微练89 实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系-【高考领航】2025年高考物理一轮复习微专题速练

微练89　实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系 1．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 甲　　　　　　　　乙　 (1)为完成实验，还需要的实验器材有：________。 (2)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲系数为________N/m。图线不过原点的原因是由于____________。 2．某学习小组尝试探究弹簧所受弹力F与弹簧长度L的关系。 (1)通过多次实验，记录实验数据，描绘出如图甲所示的F-L图像。则弹簧原长L0 ＝______cm，弹簧的劲度系数k＝________N/m (计算结果保留三位有效数字)。 甲 乙 (2)如图乙所示，若将该弹簧左端固定在中间带有小圆孔的竖直挡板上，弹簧右端连接细线，细线穿过圆孔，通过光滑的滑轮与钩码相连，竖直挡板固定在刻度尺0刻线处，已知每个钩码重为1.0 N。当水平弹簧压缩稳定后，指针指示如图乙所示。由此可推测所挂钩码的个数为________个。 3．某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，实验中，将一待测弹簧水平放置在一相对光滑的平台上，将一毫米刻度尺水平放置在桌面上，弹簧左端固定在竖直立柱上，弹簧右端固定有一能与毫米刻度尺的刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针，弹簧右端的挂钩与绕过滑轮的细线相连，细线下端可以悬挂钩码。 　 甲　　　　　　　　　　　乙　 (1)实验时，先不挂钩码，此时刻度尺的读数为2.75 cm，然后将质量为0.200 kg的砝码挂在绳子下端，此时刻度尺读数如图乙所示，其读数为________cm，当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留三位有效数字)。 (2)弹簧与平台及绳子与滑轮间存在的摩擦会导致弹簧劲度系数的测量值与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。 4．某课外学习小组在做“探究弹簧的弹力与伸长量的关系”实验时，测量出不同弹力F下弹簧的长度l，作出的F-l图像如图甲所示。由此可知，弹簧的劲度系数是________N/m。学习小组用这根弹簧制作了一个简易的弹簧秤如图乙所示，图乙中虚线指针所对应处的刻度是________N，该弹簧秤的量程是________N。 甲 乙 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微练89　实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系 1．解析：(1)该实验还需要刻度尺测量弹簧的伸长量。 (2)由图像可知弹簧的劲系数为k＝ N/m＝200 N/m。图像横轴截距的含义是F为零时有伸长量，可知测量原长时弹簧横放，竖直悬挂后由于自身重力的作用有了伸长量。 答案：(1)刻度尺　(2)200　弹簧自身重力的作用 2．解析：(1)当弹簧弹力为零，弹簧处于自然状态，由图可知，弹簧的原长为L0＝3.0 cm，由胡克定律可知k＝＝ N/cm＝200 N/m。 (2)该刻度尺的读数为L′＝1.50 cm，由胡克定律可知F′＝k(L0－L)＝200×(3.0－1.5)×10-2 N＝3 N，由题可知每个钩码重G＝1 N，由此可推测所挂钩码的个数为n＝＝3。 答案：(1)3.0　200　(2)3 3．解析：(1)刻度尺的最小刻度是1 mm读数时，需要估读到下一位，则其读数为5.75 cm。弹簧的劲度系数为k＝＝ N/m＝65.3 N/m。 (2)弹簧与平台及绳子与滑轮间存在的摩擦，则弹簧的拉力比砝码的重力小，当计算时用砝码的重力表示弹簧的拉力，所以会导致弹簧劲度系数的测量值与真实值相比偏大。 答案：(1)5.75　65.3　(2)偏大 4．解析：由图甲可知，弹簧的原长l0＝2 cm，由胡克定律可知k＝＝＝200 N/m，由图乙可知，虚线处的刻度值为l＝3.90 cm，由胡克定律可知F1＝kΔx1＝200×(3.9－2)×10-2 N＝3.8 N, 由图乙可知，弹簧秤的最大刻度对应的长度为lm＝6 cm，由胡克定律可知Fm＝kΔxm＝200×(6－2)×10-2 N＝8 N。 答案：200　3.8　0～8 学科网（北京）股份有限公司 $$