第二章 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系-【直击双1流】2024高考物理一轮复习讲义训练题组

实验 2　 探究弹簧弹力与形变量的关系 A 组 课时专练 甲 1. (2022·河南省焦作市普通高中期末) 如图甲 所示装置可以用来研究弹簧弹力与形变量的 关系,并测量弹簧的劲度系数。 实验器材有被 测弹簧、铁架台、刻度尺、质量均为m = 50 g的 钩码若干个。 具体实验步骤如下: ① 将弹簧上端固定在铁架台上的 O 点,弹簧 自然下垂,固定刻度尺与弹簧平行; ② 记下弹簧下端 A 点到 O 点的距离 l0 ; ③ 在弹簧下端挂上1个钩码,平衡后,测出A点与O点间的距离 l1; ④ 在弹簧下端依次挂上2个、3个……n个钩码,平衡后,分别测 出 A 点与 O 点间的距离 l2 、l3 ……ln。 实验数据处理:建立一个直角坐标系,横轴表示所挂钩码的个 数 n,纵轴表示弹簧长度 l,依据实验数据在 l - n坐标系中描点、 连线,得到如图乙所示的图像。 乙 (1) 在步骤 ④ 中,有一个重要的实验注意事项是 。 (2) 根据 l - n 图像是一条直线,可得出的结论是 。 A. 弹簧弹力与弹簧长度成正比 B. 弹簧弹力与弹簧伸长量成正比 (3) 直线的斜率Δl Δn 与弹簧劲度系数 k 以及一个钩码的重力 mg 之间的关系为 Δl Δn = 。 (4) 重力加速度 g 取 9. 8 m / s2 , 则弹簧的劲度系数 k = N / m。 甲 2. (2022·安徽省芜湖市一中月考) 如图甲所 示,某兴趣小组为测量一缓冲装置中弹簧 的劲度系数,把两根弹簧连接起来,测量两 弹簧的劲度系数。 弹簧 2 的一端固定在竖 直放置的透明有机玻璃管底端,再将单个 质量为 100 g 的钢球(直径略小于玻璃管内 径) 逐个从管口放入,每放入一个钢球,待 弹簧静止,测出弹簧 1 上端和弹簧 2 上端到 玻璃管底端的距离 L1 、L2 。 忽略摩擦, 重力加速度 g 取 10 m / s2 。 (1) 某次测量结果如图乙所示,指针示数为 cm。 乙 　 　 丙 (2) 在坐标纸上画出 L1 、L2 与钢球个数 n 的关系 L - n 图像,如 图丙所示。 则放入钢球个数 n = 5,待弹簧静止时,弹簧 2 的形变量为 cm。 (3) 可求出弹簧 1、2 的劲度系数分别为 k1 = N / m, k2 = N / m。 3. (2022·福建省永春一中期中) 小军同学利用如图甲所示的装 置可以测量弹簧的劲度系数 k,整个装置放置在水平桌面上,跨 过光滑定滑轮的细线两端分别与放置木板上的木块和弹簧相 连接,在木块上放置砝码。 向右拉动木板,待弹簧指针示数稳 定后,读取弹簧指针的位置 l,计算弹簧指针的位置之差可以得 到弹簧的伸长量 x,小军同学画出弹簧伸长量 x与放置木块上的 砝码质量 m 的关系图像,如图乙所示。 甲 　 　 乙 (1) 对于同一次的指针位置读数,不同的人读数可能是不一样 的,这样引起的误差是 (选填“偶然误差” 或 “系统误差”)。 (2) 本次实验还需要知道木块与木板之间的动摩擦因数,小军经 过多次测量得到动摩擦因数μ的平均值为0. 20,其中第三次测 量值为 μ3 = 0. 21,则该次测量的相对误差为 。 (3) 由图乙以及木块与木板之间的动摩擦因数 μ = 0. 20,可以 求得该弹簧的劲度系数为 N / m。 (重力加速度 g 取 9. 8 m / s2 ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 71第二章 相互作用——力 　　　 B 组 真题特训 1. (2022·湖南卷) 小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑 料袋、支架等,设计了如图甲所示的实验装置,测量冰墩墩玩具 的质量。 主要实验步骤如下: 甲 (1) 查找资料,得知每枚硬币的质量为 6. 05 g; (2) 将硬币以 5 枚为一组逐次加入塑料袋,测量每次稳定后橡 皮筋的长度 l,记录数据如下表: 序号 1 2 3 4 5 硬币数量 n / 枚 5 10 15 20 25 长度 l / cm 10. 51 12. 02 13. 54 15. 05 16. 56 (3) 根据表中数据在图乙上描点,绘制图线: 乙 丙 (4) 取出全部硬币,把冰墩墩玩具放入