高考物理一轮复习 专题08 探究弹力与弹簧伸长之间的关系(测)(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题08 探究弹力与弹簧伸长之间的关系
【总分为：110分时间：90分钟】
实验题〔共10小题，每题11分〕
1．在“探究弹力和弹簧伸长关系〞的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂竖直弹簧下端，进展测量，根据实验所测数据，利用描点法做出了所持钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，根据图象回答以下问题。
〔1〕弹簧的原长为______.
〔2〕弹簧的劲度系数为______.
〔3〕分析图象，总结出弹簧力F跟弹簧长度L之间的关系式为.
【答案】〔1〕10cm 〔2〕 1000N/m 〔3〕F=1000L-100 〔N〕
【名师点睛】此题比拟简单，结合图象考查了胡克定律的根底知识，是一道考查根底知识的好题．在研究弹簧的伸长与拉力的关系问题时，一定要特别区分“弹簧的长度〞与“弹簧的伸长〞的不同。
2．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋
的原长L、横截面积S有关，理论与实验都证明
S
k Y
L
，其中Y是由材料决定的常数，材料
力学中称之为杨氏模量
〔1〕在国际单位中，杨氏模量Y 的单位应为
A 、N
B 、m
C 、N/m
D 、2
N /m
〔2〕某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F 与伸长量x 之间的关系图像如下列图，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k =______________ N/m
〔3〕假设橡皮条的原长为10.0cm ，面积为1.02mm ，如此该橡皮筋的杨氏模量Y 的大小是_________〔只填数字，单位取〔1〕中正确单位，结果保存两位有效数字〕
【答案】〔1〕D 〔2〕2510/N m ⨯〔3〕725.010/N m ⨯
3．某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x ，实验得到了弹簧指针位置x 与小盘中砝码质量m 的图象如图2所示，取g =10m/s 2
．回答如下问题．
(1)某次测量如图1所示，指针指示的刻度值为cm 〔刻度尺单位为:cm 〕．
(2)从图2可求得该弹簧的劲度系数为N/m 〔结果保存两位有效数字〕；
(3)另一同学在做该实验时有如下做法，其中错误的答案是．
A ．刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐
B．实验中未考虑小盘的重力
C．读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针上下运动最快的位置读取
D．在利用x-m图线计算弹奏的劲度系数时舍弃图中曲线局部数据．
【答案】(1)18.00 (2)0.3 (3)AC
【名师点睛】此题考查探究弹国和弹簧伸长之间的关系实验，要注意明确实验原理与实验中的须知事项，并正确根据图象分析实验数据．
4．某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图1所示，如此由图线可知：
〔1〕弹簧的劲度系数为N/m．
〔2〕为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案．
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案更合理．
②假设A和B的重力分别为10.0N和20.0N．当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b 的示数为11.0N，c的示数为4.0N，如此A和B间的动摩擦因数为．
【答案】〔1〕300/
N m；〔2〕①甲；②0.3
【解析】〔1〕由图读出，弹簧的弹力0
F=时，弹簧的长度为
10
L cm
=，即弹簧的原长为10cm，
由图读出弹力为
60
F N
=，弹簧的长度为
5
L cm
=，弹簧压缩的长度
00
4020200.2
x L L cm m
=-=-==；
由胡克定律得弹簧的劲度系数为
60
0.2
/300/
k N m N m
x
F
===。
〔2〕①甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理；
②由于弹簧测力计a示数为6.0N，所以A、B间的动摩擦因数
6
20
0.30
N
f
F
μ===。
【名师点睛】胡克定律公式F kx
=中，是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度．第〔2〕关键明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解。
5．探究弹力和弹簧伸长量的关系〞的实验中,选用的螺旋弹簧如下列图.
〔1〕将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上，旁边置一刻度尺，刻度尺的零刻度线跟O点对齐，在弹簧的下端A处做一标记〔如固定一个指针〕。在弹簧下端的挂钩上挂上钩码〔每个钩码的质量都是50 g〕，指针在刻度尺上指示的刻度为x，逐个增加所挂钩码的个数，刻度x随挂钩上的钩码的重量F而变化，几次实验测得相应的F、x各点已描绘在坐标图中。由图象得出弹簧的劲度系数k A=N/m。〔结果取三位有效数字〕；此弹簧的弹力大小F跟弹簧长度L的关系是〔所有符号均用国际单位〕.
