课时冲关11 实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系&课时冲关12 实验三 探究两个互成角度的力的合成规律（教用版）-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

高考总复习物理 课时冲关11 实验二探究 学生用书 1.(2025·四川卷，11)某学习小组利用生活中常 见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”实 验.已知水的密度为1.0×103kg/m3,当地重力 加速度为9.8m/s2.实验过程如下： 00000 1 cm 13 图 Vlm 图3 (1)将两根细绳分别系在弹簧两端，将其平放在 较光滑的水平桌面上，让其中一个系绳点与刻 度尺零刻度线对齐，另一个系绳点对应的刻度 如图1所示，可得弹簧原长为 cm. (2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩，另一端细绳 跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后，系一个 空的小桶.使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面 平行，如图2所示. (3)用带有刻度的杯子量取50mL水，缓慢加到 小桶里，待弹簧稳定后，测量两系绳点之间的弹 簧长度并记录数据.按此步骤操作6次. (4)以小桶中水的体积V为横坐标，弹簧伸长量 x为纵坐标，根据实验数据拟合成如图3所示直 线，其斜率为200m2.由此可得该弹簧的劲度系 数为 N/m(结果保留2位有效数字). (5)图3中直线的截距为0.0056m,可得所用小桶 质量为 kg(结果保留2位有效数字). 解析：(1)该刻度尺的分度值为0.1cm,应估读 到分度值的后一位，故弹簧原长为13.14cm, (4)由胡克定律可知mg十pVg=k.x, 化简可得x=竖V十mg 由图像可知坚=200m2, 代入数据解得该弹簧劲度系数为k=49N/m, (5)由图可知"mg=0.0056m, 代入数据可得所用小桶质量为m=0.028kg. 答案：(1)13.14或13.15(4)49(5)0.028 2.(2023·浙江6月选考)如图所示，某同学把A B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹 簧弹力与伸长量的关系.在B弹簧下端依次挂 上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度xA、 xB的数据如表. 钩码个数 1 2 ZA/cm 7.758.53 9.30 xB/cm 16.45 18.5220.60 448 弹簧弹力与形变量的关系 P355 钩码个数为1时，弹簧A的伸长量△x= cm, 弹簧B的伸长量△xB= cm,两根弹簧 弹性势能的增加量△E。 mg(△.xA十 △xB)(选填“=”“<”或“>”). 解析：钩码个数为1时，弹簧A的伸长量△xA= 8.53cm-7.75cm=0.78cm, 弹簧B的伸长量△xB=18.52cm-16.45cm一 0.78cm=1.29cm, 根据系统机械能守恒定律可知两根弹簧的重力 势能减少量和钩码减少的重力势能等于弹簧增 加的弹性势能，故△E。>mg(△xA十△xB). 答案：0.781.29> 3.在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，实验 装置如图甲所示，弹簧所受的水平拉力等于所挂钩 码的重力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长 度，再将5个钩码逐个挂在轻绳的下端，测出每次 弹簧相应的长度.小明同学通过实验测出了6组数 据，并在图乙的坐标系中描点. FIN 2.0∯ 1.6 1.2 04 0510152025ix10-2m (1)连接图乙中各点，由图线可得出该弹簧的原 长为 cm,劲度系数为 N/m. (2)小明同学的测量、记录及描点都规范正确， 但图乙中的一个描点(18cm,2.0N)位置明显 有偏差，请你指出是什么原因造成的： (3)将弹簧水平放置与竖直放置做实验相比较， 请你指出水平放置做实验的优缺点（只要各指 出一条便可).优点： ;缺 点： 解析：(1)作出F-L图像 2.0用 如图所示，弹簧弹力F=01.6 时，对应的弹簧长度为弹簧 1.2里 08 的原长，可知，图像的横轴04 截距为该弹簧的原长，即弹 05101520251/10-2m) 簧原长L,=5×102m=5cm,图像直线部分的 斜率为该弹簧的劲度系数，即劲度系数k= (13-5)x10/m=20N/m 1.6-0 (2)在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧长度 成线性关系，图线为直线，由题意可知，造成偏差的 原因是弹簧的形变超出了弹簧的弹性限度 (3)水平放置做实验的优点：可避免弹簧自身所 受重力对实验的影响.缺点：弹簧与接触面及轻 绳与滑轮间存在摩擦会产生误差. 答案：(1)520(2)弹簧的形变超出了弹簧的 弹性限度(3)见解析 课时冲关12实验三 探究丙 学生用书 1.某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律” 的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条 的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC 为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出 的图. F 甲 乙 (1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力 中，方向一定沿AO方向的是 (2)实验时，主要的步骤是： A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白 纸，用图钉把白纸钉在方木板上； B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点， 在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的 一端系着绳套； C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度 地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位 置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力 计的示数； D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧 测力计的拉力F和F2的图示，并用平行四边 形定则求出合力F; E.只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条 使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳 的方向，按同一标度作出这个F的图示； F.比较F和F的大小和方向，看它们是否相 同，得出结论 上述步骤中： ①有重要遗漏的步骤的序号是 和 ②遗漏的内容分别是 和 解析：(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O,点的 拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则 作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方 向，故一定沿AO方向的是F' (2)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的 操作步骤可知，有重要遗漏的步骤的序号是 C、E. ②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明 是否把橡皮条的结，点拉到同一位置O. 答案：(1)F'(2)①CE②C中应加上“记下 两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结 点拉到同一位置O” ·44 第二章 相互作用 个互成角度的力的合成规律 P356 2.某探究小组做“探究两个互成角度的力的合成 规律”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为 y轴，最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面 上，如图(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y 轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位 于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长， (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉 至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出. 测力计的示数如图(b)所示，F的大小为 N (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点： 现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端 拉至O点.此时观察到两个拉力分别沿图(a)中 两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两 个拉力的大小分别为F,=4.2N和F2= 5.6N. ①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为 作用点，在图(a)中画出力F1、F,的图示，然后 按平行四边形定则画出它们的合力F合； A 橡皮筋 0 F2 图(a) 图(b) ②F合的大小为 N,F合与拉力F的夹 角的正切值为 若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验 所允许的误差范围之内，即可得出力的平行四 边形定则 (3)本实验采用的科学方法是 A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法 [解析](1)由测力计的读数规则可知，读数为 4.00N. (2)①利用平行四边形定则作图（见答案）. ②由图可知F令=4.00N,从F合的顶点向x轴 和y轴分别作垂线，顶，点的横坐标对应长度为 1mm,顶，点的纵坐标长度为20mm,则可得出 F合与拉力F的夹角的正切值为0.05. (3)由(1)(2)知是等效替代法 [答案](1)4.00 (2)①F1、F2和F合如图所示 A 橡皮筋一 0 ②4.000.05 F合 (3)B