实验：探究弹力和弹簧伸长的关系-2021-2022学年高一物理上学期期中复习精选百强校试题汇编（人教版必修一）

实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 1．(2020－2021学年辽宁省沈阳二中高一(上)期中)某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。 (1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________状态。 (2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长 ___________cm，劲度系数 ___________ 。 (3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量为___________cm。 【解析】 (1)[1]由于弹簧挂上重物后处于竖直状态，因此刻度值必须保持竖直状态。 (2)[2]图像与横坐标的交点就是弹簧的原长，因此该弹簧的原长 [3]在F－x图像中，图像的斜率表示劲度系数， 因此劲度系数 (3)[4]根据 ，可得 【答案】 (1)竖直 (2)4 (3)50 (4)6 2．(2020－2021学年吉林省长春市东北师大附中高一(上)期中)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关系的实验。 (1)实验中还需要的测量工具有_______________。 (2)如图(乙)所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图可知：图线不通过原点的原因是由于________；弹簧的劲度系数k=____N/m(g取10m/s2)。 (3)如图(丙)所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F—L图象。下列正确的是_______。 A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．弹力与弹簧长度成正比 【解析】 (1)[1]需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有：刻度尺； (2)[2][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， 则有 ，代入数据解得k=5N/m 由图可知，当F=0时，x大于零，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。 (3)[4]A．在图象中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误； BC．在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误； D．弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。故选B。 【答案】 (1)刻度尺 (2)弹簧自身重力 (3)5 (4)B 3．(2020－2021学年黑龙江省哈尔滨市第三中学高一(上)期中)如图为“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验装置图，实验中，改变钩码个数，记录数据，画出弹簧弹力F随其伸长量x的变化关系F—x图像如图所示。 (1)弹簧下端悬挂钩码，钩码静止时所受弹力大小____其重力大小(填大于、等于或小于) (2)由图像可知弹簧的劲度系数k=____N/m。(结果保留两位有效数字) 【解析】 (1)[1]弹簧下端悬挂钩码，钩码受竖直向下的重力和竖直向上的弹力，因此钩码静止时，由平衡条件可知：钩码静止时所受弹力大小等于其重力大小； (2)[2]由胡克定律 可得：图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则有 【答案】 (1)等于 (2)40(36－44均可) 4．(2020－2021学年重庆市南开中学高一(上)期中)某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个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。(取g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字) 砝码个数 0 1 2 3 4 5 弹簧总长(L/cm) 6.00 7.05 8.12 9.18 10.64 12.49 弹力大小(F/N) 0 0.29 0.59 0.88 1.18 1.47 (1)试根据这些实验数据在图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线__________________； (2)由所画图线，可得弹簧的劲度系数k为___________N/m，图线后面弯曲的原因是___________。 【解析】 (1)[1]根据实验数据在坐标纸上描出点并连线，如下图所示 (2)[2]根据 ，并通过图线的直线部分得 [3]随着砝码个数的增加，使弹簧的弹力越来越大，超过了弹簧的弹性限度，弹力与形变量不再是线性关系，所以图线后面发生了弯曲。 【答案】 (1)见解析 (2)27.7(27.0~29.0) (3)见解析 5．(2020－2021学年云南省玉溪一中高一(上)期中)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两