〔2〕如果将指针固定在A点下方的P处，再作出x随F变化的图象，得出弹簧的劲度系数k P k A 〔填大于、小于、等于〕
〔3〕如果将指针固定在A点上方的Q处，,再作出x随F变化的图象，,得出弹簧的劲度系数
k Q k A〔填大于、小于、等于〕
【答案】〔1〕39.2 39.2(L-0.2) 〔2〕等于〔3〕大于
如此图线的斜率的倒数表示弹簧的劲度系数，即F k x
=，代入数据得()280.49 /39.2/302010
A k N m N m -⨯=≈-⨯， 所以弹簧的弹力大小F 弹跟弹簧伸长量△x 的函数关系式是F 弹=k △x =39.2(L-0.2)．
〔2〕如果将指针固定在A 点的下方P 处，弹簧的劲度系数不变，得出弹簧的劲度系数仍等于k A ．
〔3〕如果将指针固定在A 点的上方Q 处，由于选用的弹簧变短，如此弹簧的劲度系数变大，得出弹簧的劲度系数与k A 相比，要大于k A ．
【名师点睛】关键是要搞清测量的原理；描绘x 随F 变化的图象时，注意将尽可能多的点落到一条直线上，其余的分居在该直线两侧。
6．在“探究弹力和弹簧伸长的关系〞时，某同学把两根轻质弹簧如图甲连接起来进展探究。
〔1〕用厘米刻度尺测量如图乙所示，指针示数为________cm 。
〔2〕在弹性限度内，将50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A 、B 的示数L A 和L B 如表。用表数据计算弹簧I 的劲度系数为_______N/m 〔g =10m/s 2
〕〔计算结果保存小数点后两位〕。由表数据_____〔填“能〞或“不能〞〕计算出弹簧II 的劲度系数。
【答案】〔1〕16.00cm〔2〕(12.20～12.80) N/m；能
=，x表示形变量，以与知道其变形式【名师点睛】解决此题的关键掌握胡克定律，知道F kx
∆=∆，△x为形变量的变化量．
F k x
7．在“探究弹力和弹簧伸长的关系〞的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进展测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图线，如下列图．根据图线回答以下问题．
〔1〕弹簧的原长为____ cm．
〔2〕弹簧的劲度系数为____ N/cm．
〔3〕分析图线，总结出弹簧弹力F跟
弹簧长度L之间的关系式为______．
【答案】 (1). 10 (2). 10 (3). F=10〔L﹣10〕
名师点睛：此题比拟简单，结合图象考查了胡克定律的根底知识，是一道考查根底知识的好题．在研究弹簧的伸长与拉力的关系问题时，一定要特别区分“弹簧的长度〞与“弹簧的伸长〞的不同．
8．橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都明确,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.
(1)在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是________
A.N
B.m
C.N/m
D.Pa
(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如下列图的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利用刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a应该是________
(3)做出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图像，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数
k=________N/m
(4)这种橡皮筋的Y值等于________〔Y的数值保存一位有效数字〕
【答案】 (1). 〔1〕D (2). 〔2〕螺旋测微器 (3). (3).312.5 (4). (4).5×106 Pa
9．某同学用如图11所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所纸的标尺刻度，所得数据列表如下：〔重力加速度g=9.8m/s2〕
①根据所测数据，在图11-2的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．
②根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在______N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为______N/m．
【答案】〔1〕如下列图〔3分〕
〔2〕0-5.00〔3分〕 25.00〔3分〕
图11-1
【名师点睛】解决此题的关键掌握描点作图的方法，以与掌握胡克定律F=kx.〔1〕一个砝码的质量为0.1kg，横轴表示质量．纵轴表示弹簧的长度，描点作图；〔2〕根据图象看哪一段满足线性关系，哪一段满足胡克定律．根据胡克定律F=kx求出劲度系数．
10．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞的实验中
〔1〕以下说法正确的答案是〔〕
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
〔2〕假设某同学实验装置如下列图，所用的每个钩码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，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。
①有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F－L图线：
②由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m。〔结果均保存2位有效数字〕
〔3〕假设某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是如下图中的 ()
【答案】〔1〕 AB
〔2〕① 见解析②5.0 ； 20
〔3〕C
〔3〕由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以选C.
