2024届高考物理一轮复习练：实验 探究弹簧弹力与形变量的关系和探究两个互成角度的力的合成规律

实验：探究弹簧弹力与形变量的关系和探究两个互成角度的力的合成规律练习 实验题 1．某同学在研究性学习中，利用所学的知识设计了如下的实验：一轻弹簧一端固定于某一开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内)，如图甲所示，如果本实验所用刻度尺的零刻度线恰好与弹簧左端对齐，在弹簧右端安装一个指针指向刻度尺，该同学通过改变细线上所挂钩码(未画出)的个数来改变弹簧的长度l，现将测量数据记录在表中，现要求在图乙中作出F－l图线，并利用测量数据及描绘出的图线，对弹簧的有关特性进行研究，重力加速度g＝10 m/s2. 甲 乙 m/kg 1.0 2.0 3.0 4.0 l/cm 25 35 45 55 (1)根据题目要求在图乙中作出F－l图线； (2)该实验设计排除了________对实验的影响，由F－l图像可得出的结论是________； (3)弹簧的劲度系数为__________N/m，原长为________cm. 2．某学习小组用如图甲所示的装置来“探究弹簧弹力与形变量的关系”，主要步骤如下： a．把弹簧平放在水平桌面上，测出弹簧的原长x0； b．测出一个钩码的质量m0； c．将该弹簧悬吊在铁架台上让弹簧自然下垂，测出此时弹簧长度l0； d．挂上一个钩码，测出此时弹簧长度l1； e．之后逐渐增加钩码的个数，并测出弹簧对应的长度分别为li(i为钩码个数)； f．计算出x＝li－x0，用x作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，作出的图线如图乙所示．请根据以上操作、记录和图像回答以下问题： (1)你认为m－x图像不过原点的原因是________； (2)已知钩码质量m0＝0.20 kg，重力加速度g＝9.8 m/s2，利用图乙求得弹簧劲度系数k＝________N/m(保留两位有效数字)； (3)m－x图像没过坐标原点，对于测量弹簧的劲度系数________(选填“有”或“无”)影响； (4)将x＝li－l0作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，实验得到图线应是图中的________．(填写下列四幅图对应的字母选项) 3.某同学用图(a)所示装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验． (1)请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上________； A．以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据(l，m)对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来； B．记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0； C．将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码； E．由m－l图像，进一步找出弹簧弹力与弹簧形变量之间的关系． (2)图(b)为根据实验测得数据标出的对应点，在图中作出钩码质量m与弹簧长度l间的关系图线； (3)由图像可知，弹簧下端不挂钩码时，指针A处所对刻度尺上的刻度l0＝________cm； (4)此弹簧的劲度系数k＝________N/m.(g取10 m/s2，结果保留三位有效数字) 4．某同学利用如图甲所示的装置测量轻弹簧的劲度系数．其中支架带有游标尺和主尺，游标尺(带固定的指针)和主尺通过支架固定．一轻质弹簧穿在细杆上，左端固定，右端与细绳连接，且细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂若干质量均为50 g的砝码．弹簧右端连有一竖直指针，所在位置可通过主尺读出．实验步骤如下： (1)在绳下端悬挂一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触，调整游标尺，使指针与弹簧右端指针对齐．游标卡尺读数如图乙所示，为________mm. (2)逐次增加砝码个数，并重复步骤(1)(保持弹簧在弹性限度内)． (3)用n表示砝码的个数，L表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内. n 1 2 3 4 5 m/g 50 100 150 200 250 重力G/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 L/mm 63.7 73.5 83.2 93.1 102.9 (4)根据上表的实验数据在图中补齐数据点并作出F－L图像，得弹簧的劲度系数k＝________N/m.(结果保留两位有效数字) 5．如图甲所示，是某同学探究弹簧弹力大小与弹簧形变量的关系的实验装置，两水平定滑轮固定于P、Q两点，一条轻绳跨过定滑轮P、Q，左端挂上钩码，其中钩码的个数可加减，绳子右端与弹簧上端连接，弹簧竖直地固定在水平地面上，且弹簧外面套有一足够光滑、直径稍微比弹簧横截面大一些的透明圆筒，旁边竖直固定的刻度尺可以方便地读出弹簧的形变量．根据平衡时左边所挂钩码的质量就可以得到弹簧的弹力大小，或者将定滑轮上的细线