第3章 课时作业10 实验探究弹簧弹力与形变量的关系-【红对勾讲与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册(人教版)

第三章　相互作用——力　　　　　　　 课时作业10 实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 1.某小组用力传感器探究弹簧弹力与伸长量 的关系。如图甲所示,将轻质弹簧上端固 定于铁架台上,使标尺的零刻度线与弹簧 上端对齐。某同学用力传感器竖直向下拉 弹簧,同时记录拉力值F 及对应的标尺刻 度x(如图乙所示)。通过描点画图得到图丙 的F x图像,a、b分别为使用轻弹簧1、2时 所描绘的图线。下列说法正确的是 ( ) A.弹簧1的原长大于弹簧2的原长 B.弹簧1的劲度系数为100 N/m,大于弹 簧2的劲度系数 C.弹簧2产生15 N的弹力时,弹簧的伸长 量是50 cm D.因未测弹簧原长,因此本实验无法探究 弹簧弹力与伸长量的关系 2.小华同学在探究弹簧弹力与形变量的关系 时,利用图1所示器材并记录了相应数据, 如下表: 钩码质量 m/g 0 30 60 90 120 150 指针 位置l/cm 6.0 7.2 8.3 9.5 10.611.8 (1)小华作出了如图2所示的关系图,纵轴 是钩码的重力,横轴是 ; 分析数据,可得出的结论是 ; 此弹簧的劲度系数k= N/m。(结 果保留两位有效数字) (2)通过此实验探究,小华准备自己动手制 作弹簧测力计,他选了甲、乙两种规格不同 的弹簧进行测试,绘出如图3所示图像,图 像中只有OA 段和OB 段是弹性形变,若他 要制作量程较大的弹簧测力计,应选弹簧 (选填“甲”或“乙”)。 3.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同 学把两根弹簧Ⅰ、Ⅱ如图1连接起来进行探 究。旁边竖直固定一最小刻度为1 mm的 刻度尺,当挂1个钩码时,指针A 所指刻度 如图2中ab虚线所示,再增加两个钩码后, 指针A 所指刻度如图2中cd 虚线所示,已 知每个钩码质量为50 g,取g=9.8 m/s2, 则弹簧Ⅰ的劲度系数为 N/m,弹 簧Ⅱ的重力对测量结果 (选填 “有”或“没有”)影响。 4.某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度 系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的 透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧 固定在有机玻璃管底端。实验过程如下: 先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将 单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃 管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢 球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n 和 弹簧上端对应的刻度尺示数Ln,数据如表 所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度 内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计 算其劲度系数。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 167 n 1 2 3 4 5 6 Ln/cm 8.04 10.0312.0514.0716.1118.09 (1)利用ΔLi=Li+3-Li(i=1,2,3)计算弹 簧的压缩量:ΔL1=6.03 cm,ΔL2=6.08 cm, ΔL3= cm,压缩量的平均值ΔL= ΔL1+ΔL2+ΔL3 3 = cm ; (2)忽略摩擦,取g=9.8 m/s2,该弹簧的劲 度系数为 N/m。(结果保留3位 有效数字) 5.小明用如图所示的装置测量弹簧的劲度系 数,其中,直角三角架底面水平,斜面可视 为光滑,待测轻弹簧固定在斜面顶端,现在 弹簧下端分别挂1个、2个、3个相同的钩 码,静止时,弹簧分别伸长了x1、x2、x3。已 知每个钩码的质量为50 g,取g=10 m/s2。 所测数据如下表所示(单位:cm)。 x1 x2 x3 斜面顶端高度h斜面长度s 12.5025.0037.50 30.00 50.00 (1)挂一个钩码时弹簧受到的拉力为 N。 (2)由表中数据得,弹簧的劲度系数k= N/m(保留2位有效数字)。 6.某兴趣小组的同学想探究橡皮圈中的张力 与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律,若 符合胡克定律,则进一步测量其劲度系数 (圈中张力与整圈形变量之比)。他们设计 了如图甲所示的实验:橡皮圈上端固定在 细绳套上,结点为O,刻度尺竖直固定在一 边,0刻度与结点O 水平对齐,橡皮圈下端 悬挂钩码,