精品解析：2.6 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系（练）-2024届高考物理一轮复习

第二章 相互作用 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 课时作业 1. 某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，操作过程如下： (1)将弹簧水平放置并处于自然状态，将标尺的零刻度与弹簧一端对齐，弹簧的另一端所指的标尺刻度如图甲所示，则该读数为___________cm。 (2)接着，将弹簧竖直悬挂，由于_____的影响，不挂钩码时，弹簧也有一定的伸长，其下端所指的标尺刻度如图乙所示；图丙是在弹簧下端悬挂钩码后所指的标尺刻度，则弹簧因挂钩码引起的伸长量为________cm。 (3)逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后弹簧下端所指标尺刻度和对应的钩码总重力。该实验小组的同学在处理数据时，将钩码总重力F作为横坐标，弹簧伸长量Δl作为纵坐标，作出了如图丁所示的a、b两条Δl-F图像，其中直线b中的是用挂钩码后的长度减去______（选填“图甲”或“图乙”）所示长度得到的。 2. （1）某同学使用两条不同轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示，则可知原长较大的是______（填“a”或者“b”）劲度系数较大的是______（填“a”或者“b”） （2）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的钩码。实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出连线。由图可求得弹簧的劲度系数为______N/m（结果保留3位有效数字，g＝10m/s2）。 （3）若悬挂钩码的质量比所标数值偏小些，则实验测得的弹簧的劲度系数比实际劲度系数偏______。 [2022·广东东莞六中模拟] 3. 在“探究弹力和弹簧形变量关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图1所示，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度． （1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图2中，请作出图线_________。 （2）由此图线可得出该弹簧的原长________，劲度系数________。（结果保留两位有效数字） （3）图线上端出现弯曲的原因是________。 （4）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较， 优点在于：________。 缺点在于：________。 4. 某同学探究如图甲中台秤的工作原理。他将台秤拆解后发现内部简易结构如图乙所示，托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D可无摩擦转动，与齿条C完全啮合，在齿轮上固定指示示数的轻质指针E，两根完全相同的弹簧将横杆H吊在秤的外壳I上。他想根据指针偏转角度测量弹簧的劲度系数，经过调校，托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。若放上质量为的物体指针偏转了弧度，，齿轮D的直径为，重力加速度为，则 （1）指针偏转了弧度的过程，弹簧变长了___________（用题干所给的参量表示）。 （2）每根弹簧的劲度系数表达式为___________（用题干所给的参量表示）。 （3）该同学进一步改进实验，引入了角度传感器测量指针偏转角度，先后做了六次实验，得到数据并在坐标纸上作出上图，可得到每根弹簧的劲度系数为___________N/m（，结果保留三位有效数字）。 5. 某同学想测量两根材料不同、粗细不同、长度不同的轻弹簧的劲度系数，他设计了如图（a）所示的实验装置。实验操作步骤如下： ①将一根粗细均匀的杆竖直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料； ②将轻弹簧A套在竖直杆上，将轻弹簧B套在弹簧A外面，弹簧A与杆之间以及弹簧B与弹簧A之间均有一定间隙； ③将刻度尺竖直固定在弹簧左侧，读出此时弹簧A、B的长度； ④将金属圆环套在竖直杆上并轻轻放在弹簧上，待圆环平衡后从刻度尺上读出弹簧A、B的长度； ⑤逐渐增加金属圆环（与此前所加的金属圆环完全相同）个数，重复步骤④； ⑥根据实验数据得出弹簧上方所加金属圆环的个数n及弹簧A对应的形变量x，通过计算机拟合出如图（b）所示的图像； ⑦用天平测量出一个金属圆环的质量为100g，实验过程中未超过弹簧的弹性限度，重力加速度g取。 回答下列问题： （1）弹簧A、B的劲度系数分别为___________N/m，___________N/m； （2）若把弹簧A、B串接在一起，将一端固定在天花板上，另一端悬挂一重力为G的物块，则物块静止时两弹簧的伸长量之和___________（用、、G表示）。 6. 某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验： ①如图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳（带绳结），将制图板竖直固定在铁架台上。 ②将质量为m＝100 g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的