[推荐学习]2019版高考物理一轮复习 精选题辑： 课练7 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系

课练7 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 验证力的平行四
边形定则 ________cm ，劲度系数k ＝________N/m.
他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图________cm.
(2)16
如果以弹簧长度x 为横坐标，弹力大小F 为纵坐标，作出F 象与横轴的截距表示弹簧的原长，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，所以根据图象可知，，劲度系数k ＝ΔF ＝25 N/m ；(2)弹簧秤的读数表示弹力的大小，即影响，最后画出的图线可能是下列图象中的( )
考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量
．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在
根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力的关系图象，如图所示．根据图象回答以下问题．
________．
分析图象，总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为
(2)1 000 N/m
的单位为m)
钩码的重力等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律
斜率表示弹簧的劲度系数，故L＝
14－10×10
0.10) (N)(L的单位为m)
．在“探究求合力的方法”的实验中，
( )
．等效替代法
．建立物理模型法
①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，
通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，
点和两个弹簧测力计的读数F1
②只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时伸长
记下此时弹簧测力计的读数F和细线的方向．以上两步骤均有疏漏，
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
在做“互成角度的两个力的合力”的实验中，用
＝90°，如图所示；然后保持
处，可采用的办法是
(1)在“探究求合力的方法”的实验中，所用的科学方法是等效替代法，选项B正确．(2)①中只记录了弹簧测力计示数的大小，没有标出弹簧测力计的方向；②中只用一个力拉时，应该让它与两个力拉时的效果相同，即忘记了将结点再次拉至O点．(3)根据题意，要使结点仍在O处，说明合力仍是不变的，M的大小不变，夹角α减小，由图可知，只能减小N的读数，减小β角的大小，选项B正确．
6．(1)如图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．小张同学在实验中用a、b两弹簧测力计拉橡皮条，如图甲所示．他在实验操作中除了所用细绳套太短外，至少还有一处错误，请你帮他找出错误之处为______________________．(写出一条即可)
(2)小张同学修正错误后，重新进行了测量，在测量时，左、右两只弹簧测力计的读数如图乙所示，则左弹簧测力计的读数是________N，右弹簧测力计的读数是________N．若两根细线的夹角为90°，请你帮他在所给的方格纸(如图丙)上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
(3)小张同学实验后发现用一个弹簧测力计也能完成这个实验，请问他这个想法是否可行？________(填“是”或“否”)．
答案：(1)a弹簧测力计所用拉力太大，或b弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致
(2)2.74 3.28 如图解析所示(3)是
解析：(1)在该实验中，要正确测量弹力的大小和方向，同时作的平行四边形要大小适中，不能太小，以免增大误差，该同学在实验中的操作错误或不妥之处有：b弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致；a弹簧测力计的拉力太大，用一只弹簧测力计再次实验时可能会超量程．
(2)左弹簧测力计的读数是2.74 N，右弹簧测力计的读数是3.28 N．合力的图示如图所示．
(3)用一个弹簧测力计也能完成这个实验是可行的，两个分力先后两次测，用弹簧测力计拉其中一个细绳套时，用手拉另一个细绳套，保持结点位置不动，交换测量．7．某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则，设计了如下实验：
将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；
将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上M点，在橡皮筋的中点
将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的N点，如图乙所示．
为完成实验，下述操作中必需的是( )
．橡皮筋两端连接的细线长度必须相同
图甲中弹簧测力计的示数为________N；
该同学将实验数据画在坐标纸上，如图乙所示，根据实验结果，下列说法正确的是
．数据点基本分布在一条直线上，说明橡皮筋的弹力与形变量的关系遵循胡克定律．该橡皮筋形变量越大，越容易拉伸
．橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化可能是由橡皮筋横截面大小
．橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化肯定是该同学的实验操作不规范引起的
(2)BC
弹簧测力计的分度值是0.05 N，指针示数为1.30 N.
k
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与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________N/m.
②0.012 2 (2)见解析
1.67×103～1.83×103n
之间均可) 的示数可知，P 2部分的原长为4.06 cm ，拉伸后的长度为＝0.100×9.85.26 4.06×10＝81.7(N/m)，倒数为根据表中的数据画出图象，如图所示．
0.034 7－0.006 1
60－10
＝0.000 572，故直线满足
图(a)
图(b)
合与拉力F的夹角的正切值为
的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了
4.0 0.05
的大小为4.0 N；
(2)(ⅰ)根据题意画出F1、F2的图示，如图所示，F1用长为21 mm的线段表示，F2用长为28 mm的线段表示；
(ⅱ)根据图示，测得合力F合的长度为20 mm，则F合的大小为4.0 N，利用作图法可得，F合与F夹角的正切值为0.05.
