分层作业(8)实验：探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系-【智学校本学案】2025-2026学年高中物理必修第一册分层作业（鲁科版）

0□0000 数智分层作业（八） □口1口口1▣ 题 学 2□2222 实验：探究弹簧弹力的大小 年级 33333 信 后 4□444口4☐ 与伸长量的关系 班级： 5555☐5 位 6□66☐66 (满分：46分) 姓名： 70707077 8☐8□8☐88 9□99□99□ 1.(4分)（多选）在“探究弹力的大小和弹簧伸长 钩码质 量的关系”实验中，以下说法正确的是( 0 50 100 150200250 300 量m/g [A]弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度 弹簧总 16.024.132.140.148.056.064.0 [B]用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证 长l/cm 弹簧位于竖直方向且处于平衡状态 (1)试根据这些实验数据在给定的坐标纸上作 []用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸 出弹簧所受弹力大小F跟弹簧伸长量x的关 长量 系图像。 [D]用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸 +F/N 长量，得出拉力与伸长量之比相等 3.5 3.0 2.(4分)（多选）在“探究弹力的大小与弹簧伸长 2.5 2.0 量的关系”实验中，对弹簧的测量和弹簧的悬挂 1.5 1.0 两项操作的先后顺序，下列说法正确的是 0.5 x/cm ( 0816243240485664 [A]先测量弹簧的原长，后竖直悬挂 (2)根据图像可知弹簧的劲度系数= [B]先竖直悬挂，后测量弹簧的原长 N/m(结果保留3位有效数字)。 [·]先后顺序对实验结果无影响 876543210+0.5 [D]先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹 4.(8分)为了探究弹簧弹力F和弹簧形变量x的 簧的自身重力 关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧 6543210+0.5 进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的 3.(6分)某同学在做“探究弹力的大 图像。 小和弹簧伸长量的关系”的实验中， 设计了如图所示的实验装置。所用 6 的钩码的质量都是50g,他先测出 2 不挂钩码时弹簧的自然长度，再将6个钩码逐 0246x/cm 个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总 (1)从图像上看，该同学没能完全按实验要求操 长度，将数据填在了表中。（弹力始终未超过弹 作，使图像上端出现曲线，出现曲线是因为 性限度，取g=10N/kg) 15 (2)由图像可得甲弹簧的劲度系数为 (4)该同学实验时把弹簧水平放置，与弹簧悬挂 N/m(结果保留3位有效数字)，乙弹簧的劲度 放置相比较，优点在于： 系数为 N/m。若要制作一个精确度 ,缺点在于： 相对较高的弹簧测力计，则应选弹簧 1 9876543210+0.5 (选填“甲”或“乙”)。 6.(12分)橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内， 伸长量x与弹力F成正比，即F=kx,k的值 19876543210+0.5 与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S 5.(12分)在探究弹簧弹力的大小与形变量的关 系，并测定弹簧的劲度系数的实验中，实验装置 有关，理论与实践都表明及=Y,其中Y是- 如图甲所示。所用的每个钩码的重力相当于对 个由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏 弹簧提供了向右的恒定的拉力。实验时先测出 模量。（结果均保留2位有效数字） 不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐 (1)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图甲 个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总 所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y 长度。 的值。首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度 L=20.00cm,利用测量工具b测得橡皮筋未 3 受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工 具a应该是 甲 (1)有一个同学把通过以上实验测量得到的 6组数据在图乙所示的坐标系中描点，请作出 名 F-l图线。 AF/N 甲 2.0母 1.6 (2)下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长 1.2 0.8 量x的实验记录，某同学根据表格作出F-x图 像（如图乙所示）。