高考物理一轮复习课时作业第9讲实验：探究弹力与弹簧伸长的关系.doc

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1、2020届高三物理总复习精品课时作业第9讲实验：探究弹力与弹簧伸长的关系1.如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比2UQIO/O-IIJ-/5I'1ς■■W20B.弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比C该弹簧的劲度系数是200N/mD.该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变选项A错误，B、CD正确.【答案】BCD1.某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其

2、自然长度；然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.若实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，由图可知该弹簧的自然长度为Cm该弹簧的劲度系「数为N/m.【解析】当外力F=0时，弹簧的长度即原长L=10cm，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k=30-—0×102N/m=50N/m.【答案】10501.某同学在研究性学习中，禾U用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂于某一深度h=25.0cm，且开口向下的小筒中（没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内，但测力计可以同

3、弹簧的下端接触），如图甲所示.如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度I,现要测出弹簧的原长∣0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变I而测出对应的弹力F，作出F-1变化的图线如图乙所示，则弹簧的劲度系数为N/m弹簧的原长10=.【解析】根据胡克定律得F=k（h+1-lo）=kl+k（h—I。），从图中知道当I=0时，F=10N;当I=10Cm时，F=20N;将其代入方程联立解得k=100N/m,Io=15.0cm.【答案】10015.0Cm4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用细绳绕过定滑轮挂

4、钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mπ的刻度尺，当挂2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.已知每个钩码的质量为50g,重力加速度g=9.8m∕s2,则被测弹簧的劲度系数为N/m.挂3个钩码时弹簧的形变量为cm.甲-4-1-b■■——iIllJ”J_i乙【解析】对钩码进行受力分析，根据平衡条件和胡克定律，得:2mg=k(l-1o)3mg=k(lZ-lo)mg-l50×103×9.87X103N/m=70N/m挂3个钩码时，可列方程(m+m+m)g=k∙ΔXZ-3解得：△X3m

5、g3×50×10×9.8=m=2.10cm.k70【答案】702.105.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,Sk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=YL，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.mCN/mDPa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L=20.00Cm,利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4

6、.000mm,那么测量工具a应该是乙请在图乙所示的坐标纸上作出F-X图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数kN/m.(4)这种橡皮筋的Y值等于.【解析】(1)在弹性限度内，弹力F与伸长量X成正比，F=kx,又根据题意可知,k=YS则F=kx=YLX得出杨氏模量Y=XS各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是N/m2=Pa,选项D正确.(2)根据精确度判断可知a为毫米刻度尺，b为螺旋测微器.⑶根据表格数据，描点、连线，可得F-X图象如图丙所示.根据斜率的物量一F2意义表示劲度系数k，可知k=厂3∙1×10N/m.拉力的关系”的探究过程如下:A有

7、同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比.B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设.C通过实验取得如下数据:长度伸拉力250N500N750N1000N1m2.52mm0.4mm0.8mm1.2mm1.6mm2m2.52m「m0.8mm1.6mm2.4mm3.2mm1m3.57mm0.2mm0.4mm0.6mm0.8mmD.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善

8、.(1)上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是(2)请根据上述过程分析他们的假设是否完全正确？若有错误或不足，请给予修正.【解析】确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和