（全国通用）高考物理第二章微专题16实验：探究弹力和弹簧伸长的关系加练半小时（含解析）

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1、实验：探究弹力和弹簧伸长的关系[方法点拨]　(1)实验原理：二力平衡.(2)数据处理：图象法.1.(2018·福建省南平市5月第二次模拟)某实验小组用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数k.每当挂在弹簧下端的钩码(每个钩码质量m＝50g)处于静止状态时，用刻度尺测出对应的弹簧长度L(弹簧始终在弹性限度内)，列表记录如下：所挂钩码个数n123456L(cm)10.1813.0914.5816.0817.54图1(1)表格中第二组数据的弹簧长度如图所示，则弹簧长度为________cm；(2)用所学知识尽量精确计算出每挂一个钩码弹簧伸长量ΔL＝_______

2、_cm；并由ΔF＝kΔL算出弹簧的劲度系数k＝________N/m.(g＝9.8m/s2，结果均保留三位有效数字)2.(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2甲所示的F－L图象，由图象可知：弹簧原长L0＝________cm，由此求得弹簧的劲度系数k＝________N/m.图2(2)按如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图乙，则指针所指刻度尺示数为________cm.由此可推测图乙中所挂钩码的个数为________个.3.为了探究弹力F和弹簧伸长x的关系，某同学选了甲、乙两

3、根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图3所示图象.图3(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________________________.(2)甲、乙弹簧的劲度系数分别为________N/m和________N/m(保留三位有效数字)；若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填“甲”或“乙”).(3)从上述数据和图线中分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议.建议：_______________________________________________

4、_________________________4.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，理论与实践都表明k＝Y，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.NB.mC.N/mD.Pa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图4甲所示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

5、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)作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图象如图乙所示，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的数值保留一位有效数字)　　图4答案精析1.(1)11.60　(2)1.48　33.1解析　(1)由毫米刻度尺的读数方法可知题图中的读数为11.60cm；(2)由平均值法，得：ΔL＝cm≈1.48cm，根据ΔF＝kΔL，得弹簧的劲度系数k＝＝N/m≈33.1N/m.2.(1)3.0　200

6、　(2)1.50　3解析　(1)如题图甲所示的F－L图象，在横轴的截距等于弹簧原长L0，斜率等于弹簧的劲度系数k.可知弹簧原长L0＝3.0cm，弹簧的劲度系数k＝＝200N/m.(2)根据毫米刻度尺读数规则，可知题图乙所示指针所指刻度尺示数为1.50cm，弹簧被压缩了Δx＝(3.0－1.50)cm＝1.50cm，根据胡克定律，F＝kΔx，解得F＝3N，由此可推测题图乙中所挂钩码的个数为3个.3.(1)弹簧形变量超过其弹性限度(2)66.7　200　甲　(3)见解析解析　(1)在弹性限度内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性限度，则此规律不成立，所以

7、图象上端为曲线，是因为弹簧形变量超过其弹性限度.(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为k甲＝＝N/m≈66.7N/mk乙＝＝N/m＝200N/m要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选用在一定的外力作用时，弹簧的形变量大的弹簧，故选甲弹簧.(3)建议：实验中的钩码不能挂太多，以保证弹簧形变量在弹性限度内.4.(1)D　(2)螺旋测微器　(3)312.5　(4)5×106Pa解析　(1)根据表达式k＝Y得：Y＝，已知k的单位是N/m，L的单位是m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，D正确；(2)测量橡皮筋的长度L用毫米刻度尺，测量橡皮筋未受

8、到拉力时的直径用螺旋测微器；(3)根据F＝kx可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由F－x图