2022版高考物理一轮复习第二章相互作用4实验二探究弹力和弹簧伸长的关系随堂检测含解析.doc

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1、实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系1某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度)，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为L0的橡皮筋的上端固定在O点，下端挂一重物用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于N点，静止时记录下N点的位置a，请回答：(1)若拉力传感器显示的拉力大小为F，用刻度尺测量橡皮筋ON的长为L及N点与O点的水平距离为x，则橡皮筋的劲度系数为_(用所测物理量表示)(2)若换用另一个原长相同的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N点的位置b，发现O、a、b三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，则下列说法中正确的是_A第

2、二次拉力传感器显示的拉力示数较大B两次拉力传感器显示的拉力示数相同C第二次所用的橡皮筋的劲度系数小D第二次所用的橡皮筋的劲度系数大解析：(1)设橡皮筋与竖直方向夹角为，重物重力为G，结点N在竖直拉力(重物重力G)、橡皮筋拉力T和水平拉力F作用下处于平衡状态，满足图示关系，则sin ，而sin ，Tk(LL0)，联立得k.(2)由受力图知FGtan ，两次中G、均相同，所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同，A错，B对；同理，两次橡皮筋的拉力也相同，而橡皮筋的原长相同，第二次的伸长量大，由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小，C对，D错答案：(1)(2)BC2为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的

3、关系，李强同学选了甲、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的图象(1)从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为_(2)这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为_ N/m，乙弹簧为_ N/m.若要制作一个精确度相对较高的弹簧测力计，应选弹簧_(选填“甲”或“乙”)解析：(1)在弹性限度范围内弹簧的弹力与形变量成正比，超过弹簧的弹性限度范围，则此规律不成立，所以题给的图象上端成为曲线，是因为形变量超过弹簧的弹性限度(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为：k甲 N/m66.7 N/mk乙 N/m200 N/m要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，

4、应选用一定的外力作用时形变量大的弹簧，故选甲弹簧答案：(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7200甲3(2020江西上饶高三模拟)在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学先按图(a)对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图(b)进行探究在弹性限度内，将质量为m50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图(a)、图(b)中弹簧的长度L1、L2如表所示钩码个数1234L1/cm30.0031.0432.0233.02L2/cm29.3329.6529.9730.30取重力加速度g10 m/s2，计算弹簧甲的劲度系数k_N/m，由表中数据_(填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数解析：

5、分析图(a)中，钩码数量和弹簧伸长量的关系为每增加一个钩码，弹簧长度伸长约1 cm，所以弹簧劲度系数k150 N/m.分析图(b)中可得，每增加一个钩码，弹簧伸长约0.32 cm，即k10.003 2k20.003 2mg，根据弹簧甲的劲度系数可以求出弹簧乙的劲度系数答案：50能4.某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系实验装置如图(a)所示，一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度设弹簧下端未挂钩码时，各指针的位置记为x0；

6、挂有质量为0.100 kg的钩码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.8(m/N)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)将表中数据补充完整：_，_(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出n图象(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_N/m.解析：(1)k81.7 N/m. m/N0.012 2 m/N.(2)描点法，画一条直线，让大部分的点都落在直线上，或均匀分布在直线两侧(3)设直线的斜率为a，则有an，即k，通过计算斜率即可求得；弹簧共60圈，则有n，把其代入k中可求得答案：(1)81.70.012 2(2)如图所示(3)