2019年高考物理专题2.2探究弹力和弹簧伸长的关系抢分巧练

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1、实验2.2探究弹力和弹簧伸长的关系◎考题实战掌握高考脉搏1.(2014课标卷Ⅱ,23)图(a)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系.实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg的砝码时,各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用

2、弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.8(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整:① ________,② ________.(2)以n为横坐标,为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出-n图象.图(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的

3、弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=______N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=______N/m.【答案】 (1)①81.7 ②0.0122(2)如图所示(3)(在~之间均可)(在~之间均可)2.(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

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,弹簧的原长l0。3.(2015福建卷,19)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7.73cm;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

5、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)钩码重力超过弹簧弹性范围4.(2018新课标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

6、,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1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg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9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)。【解析】实验所用的游标卡尺精度为0.05mm,游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐,根据游标卡尺的读数规则,图(b)所

7、示的游标卡尺读数为3.7cm+15×0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm。托盘中放有质量为m=0.100kg的砝码时,弹簧受到的拉力F=mg=0.100×9.8N=0.980N,弹簧伸长x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m,根据胡克定律,F=kx,解得此弹簧的劲度系数k=F/x=53.7N/m。【答案】3.77553.7◎考法模拟悟透破题之道5.(2016山东潍坊高三统考)(6分)为了测量竖直方向的加速度,李明同学利用一根轻弹簧、刻度尺、钩码制作了一个测量加速度的装置。如图所示,轻弹簧上端固定在竖直放置的刻

8、度尺的零刻度线处,下端不挂钩码时指针处在A位置,挂质

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