【名师点睛】将一根弹簧竖直悬挂起来，在弹簧下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组〔x，F〕对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。此题中的改良防止了弹簧自身重力造成的误差，但有出现了弹簧与桌面间的摩擦产生的误差，只是误差减小了。
高考物理一轮复习 专题08 探究弹力与弹簧伸长之间的关系(测)(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题08 探究弹力与弹簧伸长之间的关系 【总分为：110分时间：90分钟】 实验题〔共10小题，每题11分〕 1．在“探究弹力和弹簧伸长关系〞的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂竖直弹簧下端，进展测量，根据实验所测数据，利用描点法做出了所持钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，根据图象回答以下问题。 〔1〕弹簧的原长为______. 〔2〕弹簧的劲度系数为______. 〔3〕分析图象，总结出弹簧力F跟弹簧长度L之间的关系式为. 【答案】〔1〕10cm 〔2〕 1000N/m 〔3〕F=1000L-100 〔N〕 【名师点睛】此题比拟简单，结合图象考查了胡克定律的根底知识，是一道考查根底知识的好题．在研究弹簧的伸长与拉力的关系问题时，一定要特别区分“弹簧的长度〞与“弹簧的伸长〞的不同。 2．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋 的原长L、横截面积S有关，理论与实验都证明 S k Y L ，其中Y是由材料决定的常数，材料 力学中称之为杨氏模量
〔1〕在国际单位中，杨氏模量Y 的单位应为 A 、N B 、m C 、N/m D 、2 N /m 〔2〕某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F 与伸长量x 之间的关系图像如下列图，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k =______________ N/m 〔3〕假设橡皮条的原长为10.0cm ，面积为1.02mm ，如此该橡皮筋的杨氏模量Y 的大小是_________〔只填数字，单位取〔1〕中正确单位，结果保存两位有效数字〕 【答案】〔1〕D 〔2〕2510/N m ⨯〔3〕725.010/N m ⨯ 3．某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x ，实验得到了弹簧指针位置x 与小盘中砝码质量m 的图象如图2所示，取g =10m/s 2 ．回答如下问题． (1)某次测量如图1所示，指针指示的刻度值为cm 〔刻度尺单位为:cm 〕． (2)从图2可求得该弹簧的劲度系数为N/m 〔结果保存两位有效数字〕； (3)另一同学在做该实验时有如下做法，其中错误的答案是． A ．刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐
高中物理-实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系练习(含答案)
高中物理-实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系练习(含答案) 真题精做 1．（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_____________________。 2．（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1所示,图2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。
模拟精做 3．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧按如图所示连接起来进行探究。 （1）某次测量如图所示,指针示数为_________cm。 （2）在弹性限度内,将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数L A和L B如表格所示。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为_______N/m,弹簧Ⅱ的劲度系数为_______N/m（重力加速度g=10 m/s2,结果均保留三位有效数字）。 钩码数 1 2 3 4 L A/cm 15.71 19.71 23.70 27.70 L B/cm 29.96 35.76 41.55 47.34 4．（1）某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F–L图象,由图象可知：弹簧原长L0=_______cm,弹簧的劲度系数k=________N/m。
高考物理一轮复习专题十二实验与探究考点一力学实验实验二探究弹力和弹簧伸长的关系教学案(含解析)
实验二探究弹力和弹簧伸长的关系 基础点 1.实验装置图 2．实验目的 (1)探究弹力和弹簧伸长量的关系。 (2)学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律。 3．实验原理(1)如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重 力大小相等。 (2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示 弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关 系。 4．实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线。 5．实验步骤(1)仪器安装：如图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台
的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻 度尺是否竖直。 (2)测量与记录： ，即弹簧的原长。 l 记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度① ②在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l ，求出弹簧的伸长量x 和所 受的外力F (等于所挂钩码的重力)。 ③改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组数据，将所测数据填写在下 列表格中。 。 ________cm ＝0 l 记录表：弹簧原长 6.数据处理 (1)以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x 为横坐标，用描 点法作图，连接各点得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线。 (2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数表达式，并解释函数表达式中常 数的物理意义。 重难点 一、误差分析 1．系统误差：钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。 2．偶然误差 产生原因 减小方法 弹簧拉力大小的不稳定 弹簧一端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，待稳
2020-2021学年高三物理一轮复习考点专题08 实验二：探究弹力和弹簧伸长量的关系
2021年高考物理一轮复习考点 专题（08）实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系（解析版） 考点一基础实验考查 处理实验数据的方法 1．列表分析法：分析列表中弹簧拉力F与对应弹簧的形变量Δx的关系，可以先考虑F和Δx的乘积，再 考虑F和Δx的比值，也可以考虑F和(Δx)2的关系或F和Δx的关系等，结论：F Δx 为常数． 2．图象分析法：作出F-Δx图象，如图所示．此图象是过坐标原点的一条直线，即F和Δx成正比关系．作图的规则： (1)要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸． (2)作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误差太大所致，应舍去)． (3)要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、截距的意义． 题型1 对实验操作的考查 【典例1】如图(a)所示，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针． 现要测量图(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________ cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)． 【答案】3.775 53.7 【解析】标尺的游标为20分度，精确度为0.05 mm，游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，则读数为37 mm ＋15×0.05 mm＝37.75 mm＝3.775 cm. 弹簧形变量x＝(3.775－1.950) cm＝1.825 cm，
