第三章 实验 探究弹簧弹力与形变的关系-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习课时作业word（教科版）

实验　探究弹簧弹力与形变的关系 课时作业·巩固提升 1.(多选)在“探究弹簧伸长量与弹力关系”的实验中,下列说法中错误的是(　AD　) A.测量弹簧原长时应将弹簧平放于水平桌面 B.弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上,刻度尺应竖直固定在弹簧附近 C.在弹簧下端挂钩码时,不能挂太多钩码,以保证弹簧处于弹性限 度内 D.若误将弹簧总长为横坐标,弹力为纵坐标,作Fl图像,根据该图像无法求弹簧的劲度系数 解析:由于弹簧有自重,所以应使弹簧在竖直方向时测原长,故A错误;弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上,刻度尺应竖直固定在弹簧附近,故B正确;在弹簧下端挂钩码时,不能挂太多钩码,以免使弹簧超过弹性限度,故C正确;把弹簧总长作横坐标、弹簧弹力作纵坐标作图像,图像在横轴上有截距,但图线斜率仍等于弹簧劲度系数,故D错误。 2.做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验。 (1)关于测量弹簧原长的操作步骤先后顺序,下列说法正确的是　　　　。(多选)  A.先测量弹簧的原长,后竖直悬挂 B.先竖直悬挂,后测量弹簧的原长 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 (2)某同学利用如图甲所示的装置测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上砝码盘。通过改变盘中砝码的质量,测得6组砝码的质量m和对应的弹簧长度L,画出mL图线,如图乙所示。(重力加速度g取10 m/s2) ①采用恰当的数据处理,该弹簧的劲度系数为　 　 　N/m。(结果保留3位有效数字)  ②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 　　 　　(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。  解析:(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,由于弹簧的自重,水平放置和竖直悬挂,弹簧的长度不同,所以先竖直悬挂,后测量原长,这样挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度减去原长能准确反映伸长量,故A错误,B正确;先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重,故C错误,D正确。 (2)①由胡克定律F=kx结合mL图线的斜率得 k===g·k斜=10 m/s2×≈3.44 N/m。 ②劲度系数是根据图线斜率计算出的,即k劲=,是否考虑砝码盘的质量对结果无影响。 答案:(1)BD　(2)①3.44　②相同 3.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。 (1)实验中需要测量小盘中无砝码时弹簧长度,其弹簧下端指针所指的标尺的示数为7.73 cm;图甲是小盘中有若干个砝码时指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量Δl为　　　　cm。  (2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为　　　N/m。(结果保留2位有效数字,g取10 N/kg)  (3)本实验通过在小盘中放置砝码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是　　　　。(填选项前的字母)  A.逐一添加砝码,记下每增加一个砝码后指针所指的标尺刻度和对应的砝码总重 B.随意增减砝码,记下增减砝码后指针所指的标尺刻度和对应的砝码总重 (4)另一同学在做该实验时有下列做法,其中做法正确的是　　　　。(多选)  A.实验中未考虑砝码盘受到的重力 B.刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐 C.读取指针指示的刻度值时,选择弹簧指针上下运动最快的位置读取 D.在利用xm图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据 解析:(1)刻度尺的最小分度为0.1 cm,图甲的读数为18.00 cm,则伸长量Δl=18.00 cm-7.73 cm=10.27 cm。 (2)由图可知,图线的斜率的倒数为弹簧的劲度系数, 则k==0.29 N/m。 (3)逐一增挂砝码,便于有规律地描点作图,也可避免因随意增加砝码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧。 (4)本实验中采用图像法进行处理,所以砝码盘受到的重力可以不考虑,故选项A中做法是正确的;开始时需要测量砝码盘不放砝码时弹簧的长度,刻度尺的零刻度应与弹簧上端对齐,故选项B中做法是错误的;在读指针的示数时,应让弹簧指针静止之后再读取,故选项C中做法是错误的;当拉力超过弹性限度时,将变成曲线,不再符合胡克定律,所以曲线部分应舍去,故选项D中做法是正确的。 答案:(1)10.27　(2)0.29　(3)A　(4)AD 4.将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起,看成一根新弹簧,设原粗弹簧(记为A)劲度系数为k1,原细弹簧(记为B)劲度系数为k2,套成的新弹簧(记为C)劲度系数为k3。关于k1、k2、k3的大小关系,同学们做出了如下猜想。 甲同学:和电阻并联相似,可能是=+。 乙同学:和电阻串联相似,可能是k3=k1+k2。 丙同学:可能是k3=。 (1)为了验证猜想,同学们设计了相应的实验(装置见图甲)。 (2)简要实验步骤如下,请完成相应填空。 ①将弹簧A悬挂在铁架台上,用刻度尺测