高考物理一轮题复习第二章相互作用微专题13实验探究弹力和弹簧伸长的关系

实验：探究弹力和弹簧伸长的关系
1．考点及要求：(1)实验步骤与注意问题；(2)数据处理与误差分析.2.方法与技巧：(1)采用受力平衡法的实验原理；(2)图象法处理实验数据．
1．(实验步骤及注意问题)(多选)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，关于测量弹簧原长的操作步骤先后顺序，下列说法正确的是( )
A．先测量弹簧的原长，后竖直悬挂
B．先竖直悬挂，后测量弹簧的原长
C．先后顺序对实验结果无影响
D．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自身重量
2．(数据处理与误差分析)某同学利用如图1甲所示的装置测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上砝码盘．通过改变盘中砝码的质量，测得6组砝码的质量m 和对应的弹簧长度L，画出m－L图线，对应点已在图上标出，如图乙所示．(重力加速度g ＝10 m/s2)
图1
(1)采用恰当的数据处理，该弹簧的劲度系数为________N/m(保留三位有效数字)．
(2)请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果________(填“偏
大”“偏小”或“相同”)．
3．如图2甲所示是甲同学利用A、B、C三根不同型号的橡皮筋做“探究橡皮筋的弹力与橡皮筋伸长长度的关系”实验得到的图线．根据图甲得出结论：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
若要选一个弹性较好的橡皮筋，应选________型号橡皮筋．乙同学将一橡皮筋水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端挂钩码，实验过程是在橡皮筋的弹性限度内进行的，用记录的钩码的质量m与橡皮筋的形变量x作出m－x图象如图乙所示．可知橡皮筋的劲度系数为________________．
图2
4．在探究弹簧的弹力与伸长量之间关系的实验中，所用装置如图3所示，将轻弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，其伸长量通过刻度尺测得，某同学的实验数据列于下表中
图3
(1)以x
伸长量之间关系的图线．
(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为________．(保留三位有效数字)
答案解析
1．BD [由于弹簧自身重量的影响，弹簧平放时的长度与竖直悬挂时的长度不同，竖直悬挂时长度更长一些．由于实验时弹簧始终处于竖直状态，故弹簧长度一直受自身重力的影响，所以测量原长时，应测量弹簧竖直悬挂时的长度，B 、D 项正确．]
2．(1)3.44 (2)相同
3．橡皮筋的弹力F 的大小与橡皮筋的伸长量x 成正比 A 200 N/m
解析 由题图甲可知橡皮筋的弹力F 的大小与橡皮筋的伸长量x 的变化关系图象为过原点的倾斜直线，所以橡皮筋的弹力F 的大小与橡皮筋的伸长量x 成正比；A 型号橡皮筋的劲度系数相对小，对相同的拉力，橡皮筋的伸长量更大，收缩性更好；图线斜率为k g
，橡皮筋的劲度系数为k ＝200 N/m.
4．(1)如图所示 (2)75.0 N/m
解析 (1)作图时，注意测量数据的范围与图的大小，尽量使实验测得的数据准确、清晰地把图展现出来．(2)由胡克定律可知，弹簧的劲度系数k ＝F
Δx ＝75.0 N/m.。