2016高考物理总复习实验2 探究弹力与弹簧伸长量的关系随堂训
练
1．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，有如下一些步骤．
A．在弹簧下端挂上一个钩码，观察指针所指位置，测出弹簧的伸长量x1
B．将弹簧固定悬挂在金属横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，观察弹簧指针所指位置，并记下该位置
C．在坐标纸上建立平面直角坐标系，以F为纵坐标、x为横坐标，根据实验数据，选定两坐标轴适当的标度
D．将各组实验数据在平面坐标系上进行描点，观察点的分布与走势，用平滑曲线作出反映F和x对应规律的图象
E．将铁架台放在水平实验桌上，将金属横杆水平固定在铁架台上
F．给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码……分别观察指针所指的位置，测出对应的伸长量x2，x3，…
G．根据图象和数据作出结论并整理仪器
实验中合理实验步骤排序为( )
A．EBAFCDG B．EBAFDCG
C．EBFCADG D．EAFBCDG
【答案】A
2．(2015·广州模拟)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．
甲乙
(1)为完成实验，还需要的实验器材有：__________.
(2)为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起；
B ．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l 0；
C ．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D ．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个、…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E ．整理仪器．
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出：____________.
(3)图乙是弹簧所受弹力F 与弹簧伸长长度x 的F －x 图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于________________．
【答案】(1)刻度尺 (2)CBDAE (3)200 弹簧有自重 【解析】(1)实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要刻度尺． (2)根据操作的先后顺序排列为：CBDAE
(3)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比． 由k ＝ΔF
Δx
＝200 N/m.
由图可知，当F ＝0时，x ＝0.5 cm ，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，是由于弹簧自身的重力造成的．
故图线不过原点的原因是由于弹簧有自重，实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重． 3．某同学想要探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测弹簧的劲度系数k ，做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧．并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L 0；弹簧下端挂一个50 g 的钩码时，指针指示的刻度数值记作L 1；弹簧下端挂两个50 g 的钩码时，指针指示的刻度数值记作L 2……挂7个50 g 的钩码时，指针指示的刻度数值记作L 7.
(1)下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是______和________．
测量记录表：
37
图7
(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d 1＝L 4－L 0＝6.90 cm ，d 2＝L 5－L 1＝6.90 cm ，d 3＝L 6－L 2＝7.00 cm.请你给出第四个差值：d 4＝________＝________cm.
(4)根据以上差值，可以求出每增加50 g 钩码的弹簧平均伸长量ΔL ，ΔL 用d 1、d 2、
d 3、d 4表示的式子为：ΔL ＝____________.代入数据解得ΔL ＝________cm.
(5)计算弹簧的劲度系数k ＝______N/m.(g 取9.8 m/s 2
)
【答案】(1)L 5 L 6 (2)6.85(6.84～6.86) 14.05(14.04～14.06) (3)L 7－L 3 7.20(7.18～7.22)
(4)
d 1＋d 2＋d 3＋d 4
4×4
1.75 (5)29
【解析】(1)记录数据时，小数点后保留两位数字，L 5、L 6错误．
(2)一要注意零刻度在最上端，二要注意数据记录读到刻度尺最小分度值的后一位． (3)逐差法可充分利用所测得数据，根据前三个差值，可列出第四个差值．
(4)四个差值求平均值为四个50 g 钩码使弹簧伸长的平均长度，故求每个钩码使弹簧伸长的平均长度时应再除以4.
(5)根据胡克定律即可求解．
4．某同学在做探究弹力和弹簧伸长量的关系实验中，设计了如图8所示的实验装置．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应弹簧总长度，将数据填在下面的表中．(弹簧始终在弹性限度内)
图8
(1)F 跟弹簧总长x 之间的函数关系点，请把第5、第6次测量的数据对应的点描出来，并作出F －x 图线．
图9
(2)图线跟x坐标轴交点的物理意义是____________．
(3)该弹簧的劲度系数k＝______.(保留两位有效数字) 【答案】(1)图线如下图所示．
(2)弹簧的原长(3)42 N/m