第二章實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

1．某實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，操作過(guò)程如下：(1)將彈簧水平放置并處于自然狀態(tài)，將標(biāo)尺的零刻度與彈簧一端對(duì)齊，彈簧的另一端所指的標(biāo)尺刻度如圖甲所示，則該讀數(shù)為_(kāi)_______cm.(2)接著，將彈簧豎直懸掛，由于________的影響，不掛鉤碼時(shí)，彈簧也有一定的伸長(zhǎng)量，其下端所指的標(biāo)尺刻度如圖乙所示；圖丙是在彈簧下端懸掛鉤碼后所指的標(biāo)尺刻度，則彈簧因掛鉤碼引起的伸長(zhǎng)量為_(kāi)_______cm.(3)逐一增加鉤碼，記下每增加一個(gè)鉤碼后彈簧下端所指的標(biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重力．該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，將鉤碼總重力F作為橫坐標(biāo)，彈簧伸長(zhǎng)量Δl作為縱坐標(biāo)，作出了如圖丁所示的a、b兩條Δl－F圖像，其中直線b中的Δl是用掛鉤碼后的長(zhǎng)度減去圖________(選填“甲”或“乙”)所示長(zhǎng)度得到的．2．(1)某同學(xué)使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖像如圖所示，則可知原長(zhǎng)較大的是________(填“a”或“b”)，勁度系數(shù)較大的是________(填“a”或“b”)．(2)為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來(lái)，在自由端掛上不同質(zhì)量的鉤碼．實(shí)驗(yàn)測(cè)出了鉤碼質(zhì)量m與彈簧長(zhǎng)度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出并連線．由圖可求得彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字，g＝10m/s2)．(3)若懸掛的鉤碼的質(zhì)量比所標(biāo)數(shù)值偏小些，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的彈簧的勁度系數(shù)比實(shí)際勁度系數(shù)________(填“偏大”或“偏小”)．3．(2023·遼寧葫蘆島市高三檢測(cè))某同學(xué)用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．直尺和光滑的細(xì)桿水平固定在鐵架臺(tái)上，一根彈簧穿在細(xì)桿上(細(xì)桿未畫(huà)出)，其左端固定，右端與細(xì)繩連接．細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪，其下端可以懸掛鉤碼，彈簧與定滑輪間的細(xì)繩水平．實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度L，并將所掛鉤碼的重力大小作為彈簧的彈力大小F.(彈簧始終在彈性限度內(nèi))(1)把以上測(cè)得的數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，如圖乙所示，則該彈簧的原長(zhǎng)L0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________N/m.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)(2)若該同學(xué)先把彈簧豎直懸掛，下端不掛鉤碼測(cè)出彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)1，再按照?qǐng)D甲所示方法懸掛鉤碼，測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，以L－L1作為彈簧伸長(zhǎng)量x，以鉤碼重力大小作為彈力F大?。捎趶椈勺陨碇亓Φ挠绊懀玫降膱D線可能是________．4．某同學(xué)探究圖甲中臺(tái)秤的工作原理．他將臺(tái)秤拆解后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖乙所示，托盤(pán)A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C固定連在一起，齒輪D可無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，與齒條C完全嚙合，在齒輪上固定指示示數(shù)的輕質(zhì)指針E，兩根完全相同的彈簧將橫桿H吊在秤的外殼I上．他想根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)，經(jīng)過(guò)調(diào)校，托盤(pán)中不放物品時(shí)，指針E恰好指在豎直向上的位置．若放上質(zhì)量為m的物體指針偏轉(zhuǎn)了θ弧度(θ<2π)，齒輪D的直徑為d，重力加速度為g.(1)指針偏轉(zhuǎn)了θ弧度的過(guò)程，彈簧變長(zhǎng)了________(用題干中所給的參量表示)．(2)每根彈簧的勁度系數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_______(用題干所給的參量表示)．(3)該同學(xué)進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，引入了角度傳感器測(cè)量指針偏轉(zhuǎn)角度，先后做了六次實(shí)驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上作出圖丙，可得到每根彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m(d＝5.00cm，g＝9.8m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．5．某同學(xué)想測(cè)量?jī)筛牧喜煌⒋旨?xì)不同、長(zhǎng)度不同的輕彈簧的勁度系數(shù)，他設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①將一根粗細(xì)均勻的桿豎直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料；②將輕彈簧A套在豎直桿上，將輕彈簧B套在彈簧A外面，彈簧A與桿之間以及彈簧B與彈簧A之間均有一定間隙；③將刻度尺豎直固定在彈簧左側(cè)，讀出此時(shí)彈簧A、B的長(zhǎng)度；④將金屬圓環(huán)套在豎直桿上并輕輕放在彈簧上，待圓環(huán)平衡后從刻度尺上讀出彈簧A、B的長(zhǎng)度；⑤逐漸增加金屬圓環(huán)(與此前所加的金屬圓環(huán)完全相同)個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟④；⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出彈簧上方所加金屬圓環(huán)的個(gè)數(shù)n及彈簧A對(duì)應(yīng)的形變量x，通過(guò)計(jì)算機(jī)擬合出如圖(b)所示的x－n圖像；⑦用天平測(cè)量出一個(gè)金屬圓環(huán)的質(zhì)量為100g，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未超過(guò)兩個(gè)彈簧的彈性限度，重力加速度g取9.80m/s2.回答下列問(wèn)題：(1)彈簧A、B的勁度系數(shù)分別為kA＝______N/m，kB