2020高考物理：实验专题—探究弹力与弹簧伸长的关系(含答案)
2020高考物理实验专题：探究弹力与弹簧伸长的关系（含答案） 1.(多选)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，关于操作步骤的先后顺序， 下列说法正确的是() A．先测量原长，后竖直悬挂 B．先竖直悬挂，后测量原长 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重 答案BD 2.如图所示是描述某根弹簧的伸长量与所受拉力之间的关系图象，下列关于这根弹 簧的说法正确的是() A．弹簧的劲度系数是2 N/m B．弹簧的劲度系数是2×103 N/m C．当受到800 N的拉力作用时，弹簧的长度是40 cm D．当弹簧伸长量为20 cm时，弹簧产生的拉力是200 N 答案 B 3.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(最小分度值是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取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25.850.98弹簧原长 4.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探究在弹性限度 内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 (1)为完成实验，还需要的实验器材有：__________。 (2)实验中需要测量的物理量有：______________。 (3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m。图线不过原点的原因是__________________。 (4)为完成该实验，设计的实验步骤如下： A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来； B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0； C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码； E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数； F．解释函数表达式中常数的物理意义； G．整理仪器。 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：________。(填字母) 答案(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度) (3)200弹簧自身存在重力(4)CBDAEFG 5.为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧 进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象。 (1)从图象上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为___________________________________。
2019-2020学年物理教科版必修1学案：第二章实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 Word版含答案
实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 [学生用书P43] 一、实验目的 1．探究弹力与弹簧伸长之间的关系． 2．学会利用图像法处理实验数据． 3．能根据F－x、F－l图像求出弹簧的劲度系数． 二、实验原理 1.如图甲所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所 挂钩码受到的重力大小相等．弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出， 其伸长量x可以用弹簧的长度减去原长来求得． 2．建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据实验所得的图像，就可探知弹力大小与弹簧伸长之间的关系． 三、实验器材 轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台． 四、实验步骤 1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长． 2．如图乙所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1. 3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5……和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5……. 4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格． 序号1234567 F/N0 l/cm x/cm0 五、数据处理 1．建立直角坐标系，以F为纵轴，x为横轴，根据测量数据用描点法作图．连接各点得
出F随弹簧伸长量x变化的图线． 2．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数． 3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义． 六、注意事项 1．实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的弹性限度． 2．测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系． 3．记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位． 4．描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线． 5．尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响． 七、误差分析 1．本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差．为了减小误差，要尽量多测几组数据． 2．弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差．为了减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧． [学生用书P44] 实验操作和原理的考查 (1)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是________． A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C．用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等 (2)某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是________． [解析](1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的
2021版高考物理一轮复习考点集训(十)第5节实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系(含解析)
