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课时跟踪检测(十二) 探究弹簧弹力与形变量的关系
卷码
4000312
姓名
1.(4分)(2024·遵义高三质检)利用如图所示装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验,所用的钩码都相同。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态。
(2)下列操作正确的是 。
A.实验前,应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度
B.用直尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要在钩码处于静止状态时读取刻度尺的示数
D.逐一增挂钩码,记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量
2.(6分)为了研究“弹簧长度与弹力大小的关系”,某物理研究小组利用如图甲装置设计实验,操作步骤如下:
(1)先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,如图乙所示,指针示数为 cm;
(2)在弹性限度内,将质量均为50 g的钩码逐个挂在绳子下端,记下指针示数L如表中所示,请在图丙中作出F⁃L图像(重力加速度取g=10 m/s2);
钩码数/个
1
2
3
4
L/cm
10.00
14.00
18.00
22.00
(3)根据F⁃L图像可得弹簧的劲度系数为 N/m。
3.(6分)实验小组利用图甲所示装置探究弹力与弹簧形变量的关系。重物放在水平放置的力传感器上面,轻质弹簧一端与重物相连,另一端与跨过处于同一水平高度的两个光滑定滑轮的细线的M端相连,调整滑轮1的位置,使其下方的细线处于竖直状态。初始时,细线各部分均伸直但无张力,滑轮2的右侧竖直固定一刻度尺,调整刻度尺的高度,使其零刻度线恰与细线的N端点对齐。现缓慢竖直向下拉端点N,分别记录端点N移动的距离x及对应的力传感器的示数F。F⁃x图像如图乙所示,图中 F0、x0均为已知量,当地的重力加速度为g。
(1)由图乙可得弹簧的劲度系数k= ,重物的质量m= 。
(2)若拉动端点N时偏离了竖直方向,则弹簧劲度系数的测量值与其真实值相比将 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
4.(6分)
(2025·泉州高三月考)如图,某同学设计了可以测量物体质量的“天平”。首先把两根完全一样的弹簧上端吊挂在盒子上顶面,托板A、直杆B、齿条C、水平横杆D串联在一起,直杆B通过小孔(直杆未与小孔边缘接触)穿过盒子上顶面,水平横杆D与两弹簧下端点相连。在齿条C左侧固定一齿轮,齿轮与齿条C啮合且可绕过圆心O的轴无摩擦转动,齿轮上固定一轻质指针,当齿条下移时,齿轮沿顺时针方向转动,指针随之转动,通过固定在齿轮上方的表盘可读出指针转过的角度。经过调校,使得托板A上不放物品时,指针恰好指在竖直向上的位置。
(1)若在托板A上放置物体,静止时读出指针偏转了θ,要求出每根弹簧的伸长量,仅需测量 ;
A.弹簧劲度系数k B.物体质量m
C.齿轮半径R D.指针长度l
(2)若已知弹簧劲度系数为k,齿轮半径为R,重力加速度为g,则物体质量m与角度θ的关系式为m= (所有物理量单位均为国际制单位);
(3)本实验中,弹簧自身受到的重力对实验结果 (填“有”或“无”)影响。
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