由图像可求得该橡皮筋的劲 05101520251/(10-2m) 乙 度系数值为 N/m。 (2)由此图线可得出该弹簧的原长1，= 拉力F/N 5.010.015.020.0 25.0 cm, 伸长量x/cm 1.603.20 4.806.40 8.00 劲度系数k= N/m。 F/N (3)试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计 25 一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测 得的具体数据)。 8x/cm (3)这种橡皮筋的Y值等于 16错误；某人从一楼上升到五楼时重心升高到五楼，C项错误； 物体A对物体B的压力的施力物体是物体A,受力物体是 背越式跳高被现在大多数跳高运动员采用的原因就是运动 物体B。 员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下，D项正确。] 4.C「由题意知，若在薄板中央挖掉一个小圆，组成薄板的物 分层作业（八） 质总量减少，所以质量减小，而重力与质量成正比，所以重力 减小：因为薄板原来的质量分布是均匀的，又是在中央位置 答案速对 挖掉了一个小圆，所以剩余部分的重心位置没有变化，仍在 长方形的几何中心，C正确。] 1 2 5.BC[在运动员走板过程中，运动员的脚和跳板都会发生形 AB BD 变，形变的物体产生弹力，A错误，B正确：运动员受到的支持 力是由跳板发生形变产生的，C正确；跳板受到的压力是由运 3.(1)见解析图(2)6.25 动员的脚发生形变产生的，D错误。] 4.(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲 6.C[假设小球受到斜面给的支持力，则该支持力垂直斜面向 5.见解析 上，小球还受竖直向下的重力、绳子竖直向上的拉力，三力不 6.(1)毫米刻度尺(2)3.1×102(3)5.0×10°Pa 可能平衡，小球不会处于静止状态，故小球没有受到斜面的 弹力作用，只受重力和拉力两个力作用，二力平衡，等大反 试题精析 向，C符合题意。] 7.B[每只手的拉力均为600N,A错误；每根弹簧的弹力为 1.AB[弹簧被拉仲伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损 N=150N,B正确；每根弹簧的劲度系数6= 600 坏，故A正确；用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹 4 x 簧位于竖直方向，使钩码的重力大小等于弹簧的弹力，要待 150N 1.6m-0.4m=125N/m,C、D错误.] 钩码处于平衡状态时再读数，故B正确；弹簧的长度不等于 8.A[由重力和质量的关系知G=mg=2×9.8N=19.6N, 弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧的长度减去原长，故C错误； 选项A正确；判断两个力是不是同一个力不能仅看大小、方 拉力与伸长量之比是弹簧的劲度系数，由弹簧决定，同一弹 向是否相同，还要看作用点、力的性质等因素；物体对绳的拉 簧的劲度系数是不变的，不同弹簧的劲度系数一般不同，故D 力，施力物体是该物体，受力物体是绳，作用点在绳上，而物 错误。] 体受到的重力的施力物体是地球，受力物体是该物体，作用 2.BD[在“探究弹力的大小和弹簧伸长量的关系”的实验中， 点在该物体上，故它们不是同一个力，选项B错误；剪断细绳 由于弹簧的自重，水平放置和竖直悬挂时，弹簧的长度不同， 后，物体仍然受重力作用，选项C错误；物体的各部分都受重 所以先竖直悬挂，后测量原长，这样挂上钩码后测出弹簧伸 力，从“效果”上看跟重力作用在重心一样，选项D错误。] 长后的长度减去原长能准确反映伸长量，故A错误，B正确； 9.AD[物体的重力为20N,标度分别设为5N和2.5N,方向 竖直悬挂和测量原长的先后顺序对实验结果的影响程度取 竖直向下，作用点在重心，选项A、D正确。] 决于弹簧的自重，故C错误，D正确。] 10.C[B受重力和弹簧Ⅱ的拉力而处于平衡状态，弹簧对B 3.解析：(1)根据x=1一1。，算出各弹力所对应的伸长量，如表 的拉力F2=kxn,由平衡条件得kxn=m2g,解得x1= 所示， m8=4×10 友一4X10m=10cm,对A,B整体有k知=(m1十m2)g, 弹力F/N 00.51.01.52.02.53.0 (m1+m2)g_(2+4)×10 伸长量x/cm08.116.124.132.040.048.0 解得x1= 4×102 m=15cm,故C正确， 以弹力大小F为纵坐标，伸长量x为横坐标，在坐标系中标 A、B、D错误。] 出各伸长量下所对应的弹力，用直线将各个点连接得F-x 11.解析：画力的图示，要严格按照以下步骤进行： 图像，如图所示。 ①选适当长度的线段表示2N的力。 ↑FN ②从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定 的标度和力的大小来定，线段上加刻度，如图甲所示，也可 以如图乙所示，从O点（用O点代替B物体）竖直向下画一 条5倍于标度的线段。 2.0 ③在线段上加箭头表示力的方向。 15 画力的示意图时，从作用点或从B的中心处沿力的方向画 1.0 一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明N=10N即可，如 0.5/才 0816243240485664x/cm 图丙所示 (2)F-x图像的斜率等于弹簧的劲度系数，由图像知图线是 一条过原点的直线，当F=3.0N时弹簧形变量x=0.48m, e-含-8-8号NWa-625Nm 4.