2024-2025學年新教材高中物理第三章相互作用實驗：探究彈簧力與形變量的關系分級訓練含解析粵教版必修第一冊

PAGE4-試驗：探究彈簧力與形變量的關系1.在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”試驗中，彈簧彈力的大小為F，彈簧的形變量（伸長量或壓縮量）為x，下列說法正確的是（）A.試驗中k的詳細數(shù)值只能用逐個計算的方法求出來，而沒有其他的方法B.假如沒有測出彈簧原長，用彈簧長度L代替x，F(xiàn)-L圖線也是過原點的一條直線C.利用F-x圖線可求出k值D.試驗時要把全部點連到線上，才能探究得到真實規(guī)律答案：C2.在探究一根輕質(zhì)彈簧的彈力與伸長量的關系的試驗中，依據(jù)測量數(shù)據(jù)作出了彈力F和彈簧的形變量x的關系圖像.下列說法正確的是（）A.圖線是經(jīng)過坐標原點的曲線，說明F與x成正比B.圖線是經(jīng)過坐標原點的直線，說明F與x成正比C.彈簧的勁度系數(shù)與彈力成正比D.圖線的斜率的倒數(shù)就是彈簧的勁度系數(shù)答案：B3.如圖所示是“探究彈力與彈簧伸長量的關系”試驗裝置，小東仔細操作、正確讀數(shù)后得到的數(shù)據(jù)記錄如下表.由表可知（）物理量1234F/N00.981.962.94L/cm12.014.016.018.0x/cm02.04.06.0A.每個鉤碼的質(zhì)量為0.98kgB.試驗所用刻度尺的分度值是1mmC.每掛一個鉤碼，彈簧伸長12.0cmD.試驗時彈簧伸長量未超過彈性限度答案：D4.（多選）一個試驗小組在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的試驗中，運用兩根不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖像如圖所示.下列表述正確的是（）A.a的截距比b的小，由此推斷a的勁度系數(shù)比b的小B.a的斜率比b的大，由此推斷a的勁度系數(shù)比b的大C.a的截距比b的小，由此推斷a的原長比b的小D.由圖像獲得的信息表明彈力與彈簧的長度成正比答案：BC5.某同學用如圖所示裝置做“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的試驗.他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，同時測出指針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（g取9.8m/s2）鉤碼質(zhì)量m/（×102g）01.002.003.004.005.006.007.00標尺刻度x/（×10－2m）15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（1）依據(jù)所測數(shù)據(jù)在下圖坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關系曲線.（2）依據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關系曲線可以推斷，在N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長量關系滿意胡克定律.彈簧的勁度系數(shù)為N/m.解析：（1）依據(jù)表格中的各組數(shù)據(jù)在x-m圖像上標出相應的點，然后用平滑曲線連接這些點，作出的圖像如圖所示.（2）依據(jù)作出的圖線可知，鉤碼質(zhì)量在0～500g范圍內(nèi)圖線是直線，表明彈力大小與彈簧伸長量關系滿意胡克定律.在這個范圍內(nèi)的曲線上找到相距較遠的兩點，利用這兩點的坐標值計算彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(Δmg,Δx)＝eq\f(5×102×10－3×9.8,（34.60－15.00）×10－2)N/m＝25.00N/m.答案：（1）見解析圖（2）0～4.925.006.某同學在豎直懸掛在彈簧下加掛鉤碼，探究彈力與彈簧伸長量的關系.彈簧的彈力用F表示，彈簧掛上鉤碼后的總長度用L表示，表中是該同學記錄的試驗數(shù)據(jù)，試驗中彈簧始終未超過彈簧限度.（g取10N/kg）鉤碼總質(zhì)量m/g0306090120150彈簧總長度L/cm6.07.28.49.610.812.4（1）該同學依據(jù)試驗數(shù)據(jù)作出彈簧的彈力F與彈簧的伸長量x的關系圖像，如圖所示，依據(jù)圖像得到的結論是：.（2）如圖所示，是另一位同學在做“探究彈力與彈簧伸長量的關系”時得到的圖像，發(fā)覺圖像后半部分出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，你認為造成這一現(xiàn)象的緣由是：___________________________________________________________________________________________.解析：依據(jù)圖像過原點的一條直線，則滿意F＝kx，得到的結論是：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與彈簧的形變量x成正比.（2）圖線后半段偏離了直線，說明此時彈力與伸長量不成正比，其緣由是超出了彈性限度范圍.答案：（1）在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與彈簧的形變量x成正比（2）所掛重物太重，超出了彈簧的彈性限度7.（1）在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”試驗中，將彈簧懸掛在鐵架臺上，刻度尺固定在彈簧一側，彈簧軸線和刻度尺都應有方向（選填“水平”或“豎直”）彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時，長度記為L0，彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L7，數(shù)據(jù)如下表示：代表符合L0LxL1L2L3L4L5L6L7數(shù)值/cm25.3527.3529.3531.3033.4035.3537.4039.3041.41（2）甲同學用圖像法處理試驗數(shù)據(jù)，如圖是該同學依據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，則橫軸應是彈簧長度與的差值（填“L0”或“Lx”）.由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為N/m，通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為g（結果均保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2）.解析：（1）試驗時用砝碼表示力的大小，所以使彈簧在豎直方向伸長.所以將彈簧懸掛在鐵架臺上，刻度尺固定在彈簧一側，彈簧軸線和刻度尺都應在豎直方向上.（2）橫軸是彈簧掛砝碼后彈簧長度與彈簧掛砝碼盤時彈簧長度差，所以橫軸是彈簧長度與Lx的差值.由題圖可知彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(60×10－3×9.8,12×10