像应为________。

2．一根弹簧被截成相等的两段后，每段的劲度系数是否与被截断前相同？为了弄清楚这个问题，物理兴趣小组的同学们设计了这样一个实验：如图1所示，将弹簧的一端固定在水平桌面O点处的挡板上，在弹簧的中间位置和另一端分别固定一个用于读数的指针a和b，弹簧处于原长状态。然后用细线拴住弹簧右端并绕过光滑定滑轮，细线另一端拴有轻质挂钩。在弹簧下面放一刻度尺，使毫米刻度尺零刻度线与O点对齐。(已知每个钩码的重力均为0.1N)

Ⅰ.首先记录自然状态下指针所指的刻度，然后在挂钩上依次悬挂1个、2个、3个……钩码，同时记录每次b指针所指的刻度xb，并计算出其长度的变化量Δxb。

Ⅱ.在弹簧处于原长状态下，在a处将弹簧截成相同的两段后，以a端作为弹簧的最右端重复上述实验步骤，记录每次a指针所指的刻度xa，并计算出其长度的变化量Δxa。

(1)以钩码重力为纵坐标，Δx为横坐标建立如图2所示的坐标系，并根据实验所得数据，作出了如图2所示的两条图线。

(2)根据图像可知，Oa段弹簧的劲度系数k1＝________N/m，Ob段弹簧的劲度系数k2＝________N/m。(结果保留1位小数)

(3)由本实验可知，一根弹簧被截成相等的两段后，每段的劲度系数与没截断前相比将________。(选填“增大”“减小”或“不变”)

3．(2024·沧州高三统考)某实验小组要测量弹簧的劲度系数，他们利用智能手机中自带的定位传感器设计了如图甲所示的实验，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向的位移(以打开定位传感器时手机的位置为初位置)。

(1)实验小组进行了如下主要的实验步骤，正确的顺序是____________。

A．按图安装实验器材，弹簧上端固定在横杆上，下端与手机连接，手机重心和弹簧在同一竖直线上；

B．在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，当手机和钩码静止时记录下手机下降的位移x；

C．在坐标纸图中描点作出n-x图像，如图乙所示；

D．用手托着手机缓慢下移，手离开手机，手机静止时，打开手机中的定位传感器；

E．改变钩码个数n，重复上述操作，记录相应的位移x，数据如表格所示。

钩码个数n

1

2

3

4

5

6

手机位移x/cm

0.98

2.02

3.01

3.98

5.01

5.99

(2)已知每个钩码的质量为50g，重力加速度g＝9.8m/s2，由图像可以求得弹簧的劲度系数为______N/m。

(3)实验中未考虑手机重力使弹簧伸长，这对弹簧劲度系数的测量结果________(选填“有”或“无”)影响，说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

课时跟踪检测(十二)

1．解析：(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态。

(2)实验前，应该先把弹簧竖直悬挂后测量其长度，故A错误；用直尺测得弹簧的长度不是弹簧的伸长量，而是原长和伸长量之和，故B错误；用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读取刻度尺的示数，故C正确；为防止超过弹性限度，应逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量，故D正确。

(3)根据F＝kx，作出的图像应为一条过原点的直线。故选A。

答案：(1)竖直(2)CD(3)A

2．解析：(2)根据胡克定律F＝k·Δx

可得Oa段弹簧的劲度系数

k1＝eq\f(Fa,Δxa)＝eq\f(0.7,7×10－2)N/m＝10.0N/m

Ob段弹簧的劲度系数

k2＝eq\f(Fb,Δxb)＝eq\f(0.6,12×10－2)N/m＝5.0N/m。

(3)由以上分析可知，一根弹簧被截成相等的两段后，每段的劲度系数与没截断前相比将增大。

答案：(2)10.05.0(