高考實(shí)驗(yàn)題探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系

1、探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系 例1（福建卷192）某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時，將原長約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼（質(zhì)量均為20g），每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量l與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示。從圖像中可以得出_。（填選項(xiàng)前的字母）  A增掛鉤碼時l與F成正比，而減掛鉤碼時l與F不成正比 B當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大

2、0;C當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等 D增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度 【解析】本題屬于中等題，解題的關(guān)鍵在于弄清為什么兩條圖像會錯開。實(shí)驗(yàn)中由于增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時恢復(fù)原長，兩條圖像才會出現(xiàn)差異。所以答案為D 例2（2010年浙江卷21）在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧，為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端依次逐個掛下鉤子（每個鉤子的質(zhì)量均為m=01kg，取g=10m/s2），并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i（下標(biāo)i表示掛在繩

3、下端鉤子個數(shù)）。然后逐個拿下鉤子，同樣記錄繩下端面的坐標(biāo)X減i，繩下端坐標(biāo)的值Xi（X加i+X減i）/2的數(shù)據(jù)如下表：掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)（Xi/mm）甲乙12165216522467232328402465433502642539452813646203010（1）同一橡皮繩的X加i                   X減i（大于或小于）；（2）    

4、               同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求（甲或乙）；（3）選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k（N/m）；（4）為了更好的測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？ 【答案】（1）小于；（2）乙；（3）由所給數(shù)據(jù)的該變量如下表所示： 掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)改變量（Xn-X1）/mm甲乙1  23021553675300411854775178064862455845 由上表作圖得

5、： 由圖可得  k乙=57-70（N/m）或?qū)τ诩淄瑢W(xué)的數(shù)據(jù)，因?yàn)橹挥星皫讉€數(shù)據(jù)可認(rèn)為在彈性范圍內(nèi)，由圖中切線的斜率得，k甲=25-34（N/m）。 （4）盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi)，同時有足夠大的伸長量，以減小長度測量的誤差。 【點(diǎn)評】該題繼承了09年實(shí)驗(yàn)題的特色，突出考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的體驗(yàn)、注重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與解釋能力的考查、注重對學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力和探究能力的考查。這一命題導(dǎo)向?qū)τ诮窈蠼虒W(xué)重視實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本素養(yǎng)的培養(yǎng)有很好的導(dǎo)向作用。 （1）在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩，細(xì)繩的一另一端都有繩套（如圖）。實(shí)驗(yàn)中需用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉像皮條。某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項(xiàng)：A 兩根細(xì)繩必須等長B 橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C 在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行其中正確的是 。（填入相應(yīng)的字母） （1）C 某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘字，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)