内容正文:
高考总复习首选用卷·物理
第一部分 考点通关练
考点8 探究弹力和弹簧伸长的关系
验证力的平行四边形定则
考点名片
考点细研究:本考点考查要点是:(1)图象法、逐差法求弹簧的劲度系数;(2)测力计的读数;(3)实验操作、力的合成作用、误差分析。其中考查到的如:2014年浙江高考第21题、2014年全国卷Ⅱ第23题、2014年广东高考第34题、2014年江苏高考第24题、2012年浙江高考第24题等。
备考正能量:“探究弹力和弹簧伸长的关系”应注重复习实验数据处理,图象斜率、截距等考点,“验证平行四边形定则”重点抓实验原理和实验步骤的理解。
第1步 狂刷小题·练基础
基础与经典
1.实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是( )
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
解析 图象的横轴截距表示弹簧的原长,A错误;图象的斜率表示弹簧的劲度系数,B正确,C错误;图象不过原点,D错误。
2.在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端打好绳套,如图所示,实验中用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下步骤正确的是( )
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计拉力方向与木板平面平行,且弹簧测力计中的弹簧不能与其外壳接触
D.同一次实验中,橡皮条结点拉到的位置O允许变动
E.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O点
解析 两根细绳只是起到传递力的作用,不必等长,选项A错误;本实验不必让两个分力大小相等,橡皮条不必与两绳夹角的平分线在同一直线上,选项B错误;选项C可以减小误差,选项C正确;同一次实验中,必须让合力和分力的作用效果相同,橡皮条结点拉到的位置O不允许变动,选项D错误;实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计,容易让已达到最大量程的弹簧测力计超过量程,选项E错误。
第2步 精做大题·练能力
一、基础与经典
3.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________(填“水平”或“竖直”)方向。
竖直
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:
代表符号
L0
Lx
L1
L2
L3
L4
L5
L6
数值/cm
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30
稳定
表中有1个数值记录不规范,代表符号为________,由表可知所用刻度尺的最小分度为________。
(3)下图是该同学根据表中数据作的图象,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________(填“L0”或“Lx”)的差值。
L3
1 mm
Lx
(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为________g。(结果保留2位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2)
4.9
10
解析 (1)弹簧受砝码盘和砝码竖直方向的拉力,所以测量弹簧的长度时,为减小误差,弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。
(2)只有当弹簧稳定时,刻度尺读数才准确。题中数据L3只保留了小数点后1位,应与其他数据保持一致,保留2位,所以L3记录不规范。数据小数点后的第1位为精确值,第2位为估读值,所以刻度尺的最小分度为1 mm。
(3)根据胡克定律可知ΔF=mg=kx,即新增加砝码的质量m(或重力mg)应与引起的相应形变量x成正比,也与题图相符合,所以x=L-Lx。
(4)题图mx图象中,图象的斜率为eq \f(k,g)=0.5,即弹簧的劲度系数k=4.9 N/m。砝码盘的质量m0满足m0g=k(Lx-L0),代入数据解得m0=10 g。
4. 为了探索弹力和弹簧伸长量的关系,小明同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示图象。则:
(1)图象不过坐标原点的原因是
__________________________________________________;
(2)从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,而使图象上端成曲线,图象上端弯曲的原因是__________________ _______________________