第6讲　实验2：探究弹簧弹力与形变量的关系 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

第6讲　实验2:探究弹簧弹力与形变量的关系

(分值:50分)

1.(8分)(2025广东佛山模拟)某同学在“测量弹簧的劲度系数”的实验中进行了如下操作:

甲

乙

(1)把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧自由下垂,此时弹簧下端对应的标尺刻度为　　　　 cm;

(2)在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,设计表格记录实验数据如下:

(3)根据该同学的数据,请在图乙中描点、作出弹簧弹力F与伸长量x之间的关系图线,并得到该弹簧的劲度系数k=　　　　 N/m。(保留3位有效数字,g取9.8 m/s2) 

2.(8分)(2026广东茂名阶段练习)某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量弹簧的劲度系数。将手机悬挂在弹簧下,手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向上的位移。

实验小组进行了如下主要的实验步骤:

①安装实验器材,弹簧分别与手机和铁架台连接,手机重心和弹簧在同一竖直线上;

②手掌托着手机,使弹簧处于原长状态,打开手机中的位移传感器软件;

③缓慢释放手机,当手机平衡时记录下手机下降的高度x0;

④在手机下方增加悬挂一个质量为m=50 g的钩码,缓慢释放,当钩码平衡时记录手机下降的高度x;

⑤重复上述第4步操作,数据记录如表所示:

⑥根据表中数据作出图乙所示的图像,纵轴是钩码数量n,横轴是手机从弹簧原长开始下降高度x。

(1)根据n-x图像,该弹簧的劲度系数k=　　　　 N/m(g取10 m/s2,结果保留3位有效数字)。 

(2)通过分析可知不挂钩码时,弹簧的伸长量为x0=　　　　 cm,由此计算出手机的质量为　　　　 g。(g取10 m/s2,结果均保留3位有效数字) 

3.(8分)(2025广东广州模拟)弹力带是一种常见的健身器材。某同学为了探究弹力带所受拉力与其伸长量的关系,进行如下实验:

(1)如图(a)所示,将弹力带甲竖直挂在固定的钉子O上,其下端P连接一托盘,卷尺竖直固定在旁边,卷尺的零刻度线与钉子平齐;

(2)逐步增加托盘上杠铃片的数量,分别记录杠铃片与托盘的总质量m、P对应卷尺等高处的刻度值x,并在图(b)中描点;

(3)当杠铃片与托盘总质量为3.0 kg时,弹力带甲下端P对应的刻度值如图(a)所示,其读数为　　　　 cm,请在图(b)中把此坐标点描出,并作出弹力带甲的m-x图像,由此可知,在弹力带甲的弹性限度内,每增加1 kg的杠铃片,稳定后P下降　　　　 cm(结果保留两位有效数字); 

(4)弹力带乙的m-x图像如图(b)所示。若要增大力量训练强度,应选用弹力带　　　　(选填“甲”或“乙”)。 

4.(8分)(2024广东汕头一模)有一款纸巾盒改进装置如图甲所示,该装置由两块挡板和弹簧组成,弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部,可将整包纸巾顶起,以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征,设计了如图乙所示的实验,测量出的数据记录在下表中。