课练07 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系-2019《试吧大考卷》高中全程训练计划·物理

课练7　实验　探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则 1.下列是某小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中准备完成的实验步骤．请你帮该小组按操作的先后顺序用字母排列出来：________. A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，作出F—x图线． B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0. C．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码 D．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺． E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式． F．解释函数表达式中常数的物理意义． 答案：DBCAEF 解析：第一步，安装实验装置，为D；第二步，记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0，以便计算弹簧的伸长量，为B；第三步，依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码，为C；第四步，画出图象，为A；第五步，写出关系式，为E；最后，解释函数表达式中常数的物理意义，为F.所以步骤为DBCAEF. 2．某同学利用如图a所示装置做探究弹簧弹力大小和其长度的关系的实验． (1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m. (2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图c所示时，该弹簧的长度x＝________cm. 答案：(1)4　25　(2)16 解析：(1)如果以弹簧长度x为横坐标，弹力大小F为纵坐标，作出F－x图象，那么图象与横轴的截距表示弹簧的原长，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，所以根据图象可知，该弹簧的原长x0＝4 cm，劲度系数k＝＝16 cm.＝25 N/m；(2)弹簧秤的读数表示弹力的大小，即F＝3.0 N，所以该弹簧的长度x＝x0＋ 3．某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，钩码重力作为弹力F.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列图象中的(　　) 答案：C 解析：考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，故选C. 4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象，如图所示．根据图象回答以下问题． (1)弹簧的原长为________． (2)弹簧的劲度系数为________． (3)分析图象，总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为________．[来源:学科网] 答案：(1)10 cm　(2)1 000 N/m (3)F＝1 000(L－0.10) (N)(L的单位为m) 解析：钩码的重力等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律F＝kx＝k(L－L0)，图线在横轴上的截距表示弹簧的原长，斜率表示弹簧的劲度系数，故L0＝10 cm，k＝ N/m＝1 000 N/m，即F＝1 000(L－0.10) (N)(L的单位为m) 5．在“探究求合力的方法”的实验中， (1)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 (2)其中的两个步骤是： ①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧测力计的读数F1和F2. ②只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时伸长量一样，记下此时弹簧测力计的读数F和细线的方向．以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏之处： 在①中是________________________________________________________________________；[来源:学科网ZXXK] 在②中是________________________________________________________________________． (3)在做“互成角度的两个力的合力”的实验中，用M、N两个弹簧测力计拉橡皮条的结点使其位于O处，此时α＋β＝90°，如图所示；然后保持M的读数不变，当α角由图中所示的值减小时，要使结点仍在O处，可采用的办法是(　　) A．增大N的读数，减小β角