2．(2016·浙江卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如下图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：
(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是__________ N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为__________ N.
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数__________、弹簧秤b的读数__________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
答案：(1)3.00～3.02 3.9～4.1(有效数字不作要求)
(2)变大变大
解析：
(1)根据胡克定律，弹簧OC伸长1.00 cm时弹簧的弹力F c＝kΔx＝500×1.00×10－2 N ＝5.00 N；由图2可知弹簧秤a的读数F a＝3.00 N，根据勾股定理，F2a＋F2b＝F2c，解得F b＝4.00 N.
(2)改变弹簧秤b与OC的夹角时，由于保持弹簧伸长1.00 cm不变，因而F a与F b的合力F保持不变，根据平行四边形定则，F a、F b合成的平行四边形如图所示(▱OAC′B)，当弹簧秤b与OC的夹角变小时，其力的合成的平行四边形为▱OA′C′B′，由图可知a、b两弹簧秤的示数都将变大．
3．(2015·福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．
(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________ cm.
(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________．(填选项前的字母)
A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是________________________．
答案：(1)6.93 (2)A (3)超过弹簧的弹性限度
解析：(1)Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm.
(2)应逐一增挂钩码，不能随意增减，A项正确．
(3)弹簧下端钩码对弹簧的拉力过大，使弹簧形变量超过了弹簧的弹性限度，弹簧的伸长量不再是线性变化．
4．(2015·四川卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)．要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________．作出F—x 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．
答案：25.85 0.98 弹簧原长
解析：刻度尺的最小分度值是1 mm，读数要估读到0.1 mm，所以读数是25.85 cm.两个钩码的重力G2＝2mg＝2×50×0.001×9.8 N＝0.98 N，所以弹簧弹力F2＝0.98 N．弹簧的伸长量＝弹簧长度－弹簧的原长，所以需要测量不挂钩码时弹簧的长度，即需要测量弹簧的原长．
刷仿真模拟——明趋向
5．(2018·北京海淀区模拟)某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，实验情况如图所示，在平整的木板上钉上一张白纸，用图钉将橡皮条的一端固定在A点，OB和OC为细绳，O点为橡皮条与细绳的结点．用两个弹簧测力计分别拉细绳DB和OC，使橡皮条伸长一定的长度，并记下橡皮条与细绳的结点被拉至的位置；再用一个弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点被拉至同一位置．下列因素对实验结果的精确性没有影响的是( ) A．OB绳和OC绳之间夹角的大小
B．OB绳和OC绳与木板平面是否平行
C．两个弹簧测力计拉力的大小
D．弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况
答案：D
解析：OB绳和OC绳之间夹角大小要适当，太大或者太小对实验结果的精确性都有影响，选项A错误；OB绳和OC绳与木板平面必须平行，否则会造成实验误差，对实验结果的精确性有影响，选项B错误，两个弹簧测力计拉力的大小要适当，否则会造成实验误差，对实验结果的精确性有影响，选项C错误；弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况，对弹簧测力计的读数无影响，故对实验结果的精确性没有影响，选项D正确．
6．(2018·河南洛阳一模)
某物理兴趣小组在“验证平行四边形定则”的实验中，
和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、白纸、钉子，设计了如图所示实验，将两条橡皮筋的一端用细绳连接于结点O，两条橡皮筋的另一端分别挂在墙上的钉子上，同时用一条细绳一端与结点O相连，另一端用钉子
，下述
________cm；劲度系数k＝________N/m.
若该弹簧所能承受的最大拉力(超过此值就不是弹性形变)为
后与纵轴的交点的
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.
弹簧被压缩1 cm时的弹力为0.3 N
图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力
；图线的斜率即为弹簧的劲度系数
该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l并记下弹力F，作出F－l图线如图乙所示．
把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置
________________________________________________________________________.
________ N/m.
________m.
避免弹簧自身重力对实验的影响(2)100
点的位置a，请回答：
若拉力传感器显示的拉力大小为F，用刻度尺测量橡皮筋ON的长为
，则橡皮筋的劲度系数为________(用所测物理量表示)
若换用另一根原长相同的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N 三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，则下列说法中正确的是
．第二次拉力传感器显示的拉力示数较大
生活的色彩就是学习
K12的学习需要努力专业专心坚持 x L －L 0
(2)BC
令橡皮筋与竖直方向夹角为θ，重物重力为作用下处于平衡状态，满足图示关系，FL x L －L 0
.(2)由受力图知同，所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同，第二次的伸长量长，．如图所示，某实验小组同学利用DIS ，计算结果保留一位有效数字．操作步骤如下：
；
点悬挂一钩码，记录两个传感器的读数；角；
⑤重复上述实验步骤，得到的数据记录在表格中.。