实验针对训练2 探究弹簧弹力与形变量的关系(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

实验针对训练(二) 1．如图为一同学利用压力传感器探究弹力与弹簧伸长量关系的装置示意图，水平放置的压力传感器上叠放着连接轻弹簧的重物，左侧固定有竖直刻度尺。静止时弹簧上端的指针指示如图所示，表格中记录此时压力传感器的示数为6.00 N；竖直向上缓慢地拉动弹簧，分别记录指针示数和对应的传感器示数如表中所示。 传感器示数 FN(N) 6.00 4.00 3.00 1.00 0 指针示数 x(cm) 14.60 15.81 18.19 19.40 (1)补充完整表格中直尺的读数； (2)在以传感器示数FN为纵轴、指针示数x为横轴的坐标系中，描点画出FN­x图像，并根据图像求得弹簧的劲度系数为________ N/m(结果保留3位有效数字)。 [解析]　(1)直尺的最小刻度为1 mm，根据直尺的读数规则可知，估读到最小刻度的下一位，故读数为12.20 cm。 (2)根据表格数据作出图像，如图所示： 由题意可知FN＋F＝mg，则FN＝mg－kΔx，即FN＝mg－k(x－x0)，得图像的斜率绝对值为弹簧的劲度系数，由图像可知k＝＝ N/m≈83.3 N/m。 [答案]　(1)12.20　(2)见解析图　83.3(82.0～83.8都算正确) 2．某同学用图甲所示装置探究弹力和弹簧伸长量的关系。弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片(弹簧和纸片重力均忽略不计)，激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。 甲 乙 (1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧________时，记录所挂钩码的重力和对应的h。 (2)根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图乙所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h0＝________ cm，弹簧的劲度系数k＝________ N/m(结果都保留到小数点后1位)。 [解析]　(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧静止时，此时弹力与重力大小相等，记录所挂钩码的重力和对应的h。 (2)由图可知，当F＝0时h0＝120.0 cm，即为未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离。由胡克定律可得ΔF＝kΔh，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数，则有 k≈ N/m＝31.3 N/m。 [答案]　(1) 静止　(2) 120.0　31.3 3．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 (1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(选填“水平”或“竖直”)。 (2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如表： 代表 符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 数值 (cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范，代表符号为________；由表可知所用刻度尺的最小分度为________。 (3)如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(选填“L0”或“Lx”)。 (4)由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字，重力加速度g取9.8 m/s2)。 [解析]　(1)用铁架台，一定是竖直悬挂。 (2)弹簧晃动时测量无意义；用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，故数据L3记录不规范，由表可知所用刻度尺的最小刻度为1 mm。 (3)由图可知，横轴是弹簧挂砝码后弹簧长度与弹簧挂砝码盘时弹簧长度差，所以横轴是弹簧长度与Lx的差值。 (4)根据胡克定律公式ΔF＝kΔx，有k＝＝ N/m＝4.9 N/m；由表格得到，弹簧原长为：L0＝25.35 cm；挂砝码盘时：Lx＝27.35 cm；根据胡克定律，砝码盘质量为：M＝＝ kg＝0.01 kg＝10 g。 [答案]　(1)竖直　(2)稳定　L3　1 mm　(3)Lx　(4)4.9　10 4/4 学科网（北京）股份有限公司 $