考点集训(十) 第5节 实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则 1．如图甲所示，用铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验． (1)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m ，横轴是弹簧的形变量x ，由图可知：弹簧的劲度系数k ＝________ N /m 计算结果保留2位有效数字，重力加速度g 取9.8 m /s 2； (2)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a 和b ，画出弹簧弹力F 与弹簧长度L 的F —L 图象，下列说法正确的是______． A ．a 的原长比b 的长 B ．a 的劲度系数比b 的大 C ．a 的劲度系数比b 的小 D ．弹力与弹簧长度成正比 [解析] (1)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比．可得弹簧的劲度系数： k ＝ΔF Δx ＝60×10－3×9.812×10 －2 N /m ＝4.9 N /m . (2)在图象中横截距表示弹簧的原长，故b 的原长比a 的长，故A 错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k ，故a 的劲度系数比b 的大，故B 正确、C 错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D 错误． [答案] (1)4.9 (2)B 2．某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验． (1)甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为5.73 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
专项02探究弹簧弹力与伸长量间关系(解析版)-2022届高考物理实验专项突破
专项02探究弹簧弹力与伸长量间关系(解析版)-2022届 高考物理实验专项突破 2022届高考物理实验专项突破--探究弹簧弹力与伸长量间的关系1．（2022·重庆九龙坡区·高三期中）某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量1kgm的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k。其操作如下： a．将弹簧P上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P的长度012.50cmL；b．将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度1L，且117.50cmL；c．在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油，将细绳搭在挂钩上，缓慢地拉起弹簧Q，使弹簧P偏离竖直方向夹角为60，测出弹簧Q的长度为2L及其轴线与竖直方向夹角为，如图乙所示；(1)取重力加速度210m/g，则弹簧P的劲度系数k________；(2)若要验证力的平行四边形定则，2L和需满足的条件是2L________cm，________。 【答案】 200N/m 17.50 60 【详解】(1)[1]弹簧P的劲度系数 210N/m200N/m17.5012.5010mgkl(2)[2][3]由平衡条件可知TPTQco60coFFmg，TPTQin60inFF
因为细绳搭在弹簧Q的挂钩上，所以TPFmg 联立解得 TQFmg，60 则2117.50cmLL 2．（2022·全国高三专题练习）某同学制作了一个可用电流表直接显示拉力大小的拉力器，原理如图。R1是一根长20cm、阻值20Ω的均匀电阻丝，劲度系数为1.0某103N/m的轻弹簧左端固定，右端连接金属滑片P和拉环，拉环不受拉力时，滑片P恰好处于a端。闭合S，在弹簧弹性限度内，对拉环施加水平拉力，使滑片P滑到b端，调节阻箱电R使电流表恰好满偏。已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电流表的量程为 0~0.6A，内阻不计，P与R1接触良好且不计摩擦。 （1）电阻箱R0接入电路的阻值为_______Ω； （2）电流表的刻度标示为拉力值时，拉力刻度值的分布是________（填“均匀”或“不均匀”）的；（3）电流表刻度值为0.50A处拉力的示数为______N；（4）要通过线性图象直观反映电流表示数I与拉力F的关系，可作_______图象；A．I-F B．1IF C．1FI D．11IF （5）若电流表的内阻不可忽略，则（4）问中正确选择的图象斜率______（填“变大”“变小”或“不变"）。
高考物理总复习 第二单元 相互作用 实验2 探究弹力和弹簧伸长量的关系(含解析)
实验2 探究弹力和弹簧伸长量的关系实验目的 1.探究弹力和弹簧伸长量的定量关系。 2.学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系。 实验原理 弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越长(弹性限度内),弹力也就越大。 实验器材 铁架台、弹簧、钩码、天平、刻度尺、坐标纸、铁夹等。 实验步骤 1.安装实验仪器。将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,让其自然下垂,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。 2.用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长。 3.在弹簧下端挂质量为m1的钩码,量出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,填入自己设计的表格中。 4.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5。 钩码个数长度伸长量x 钩码质量 m 弹力F 0 l0 1 l1=x1=l1-l0m1=F1= 2 l2=x2=l2-l0m2=F2= 3 l3=x3=l3-l0m3=F3= 数据处理 1.列表法 将测得的F、x填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的。 2.图象法 以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线,是一条过坐标原点的直线。 1.(2018福建龙岩模拟)某同学利用图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,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=10m/s2) (1)采用恰当的数据处理,该弹簧的劲度系数为N/m。(结果保留3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 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。 解析(1)弹簧的弹力F=kx,劲度系数k===g,因此劲度系数等于图乙的斜率乘以重力加速度,即k=N/m=3.44N/m。 (2)即使考虑砝码盘质量,得到的图乙也是与原图线平行的一条斜线,斜率不变,不影响劲度系数。 答案(1)3.33~3.44(2)相同 2.(2018安徽合肥10月测验)为了探究弹力F与弹簧伸长量x的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端变成曲线,图象上端变成曲线是因为。甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为N/m、N/m。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (选填“甲”或“乙”)。 解析超出弹性限度,弹力与伸长量就不成正比了。根据胡克定律知劲度系数k=,分别计算出甲弹簧的劲度系数为66.7N/m,乙为200N/m。要制作一个精确度较高的弹簧测力计,则应选劲度系数小的弹簧,即弹簧甲。 答案超过了弹簧的弹性限度66.7200甲 见《自学听讲》P29
2022届高三统考物理人教版一轮考点复习学案：第十七章实验第二节 探究弹力与弹簧伸长量的关系含解析
