高三物理 一轮复习 《实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系》(含详解)

实验：探究弹簧弹力与形变量的关系习题选编 含答案

1、如图所示，将一轻质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，刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐，使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针示数为L1=3.10 cm；当弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针示数为L2=5.60 cm。弹簧处于弹性限度内，取g=10 m/s2。由此可知（ ）

A．弹簧的原长是0.60 cm

B．弹簧的原长是1.60 cm

C．弹簧的劲度系数约为20 N/m

D．由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的劲度系数

【答案】AC

2、某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图1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，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中。(弹簧始终在弹性限度内)

测量次序 1 2 3 4 5 6

弹簧弹力大小F/N 0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45

弹簧总长x/cm 6.00 7.16 8.34 9.48 10.85 11.75

根据实验数据在图2的坐标纸上已描出了测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点，并作出了F－x图线。

（1）图线跟x坐标轴交点的物理意义是_________________；

（2）该弹簧的劲度系数k＝_______________N/m。(结果保留两位有效数字)

【答案】弹簧的原长 42N/m（41-45）

3、某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度L0；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．（本实验过程中未超出弹簧的弹性限度）。由图可知该弹簧的自然长度为_____m；该弹簧的劲度系数为_____N/m．（计算结果均保留两位有效数字）

..

..... 第二章 相互作用

第四讲 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系

课时跟踪练

1．(多选)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，关于操作步骤先后顺序下列说法正确的是( )

A．先测量原长，后竖直悬挂

B．先竖直悬挂，后测量原长

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重

解析：由于弹簧自身有重力，悬挂时的长度大于水平放置时的长度，所以测量其竖直悬挂时的长度为弹簧原长．

答案：BD

2．(多选)图甲和乙是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，下列说法中正确的是(

)

A．弹簧的劲度系数是2 N/m

B．弹簧的劲度系数是2×103 N/m

C．当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长量为x2＝40 cm

D．当弹簧伸长量为x1＝20 cm时，弹簧产生的拉力是F1＝200 N

答案：BC ..

..... 3．(2018·南昌模拟)某物理学习小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验．

该学习小组成员利用所学知识测出了一轻质弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数．该轻质弹簧一端固定于深度为h＝0.25 m、且开口向右的光滑小筒中(没有外力作用时弹簧的右端位于筒内)，如图甲所示，该小组成员通过改变所挂钩码的个数，测出距筒口右端弹簧的对应长度l，作出图乙所示的Fl图线，则弹簧的劲度系数k＝________N/m，弹簧的原长l0＝______cm.

解析：由ΔF＝kΔx和题图乙可知，k＝30－1020×10－2 N/m＝100 N/m.由题图乙可知F＝20 N时，l＝10 cm＝0.1 m，即20 N＝k(0.1＋0.25－l0)(N)，所以l0＝0.15

m，即15 cm.

答案：100 15

4．(2017·枣庄模拟)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量的关系．

(1)为完成实验，还需要的实验器材有：______________．

实验：探究弹簧弹力与形变量的关系习题选编 含答案

1、如图所示，将一轻质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，刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐，使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针示数为L1=3.10 cm；当弹簧下端挂两个50

g的砝码时，指针示数为L2=5.60 cm。弹簧处于弹性限度内，取g=10 m/s2。由此可知（ ）

A．弹簧的原长是0.60 cm

B．弹簧的原长是1.60 cm

C．弹簧的劲度系数约为20 N/m

D．由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的劲度系数

【答案】AC

2、某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图1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，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中。(弹簧始终在弹性限度内)

测量次序 1 2 3 4 5 6

弹簧弹力大小F/N 0 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45

弹簧总长x/cm 6.00 7.16 8.34 9.48 10.85 11.75

根据实验数据在图2的坐标纸上已描出了测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点，并作出了F－x图线。

（1）图线跟x坐标轴交点的物理意义是_________________；

（2）该弹簧的劲度系数k＝_______________N/m。(结果保留两位有效数字) 【答案】弹簧的原长 42N/m（41-45）

3、某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度L0；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．（本实验过程中未超出弹簧的弹性限度）。由图可知该弹簧的自然长度为_____m；该弹簧的劲度系数为_____N/m．（计算结果均保留两位有效数字）

高考物理一轮复习（必修一）第二章：力

第4课时：探究弹力和弹簧伸长的关系——练

1．下列关于“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”实验的说法正确的是 （ ）

A．实验中弹力F的具体数值必须计算出来

B．如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度l代替伸长量x，F－l图象也是过原点的一条直线

C．利用F－x图象可求出k值，其中F为弹簧弹力，x为弹簧伸长量

D．实验时要把所有点连到直线上，才能得到真实规律

2．（多选）【北京市东城区2015－2016学年上学期高一年级期末考试物理试卷】（2分）关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，以下说法正确的是_______（请将正确答案对应的字母填在横线上）

A. 弹簧被拉伸时，拉力越大越好

B. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要使弹簧保持竖直状态

C. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读数

D. 用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

3．表中是某同学为“探究弹力与弹簧伸长量的关系”时所测的几组数据：

弹力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

弹簧的伸长量x/cm 2.6 5.0 7.2 9.8 12.4

（1）请你在图中的坐标纸上作出F－x图线；

（2）写出图线所代表的函数式（x用m为单位）：________；

（3）写出函数表达式中常数的物理意义__________________________________________．

（4）若弹簧的原长为40 cm，并且以弹簧的总长度L为自变量，写出函数表达式（单位为N和m）：______________________________________________________________________.

4．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中。

（1）李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为________。若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧________（填“甲”或“乙”）。