2020屆高考物理復(fù)習(xí)相互作用高效演練創(chuàng)新預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系（含解析）新人教版.docx

探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系1.在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)中勁度系數(shù)k的具體數(shù)值必須計(jì)算出來B.如果沒有測(cè)出彈簧原長(zhǎng)，用彈簧長(zhǎng)度L代替x，F(xiàn)-L圖線也是過原點(diǎn)的一條直線C.利用F -x圖線可求出k值D.實(shí)驗(yàn)時(shí)要把所有點(diǎn)連到線上，才能探索得到真實(shí)規(guī)律【解析】選C?！疤骄繌椓εc彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，研究對(duì)象是同一根彈簧，勁度系數(shù)的具體數(shù)值不需要計(jì)算出來，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系圖線過原點(diǎn)，彈力和彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖線不過原點(diǎn)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；在F-x圖象中圖象的斜率表示勁度系數(shù)的大小，故利用F-x圖線可以求出k值，故C選項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)并非把所有點(diǎn)都連到線上，而是讓直線盡量多的穿過各點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)盡量分布在圖象的兩側(cè)，這樣可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.為了探究彈力F和彈簧伸長(zhǎng)量x的關(guān)系，某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出的x-F圖象如圖所示。(1)甲、乙彈簧的勁度系數(shù)分別為_N/m和_N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；若要制作一個(gè)精確度較高的彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)選彈簧_(選填“甲”或“乙”)。(2)根據(jù)圖線和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)對(duì)這個(gè)研究課題提出一個(gè)有價(jià)值的建議?！窘馕觥?1)由題圖可知，彈簧的勁度系數(shù)分別為k甲= N/m=66.7 N/m，k乙= N/m=200 N/m；甲彈簧的勁度系數(shù)較小，受力相同時(shí)彈簧的形變量更大，減小了測(cè)量的誤差。(2)如題圖，兩彈簧的圖線末端都彎曲了，說明彈簧受力過大，超過了彈性限度，進(jìn)行研究時(shí)應(yīng)避免這個(gè)問題。答案：(1)66.7200甲(2)實(shí)驗(yàn)中彈簧受力應(yīng)控制在彈性限度內(nèi)3.圖甲為某同學(xué)用力傳感器去探究彈簧的彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)情景。用力傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺(tái)的輕質(zhì)彈簧，讀出不同拉力下的標(biāo)尺刻度x及拉力大小F(從電腦中直接讀出)。所得數(shù)據(jù)記錄在下列表格中：拉力大小F/N0.450.690.931.141.441.69標(biāo)尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)從圖乙讀出刻度尺上的刻度值為_cm。(2)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在圖丙坐標(biāo)紙上作出F與x的關(guān)系圖象。(3)由圖象求出該彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，彈簧的原長(zhǎng)為_cm。(均保留三位有效數(shù)字)【解析】(1)由圖可知，刻度尺的最小分度值為0.1 cm，故讀數(shù)為63.60 cm。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法得出對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示：(3)由胡克定律可知，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，則可知k= N/m=25.0 N/m；圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)為彈簧的原長(zhǎng)，則可知原長(zhǎng)為55.2 cm。答案：(1)63.60(2)見解析(3)25.055.2【加固訓(xùn)練】一位同學(xué)做“探究彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系”所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)如表，請(qǐng)你根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出分析。彈力F/N0.51.01.52.0彈簧原來長(zhǎng)度L0/cm15.015.015.015.0彈簧后來長(zhǎng)度L/cm16.017.117.919.0彈簧伸長(zhǎng)量x/cm(1)算出每一次彈簧的伸長(zhǎng)量，并將結(jié)果填在表中的空格內(nèi)。(2)在坐標(biāo)圖上作出F-x圖線。(3)寫出圖線的函數(shù)表達(dá)式(x用cm作單位)：。(4)函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義：?！窘馕觥?1)彈力F/N0.51.01.52.0彈簧伸長(zhǎng)量x/cm1.02.12.94.0(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)在F-x坐標(biāo)圖上描點(diǎn)，根據(jù)描的點(diǎn)作直線，使所描各點(diǎn)擬合在直線上(不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè))。(3)根據(jù)(2)中的F-x圖線知，F(xiàn)(x)是正比例函數(shù)，設(shè)表達(dá)式為F=kx，將F=0.5 N、x=1.0 cm代入得k=0.5 N/cm故函數(shù)表達(dá)式為F=0.5x(N)。(4)函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)就是彈簧的勁度系數(shù)。答案：見解析4.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)把兩根彈簧如圖甲連接起來進(jìn)行探究。(1)某次測(cè)量如圖乙所示，指針示數(shù)為_cm。(2)在彈性限度內(nèi)，將50 g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表。用表中數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)為_N/m(重力加速度g取10 m/s2)。由表中數(shù)據(jù)_(選填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)。鉤碼數(shù)1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36【解析】(1)刻度尺讀數(shù)需要估讀到精確位的下一位，由圖可知指針示數(shù)為16.00 cm，考慮到誤差范圍，15.9516.05 cm均算對(duì)。(2)由胡克定律F=kx，結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知彈簧的勁度系數(shù)k1=N/m=12.5 N/m，考慮誤差范圍情況下12.212.8 N/m均算正確；對(duì)于計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)，只需要測(cè)出彈簧的形變量，結(jié)合兩個(gè)指針的讀數(shù)，可知指針B的變化量減去指針A的變化量，就是彈簧的形變量，所以能求出彈簧的勁度系數(shù)。答案：(1)16.00(15.9516.05)(有效數(shù)字位數(shù)正確)(2)12.5(12.212.8)能【加固訓(xùn)練】(2018上饒模擬)在探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，某同學(xué)先按圖1對(duì)彈簧甲進(jìn)行探究，然后把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來按圖2進(jìn)行探究。在彈簧彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為m=50 g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，分別測(cè)得圖1、圖2中彈簧的長(zhǎng)度L1、L2，如表所示。鉤碼個(gè)數(shù)1234L1/cm30.0031.0432.0533.02L2/cm29.3329.6529.9730.30(1)已知重力加速度g=9.8 m/s2，要求盡可能多地利用測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算彈簧甲的勁度系數(shù)k=_N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(2)由表中數(shù)據(jù)_(選填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧乙的勁度系數(shù)?！窘馕觥?1)由題表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，每增加1個(gè)鉤碼，彈簧甲的平均伸長(zhǎng)量約為1.00 cm，則彈簧甲的勁度系數(shù)k= N/m=49 N/m。(2)把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來按題圖2進(jìn)行探究。由題表中數(shù)據(jù)可知，每增加1個(gè)鉤碼，并聯(lián)后彈簧的平均伸長(zhǎng)量為0.32 cm，由mg=F甲+F乙=k甲x甲+k乙x乙，且x甲=x乙，可知彈簧乙的勁度系數(shù)能夠計(jì)算出來。答案：(1)49(2)能5.某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候，測(cè)得彈力的大小F和彈簧長(zhǎng)度l的關(guān)系如圖所示，則由圖線可知：(1)彈簧的勁度系數(shù)為_N/m。(2)為了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)，兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩種方案。為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力的大小，你認(rèn)為方案_更合理。甲方案中，若A和B的重力分別為10.0 N和20.0 N。當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)為6.0 N，b的示數(shù)為11.0 N，c的示數(shù)為4.0 N，則A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。【解析】(1)由圖知，當(dāng)F=0時(shí)l0=20 cm，即彈簧的原長(zhǎng)，當(dāng)F0=60 N時(shí)l=40 cm，則l=l-l0=0.2 m；由胡克定律