2018年高考物理一轮复习 专题08 探究弹力与弹簧伸长之间的关系（练）（含解析）

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1、专题08探究弹力与弹簧伸长之间的关系1．某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，在弹簧下端挂2个相同钩码，静止时弹簧长度是l2．已知每个钩码质量是m，当地重力加速度g，挂2个钩码时，弹簧弹力F＝；该弹簧的劲度系数是．【答案】2mg【名师点睛】此题是对胡克定律的考查，关键是掌握胡克定律的公式F=kx,其中x是弹簧的形变量，不是弹簧长度.2．某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25m、开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内)，如图甲所示

2、，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F—l图线如图乙所示。(1)由此图线可得出的结论是________________。(2)弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长l0＝________m.【答案】（1）在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；（2）100，0.15。【解析】（1）根据胡克定律可知，在弹性限度范围内，弹力与弹簧的伸长量成正比。（2）设弹簧原长为l0，根据胡克定律有，可知图线的斜率表示劲度系数，。当l=0时，F=10N

3、，有：。3．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，则由图线可知：（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若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，则A和B间的动摩擦因数为．【答案】（1）300N/m（2）①甲；②0.3【名师点睛】胡克定律公式

4、F=kx中，x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。4．用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B连接细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50g，重力加速度g＝9.8m/s2，则被测弹簧的劲度系数为_____N/m。挂三个钩码时弹簧的形变量_____cm。【答案】70，2.1；5．由胡可定律可知，在弹性

5、限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。我效研究性学习小组在探究某圆柱形细长钢丝的形变特点时，猜想该圆柱形细长钢丝也遵循类似的规律，为探究猜想是否正确，取样品进行实验探究。经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后取得实验数据如下：样品长度横截面积伸拉力量200N400N600N800N样品A1m0.50cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm样品B2m0.50cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm样品C1m1.00cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm

6、样品D3m0.50cm20.18cm0.36cm0.54cm0.72cm样品E1m0.25cm20.04cm0.08cm0.12cm0.16cm（1）由实验数据可知，钢丝受到的拉力与伸长量成正比关系，其比例系数（）分别为kA=1.0×106N/m，kB=2.5×105N/m，kC=N/m，kD=1.1×105N/m，kE=5.0×105N/m．（2）对比各样品的实验数据可知，其比例系数与钢丝长度的（填“平方”或“平方的倒数”）成正比，与钢丝的横截面积成（填“正比”或“反比”）．【答案】（1）2.0×106（2）平方的倒数，正比【解析】（1）从

7、样品C的实验数据可知：拉力每增加200N，悬索的伸长量增加0.01cm所以悬索的伸长量与拉力成正比例关系．则其关系式为：F=kx，所以得出系数k：k=F/x，当F=200N，x=0.01cm=10-4m时：k=2×106N/m．由此得出拉力F的关系式为：F=2×106·x，比例系数的单位为N/m．（2）从样品A、C、E的数据知：悬索的长度相同时，悬索的横截面积越小，受到拉力时悬索的伸长量越大，比例系数与悬索的横截面积的大小成正比；从样品A、B、D的数据知：悬索的横截面积相同时，悬索的长度越长，受到拉力时悬索的伸长量越大，其比例系数与悬索长度的

8、平方的倒数成正比．【名师点睛】本题考查学生对“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验的迁移能力、对游标卡尺的读数原理的掌握和从图表归纳所需信息的能力，还考查了学生的逻辑推理