考点6　实验：探究弹力和弹簧伸长的关系　验证力的平行四边形定则—2021届高考物理总复习考点检测

考点6　实验：探究弹力和弹簧伸长的关系　验证力的平行四边形定则 题组一　基础与经典题 1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，小明同学用如图甲所示的实验装置进行实验：将该弹簧竖直悬挂，在自由端挂上砝码盘，改变盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得实验数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0 30 60 90 120 150 弹簧的长度x/cm 6.00 7.14 8.34 9.48 10.64 11.79 (1)小明同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x­m图象如图乙所示，根据图象他得出结论：弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系，而是一次函数关系。他的结论错误的原因是：________________________________________。 (2)作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是：____________________，该弹簧的劲度系数k＝______ N/m(取g＝10 m/s2，保留三位有效数字)。 (3)请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果________。(填“偏大”“偏小”或“相同”) 答案　(1)x­m图象的纵坐标不是弹簧的伸长量 (2)未加砝码时弹簧的长度　25.9　(3)相同 解析　(1)在他画出的x­m图象中，x表示的是弹簧的长度而不是弹簧的伸长量，故他得出弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系而是一次函数关系的错误结论。 (2)图线的纵截距表示未加砝码时弹簧的长度。弹簧的劲度系数k＝ N/m≈25.9 N/m。 ＝＝ (3)根据公式ΔF＝kΔx计算出的劲度系数，与砝码盘的质量没有关系，故结果相同。 2．甲、乙两个物理兴趣小组，利用如图1所示的装置来探究弹簧的弹力和伸长量之间的关系。两个小组用同一规格的弹簧分别做实验，得到如图2中甲、乙所示的F­x图线。 (1)甲小组所作图象的横坐标应是________________；乙小组所作图象的横坐标应是__________________。 (2)甲小组得到的图象末端是弯曲的，其原因可能是________________________。 (3)由图象可得该弹簧的原长＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m。 答案　(1)弹簧的形变量　弹簧的总长度 (2)超过弹性限度