第二节探究弹力与弹簧伸长量的关系 1．实验原理 弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大。 2．实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。 3．实验步骤 (1)安装实验仪器(如实验原理图所示)。 (2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据。 (3)根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标。 (4)按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。 (5)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数。 开心小结： 1．实验数据处理方法 (1)列表法 将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的。 (2)图象法 以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线，是一条过坐标原点的直线。 (3)函数法 弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系。 2．注意事项 (1)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度。 (2)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。 (3)观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点。 (4)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 3．误差分析
高中物理 第三章 相互作用 实验 探究弹力和弹簧伸长的关系(含解析)
实验：探究弹力和弹簧伸长的 一、实验目的 1．探究弹力与弹簧伸长的关系。 2．学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据。 3．验证胡克定律。 二、实验原理 1．如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。 2．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。 3．求弹簧的劲度系数 弹簧的弹力F 与其伸长量x 成正比，比例系数k ＝F x ，即为弹簧的劲度系数；另外，在 F x 图像中，直线的斜率也等于弹簧的劲度系数。 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸。 四、实验步骤 1．按下图安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l 0。 2．在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。 3．增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F 表示弹力，l 表示弹簧的总长度，x ＝l －l 0表示弹簧的伸长量。 五、数据处理 1．以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x 为横坐标，用描点法作图。连接各点，得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线，如图所示。 2．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常
数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据F x 图线的斜率求解，k ＝ΔF Δx 。 六、误差分析 由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，存在较大的测量误差，另外由于弹簧自身的重力的影响，即当未放重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样所作图线往往不过原点。 七、注意事项 1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。 2．每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，这样作出的图线精确。 3．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。 4．描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。 5．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 [例1] (1)(多选)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是( ) A ．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 B ．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C ．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D ．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等 (2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L 0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L ，把(L －L 0)作为弹簧的伸长量x 。这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的( ) [解析] (1)本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长量的关系，所以选A 、B 。 (2)考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x ≠0，所以选C 。 [答案] (1)AB (2)C [例2] 某同学用如图所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指
高一物理(人教版)必修1实验专题练习卷：探究弹力与弹簧伸长之间的关系
探究弹力与弹簧伸长之间的关系 1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究。 (1)某次测量如图乙所示，指针示数为______cm 。 (2)在弹性限度内，将50g 的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A ，B 的示数L A 和L B 如表。用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为_____N/m(重力加速度g 取10m/s 2 )。由表中数据______(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。 钩码数 1 2 3 4 L A /cm 15.71 19.71 23.66 27.76 L B /cm 29.96 35.76 41.51 47.36 2．某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的试验，他先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸展，用直尺测出其长度L 0，再把弹簧竖直悬挂起来，刻度尺的零刻度线跟弹簧上端对齐，在弹簧的下部A 处固定一个指针．如图所示．挂上钩码，平衡后测出其长度L ，令x ＝L －L 0.变更钩码个数，进行多次测量． (1)用F 表示弹簧下端受到的钩码的拉力，则如图所示的Fx 图线，你认为符合实际状况的是__________. A ． B ． C ． D ． (2)假如将指针固定在A 点的下方P 处，在正确测出弹簧原长的状况下，再作出x 随F 变更的图象，此时弹簧劲度系数的测量值____实际值(填“大于”“小于”或“等于”)． 3．某试验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的试验中，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图所示，则： （1）弹簧的原长为______cm 。 （2）弹簧的劲度系数为____N/cm ． （3）若弹簧的长度为2l 2—l 1时仍在弹簧的弹性范围内，此时弹簧的弹力为_____N ． 4．