2018年高三物理一轮总复习 专题2.5 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系（含解析）

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1、专题2.5实验：探究弹力和弹簧伸长的关系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【答案】AB2.某同学做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”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

2、线可能是(　　)【答案】C【解析】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.3.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是（）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．测得的弹力与弹簧的长度成正比【答案】B【解析】由F＝k(l－l0)可知，当F＝0时，l＝l0，即图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确、C错误；图象不过原点，D错误。4.(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

3、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【答案】BD5.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的关系如图所示,则由图线可知：(1)弹簧的劲度系数为_________。(2)弹簧的弹力为5N时,弹簧的长度为__________。【解析】由弹力的大小F和弹簧长度L的关系图可知,弹簧原长L0=10cm;弹簧形变量大小x=5cm时,弹力F=10N,由胡克定律F=kx可得弹簧的劲度系数k=200N/m;弹簧的弹力为5N时,弹簧

4、的形变量为x==2.5cm,当弹簧被压缩时,弹簧的长度为7.5cm,当弹簧被拉伸时,弹簧的长度为12.5cm。【答案】(1)200N/m　(2)12.5cm或7.5cm课堂讲练●典例分析考点一实验原理和操作【典例1】(2015·四川高考)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

5、量是50g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8m/s2)。要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________。作出Fx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【反思总结】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1mm)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(1)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0，即弹簧的原长。(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

6、)。(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。记录表：弹簧原长l0＝________cm。次数内容123456拉力F/N弹簧总长/cm弹簧伸长/cm【跟踪短训】1.利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，所用的钩码每只的质量为30g。实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后依次测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中。(弹力始终未超过弹性限度，g取10m/s2)记录数据组123456钩码总质量/g0306090120150弹簧总长/cm6.007.118.209.3110.4011.52(1)在

7、图乙坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线。(2)由图线求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m。(保留两位有效数字)【答案】　(1)见解析图　(2)27【解析】　(1)弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图线如图所示。(2)弹簧的劲度系数k等于F－x关系图线的斜率，故k＝＝27N/m。考点二数据处理和误差分析【典例2】为了探索弹力和弹簧伸长的关系，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