解析：(1)在弹性限度范围内弹簧的弹力与形变量成正比，超 W=10N -ION W=10N 过弹簧的弹性限度范围，则此规律不成立，所以题图上端成 丙 为曲线。 431■ (2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为 3.BC[对A,由于A匀速运动，由二力平衡条件可知，B对A _△F=4 的摩擦力必与F等大反向，故A错误，B正确；对B,由力的 &,-△r-6x10NVm≈6.7N/m 作用的相互性可知，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力 △F8 等大反向，则B受到A的摩擦力水平向左，故C正确；对A k0 N/m=200 N/m B整体分析，由于A、B一起向左匀速运动，则地面对B的摩 要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选用受到相同的 擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误。门 力作用时形变量较大的弹簧，故应选弹簧甲。 4.A[竖直方向上，书受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦 5.解析：(1)F-l图线如图所示。 力而保持静止，书受到的摩擦力大小一定等于书的重力，故A AF/N 正确：书受到墙和手指竖直向上的摩擦力，这两个摩擦力的 2.0 +H 合力大小等于书的重力，则这两个摩擦力大小都小于书的重 1.6 力，故B、C错误；由于书受到的摩擦力大小等于书的重力，当 1.2 手指对书的压力增大时，书受到的摩擦力不变，故D错误。] 04 0.8 5.解析：(1)沙发在70N的推力作用下处于静止状态，水平方向 岛88B旺B8B8用 05101520251/010-2m) 所受的静摩擦力f1与推力F1二力平衡，有 f1=F1 (2)弹簧的原长1。即为弹簧弹力为0时弹簧的长度，由题图 解得f1=70N。 可知，l0=5X102m=5cm,劲度系数为F-l图像直线部分 (2)当推力F2=120N时，沙发做匀速直线运动，水平方向所 的斜率，即 △F ≈17.5N/m. 受的滑动摩擦力f与推力F2二力平衡，有f=F2 (3)记录实验数据的表格如下表所示。 又f=μmg 解得μ=0.3。 次数 1 2 3 (3)沙发在160N的推力作用下发生滑动，受到的摩擦力是滑 弹力F/N 动摩擦力，则f2=f 弹簧的长度1/X102m 解得f2=120N。 6.BD[人握住旗杆匀速上爬，竖直方向受到两个力处于平衡 (4)优点：可以避免弹簧自身重力对实验造成的影响。 状态，即重力和向上的静摩擦力为一对平衡力，这两个力大 缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验 小相等，方向相反；若手握旗杆的力增加，人受到的摩擦力仍 误差。 保持不变，故B、D正确，A、C错误。] 6.解析：(1)从读数L=20.00cm中可知a为毫米刻度尺。 7.B[设水平力为F,B恰好不下滑时，41F=mBg,A恰好不 (2)根据F=k(L一L。)可知，题图乙的斜率大小等于劲度系 数大小，由题图乙求出劲度系数k≈3.1×102N/m。 滑动，则F=A:(mAg十mg),所以mA=1一e ,选项B mB 41H2 (3)报据泉达式及-Y气得，Y-督≈5.0X10R 正确。] 8.BD[对A分析，假设A、B接触面间光滑，则A相对B向下 分层作业（九） 运动，故A相对B的运动趋势沿斜面向下，则B相对A的运 动趋势沿斜面向上；假设B与斜面接触面间光滑，则B相对 答案速对 斜面向下滑动，故B相对斜面的运动趋势沿斜面向下，所以 B、D正确。] 1 2 3 4 6 7 8 9 9.D[木板B匀速运动，受力平衡，则木板B受到的滑动摩擦 力大小为F,选项A错误；木块A对地静止，则B对A的滑 BC CD BC A BD B BD D 动摩擦力大小为T,可知A对B的滑动摩擦力大小为T,所 5.(1)70N(2)0.3(3)120N 以地面对B的滑动摩擦力大小等于F一T,选项B错误；A、 10.4kg≤mo≤6kg B发生相对滑动，则A、B间有滑动摩擦力，由于B对A的支 持力不变，故A、B间的滑动摩擦力大小不变，与B的运动速 试题精析 度无关，选项C错误；当拉力为2F时，水平方向上A仍然满 足二力平衡条件，弹簧的拉力T不变，故木块A受到的摩擦 1.BC[有压力若没有相对运动，则不会产生滑动摩擦力，故A 力大小仍为T,选项D正确。] 错误；两物体之间有滑动摩擦力时，两物体一定接触，且相互 10.解析：当钢锭质量最大时，活塞有向上滑的趋势，则活塞受 挤压，即存在压力作用，故B正确：滑动摩擦力方向沿接触面 到方向向下的最大静摩擦力，此时 方向，压力与接触面垂直，故滑动摩擦力总是与接触面上的 mog=mg+F=50 N+10 N=60 N 压力垂直，故C正确；汽车急刹车时（车轮抱死），地面不动， 所以钢锭最大质量为6kg 却受到滑动摩擦力，故D错误。] 当钢锭质量最小时，活塞有向下滑的趋势，则活塞受到方向 2.CD[摩擦力的方向一定与相对运动或相对运动趋势的方向 向上的最大静摩擦力，此时 相反，可能与物体的运动方向垂直，如紧贴在车厢后壁上随 mog=mg-F=50 N-10 N=40 N 车厢一起向前加速的物体受到的静摩擦力竖直向上，与运动 所以钢锭最小质量为4kg 方向垂直。] 所以钢锭质量m。的范围为4kg≤m。≤6kg。 44