某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好试验装置，让刻度尺刻度线与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，表止时弹簧长度为1 l ，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（最小是1毫米）上位置的放大图， 示数1 l =__________ 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2 l 、3 l 、4 l 、5 l ．已 知每个钩码质量是50g ，挂2个钩码时，弹簧弹力2=F __________ N ．要得到弹簧伸长量x ，还须要测量的是__________．作出F x -曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．（当地重力加速度29.8m/s g =） 5．在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时，小明同学用如图所示的试验装置进行试验将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上砝码盘通过变更盘中砝码的质量，测得试验数据如下： 1 2 3 4 5 6 钩码质量m/g 30 60 90 120 150 刻度尺读数x/cm 6.00 7.14 8.34 9.48 10.64 11.79 (2)若小明采纳描点法依据表中数据作出了x-m 的图线，发觉图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是________________________________________。 (3)请你推断该同学得到的劲度系数与在考虑砝码盘质量的状况下得到的劲度系数相比，结果________.(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
高考物理一轮复习 课后限时作业8 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系(含解析)新人教版-新人教版高三全册
课后限时作业8 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 时间：45分钟 1.某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中，按示意图所示安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针P，实验时的主要步骤是： ①将指针P移到刻度尺l01＝5.00 cm处，在弹簧挂钩上挂上200 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来； ②取下钩码，将指针P移到刻度尺l02＝10.00 cm处，在弹簧挂钩上挂上250 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来； ③取下钩码，将指针P移到刻度尺l03＝15.00 cm处，在弹簧挂钩上挂上50 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来； ④重复③步骤，在每次重复③时，都将指针P下移5.00 cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变． 将实验所得数据记录、列表如下： 次数弹簧原长l0x/cm弹簧长度l x/cm钩码质量m x/g 1 5.007.23200 210.0015.56250 315.0016.6750 420.0022.2350 525.0030.5650
(1)重力加速度g取10 m/s2.在实验步骤③中，弹簧的原长为15.00 cm时，其劲度系数为30 N/m. (2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数C(弹簧处在弹性限度内)． A．不变B．越大C．越小 解析：(1)弹簧的原长为l03＝15.00 cm时，挂钩上钩码的质量为m3＝50 g，所受拉力F3＝m3g＝0.5 N，弹簧长度l3＝16.67 cm，弹簧伸长Δx3＝l3－l03＝1.67 cm.根据胡克定律，F3＝k3Δx3，解得k3≈30 N/m. (2)弹簧的原长为l05＝25.00 cm时，挂钩上钩码的质量为m5＝50 g，所受拉力F5＝m5g ＝0.5 N，弹簧长度l5＝30.56 cm，弹簧伸长Δx5＝l5－l05＝5.56 cm.根据胡克定律，F5＝k5Δx5，解得k5≈9 N/m.由此可知，同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数越小，选项C正确．2．图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景．用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x与拉力大小F(从电脑中直接读出)．所得数据记录在如下表格中：
山师附中2022届新高考物理一轮专题复习-力学实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系
2022届一轮复习 力学实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系13 1．某物理兴趣实验小组用如图甲所示的铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码以及刻度尺探究弹簧弹力F 与弹簧长度l 的关系（每个钩码的质量为50g ，重力加速度29.8m/s g =）。实验中记录的数据如下表： 出F l -图线______； (2)根据所作图线及题中所给数据，可求得弹簧的劲度系数为___________N/m ；（保留3位有效数字） (3)图线与横轴交点的物理意义是：___________，其值为：___________；（保留2位有效数字） (4)图线后段明显弯曲的原因是：___________。 2．实验室中有5根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号挂1个钩码，3号挂2个钩码，依此类推，钩码均相同。计算结果保留3位有效数字。 (1)为了更直观地呈现出弹力大小F 与伸长量Δx 的关系，小明以1号弹簧末端指针中点为原点，做出竖直的y 轴及水平的x 轴，其中y 轴代表____________，x 轴代表____________（选填“F ”或“Δx ”）。
(2)为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100 cm刻度刚好与1号弹簧末端指针中点在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针中点位置时，如图乙所示，则此时弹簧伸长量为_____________cm。 (3)小明更换质量已知的钩码重新进行实验，根据测量的数据做出F-Δx图像，如图丙，则这些弹簧的劲度系数为__________N/m。 (4)本实验能够很直观的呈现出弹力与伸长量的关系，但也存在不足，例如________。3．为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。（g 取9.8m/s2） (1)作出m－l的关系图线______； (2)弹簧的劲度系数为______N/m。 4．如图甲所示，用铁架台、待测弹簧和多个质量相等的钩码探究在弹性限度内弹 簧弹力与弹簧伸长量的关系。 （1）为完成实验，还需要的测量器材是______。 （2）弹簧自然悬挂在铁架台上，待弹簧______时，长度记为L ；弹簧下端逐渐挂上 钩码，长度记为Lx。每次增加一个钩码，弹簧长度依次记为L 1至L 6 ，数据如下表：
2020人教版高中物理一轮复习 第二章 相互作用 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验二探究弹力和弹簧伸长的关系 命题点一教材原型实验 (2018·全国卷Ⅰ)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针． 现要测量图(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效
数字)． 【解析】本题考查游标卡尺的读数方法和胡克定律．此标尺为二十分度的标尺，精确度为0.05 mm，读数＝整毫米数(主)尺＋n×精确度，所以读数为37 mm＋15×0.05 mm＝37.75 mm＝3.775 cm. 当托盘中放入砝码稳定时，弹簧的伸长量Δx＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm.由平衡条件得F＝mg，由胡克定律得F＝k·Δx，联立得k≈53.7 N/m. 【答案】 3.77553.7 1．(2019·安徽蚌埠模拟)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，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验． (1)实验中还需要的测量工具有毫米刻度尺． (2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴
是弹簧的形变量x .由图可知：图线不通过原点的原因是弹簧有重力；弹簧的劲度系数k ＝4.9 N/m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g 取9.8 m/s 2)． (3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a 和b ，画出弹簧弹力F 与弹簧长度L 的F -L 图象，下列正确的是( B ) A ．a 的原长比b 的长 B ．a 的劲度系数比b 的大 C ．a 的劲度系数比b 的小 D ．弹力与弹簧长度成正比 解析：(1)实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要毫米刻度尺．(2)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，则k ＝ΔF Δx ≈4.9 N/m.由图可知，当F ＝0时，x 大于零，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，这是由于弹簧自身的重力造成的，故图线不过原点的原因是弹簧有自重，实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重．(3)在图象中横截距表示弹簧的原长，故b 的原长比a 的长，选项A 错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k ，故a 的劲度系数比b 的大，选项B 正确、C 错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，选项D 错误． 实验数据处理的三种方法 (1)图象法：根据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点，以弹簧的弹力F 为纵轴，弹簧的伸长量x 为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的直线． (2)列表法：将实验数据填入表中，研究测量的数据，可发现在实验误差允许的范围内，弹力与弹簧伸长量的比值是一常数．
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-人教版高三全册物理试题
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 边形定如此 1.如下是某小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系〞实验中准备完成的实验步骤．请你帮该小组按操作的先后顺序用字母排列出来：________. A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，作出F—x 图线． B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0. C．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码 D．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺． E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式． F．解释函数表达式中常数的物理意义． 答案：DBCAEF 解析：第一步，安装实验装置，为D；第二步，记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0，以便计算弹簧的伸长量，为B；第三步，依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码，为C；第四步，画出图象，为A；第五步，写出关系式，为E；最后，解释函数表达式中常数的物理意义，为F.所以步骤为DBCAEF. 2．某同学利用如图a所示装置做探究弹簧弹力大小和其长度的关系的实验． (1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m. (2)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c所示时，该弹簧的长度x＝________cm. 答案：(1)4 25 (2)16 解析：(1)如果以弹簧长度x为横坐标，弹力大小F为纵坐标，作出F－x图象，那么图
2021年高考物理一轮复习学与练2.4 实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系(精练)(解析版)
第 1 页 共 17 页 【基础测试】 1．某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度)，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为L 0的橡皮筋的上端固定在O 点，下端挂一重物．用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于N 点，静止时记录下N 点的位置a ，请回答： (1)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L 及N 点与O 点的水平距离为x ，则橡皮筋的劲度系数为________(用所测物理量表示)． (2)若换用另一个原长相同的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N 点的位置b ，发现O 、a 、b 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________． A ．第二次拉力传感器显示的拉力示数较大 B ．两次拉力传感器显示的拉力示数相同 C ．第二次所用的橡皮筋的劲度系数小 D ．第二次所用的橡皮筋的劲度系数大 【解析】(1)设橡皮筋与竖直方向夹角为θ，重物重力为G ，结点N 在竖直拉力(重物重力G )、橡皮筋拉力T 和水平拉力F 作用下处于平衡状态，满足图示关系，则sin θ＝F T ，而sin θ＝x L ，T ＝k (L －L 0)，联立得k ＝ FL x （L －L 0） . (2)由受力图知F ＝G tan θ，两次中G 、θ均相同，所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同，A 错，B 对；同理，两次橡皮筋的拉力也相同，而橡皮筋的原长相同，第二次的伸长量大，由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小，C 对，D 错．
【答案】 (1)FL x（L－L0） (2)BC 2．为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象． (1)从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为 ______________________________． (2)这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为______ N/m，乙弹簧为________ N/m.若要制作一个精确度相对较高的弹簧测力计，应选弹簧________(选填“甲”或“乙”)． 【解析】(1)在弹性限度范围内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性限度范围，则此规律不成立，所以题给的图象上端成为曲线，是因为形变量超过弹簧的弹性限度． (2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为： k甲＝F甲 Δx甲＝ 4 6×10－2 N/m≈66.7 N/m k乙＝F乙 Δx乙＝ 8 4×10－2 N/m＝200 N/m 要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选用一定的外力作用时形变量大的弹簧，故选甲弹簧．【答案】(1)形变量超过弹簧的弹性限度 (2)66.7200甲 第2 页共17 页