第三章 实验专题 探究弹簧弹力与的关系-课时作业19-2021-2022学年高中物理沪科版（2020）必修第一册（word 含答案）

10A 物理 第三章 相互作用与力的平衡 作业19
实验专题 探究弹簧弹力与的关系
班级________姓名________学号________日期________
实验题
★★在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图连接起来进行探究。
钩码数 1 2 3 4
LA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76
LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36
（1）某次测量如图2所示，指针示数为___________cm。
（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为_________N/m（重力加速度g＝10m/s2）。由表1数据_____（填“能”或“不能”）计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。
取一根圆柱形细长钢丝，将其竖直悬挂，在其底端悬挂若干个相同的钩码（每个钩码重5N），使其受到沿钢丝方向的力F的作用钢丝发生了拉伸形变。测量数据如下表所示。
钩码数（个） 1 1 2 2 3 3
钢丝直径d（mm） 0.4 0.2 0.4 0.4 0.2 0.2
钢丝长度l（cm） 60 60 60 90 60 120
钢丝伸长量x（cm） 4.9 19.6 9.8 14.7 58.8 117.6
★★（1）根据表中数据，如有一根长为l、直径为d的钢丝，受到沿钢丝方向的力F的作用，伸长量为x，用上述量推导出：F∝____________；
（2）根据表中数据，可以计算得出：上式中比例系数的国际单位为_____________，数值为_____________。（保留小数点后一位）
★★为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，七对应点已在图上标出。（g＝9.8m/s2） Comment by jing fan: （1）如图所示
（2）0.248~0.262
2011年安徽理综21（1）
（1）作出m-l的关系图线；
（2）弹簧的劲度系数为_______N/m。
★★★某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测量弹簧的劲度系数。做法是先将弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0；弹簧下端挂一个50g砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50g砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。 Comment by fanjing: ①L5，L6
②6.85，14.05
③L7－L3，7.20
④，1.75
⑤28
2008年北京理综21（2）
①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代号是_____和_______。
测量记录表：
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 8.60 10.3 12.1
②实验中，L3和L7两个值还没有记录，请你根据上图将这两个测量值填入表中。
③为了充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差。分别计算出三个差值：d1＝L4－L0＝6.90cm，d2＝L5－L1＝6.90cm，d3＝L6－L2＝7.00cm，请你给出第4个差值d4＝______cm。
④根据以上差值，可以计算出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL，ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为ΔL＝________；代入数据解得ΔL＝_______cm。
⑤计算弹簧的劲度系数k＝________N/m（g取9.8m/s2）。
★★★★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。设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg的砝码时，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9.80m/s2）。已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm。 Comment by jing fan: （1）①81.7，②0.0122
（2）如图所示
（3）k＝（N/m）（在～之间均可）
k＝ （在～之间均可）
2014年全国课标Ⅱ23
P1 P2 P3 P4 P5 P6
x0（cm） 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01
x（cm） 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41
n 10 20 30 40 50 60
k（N/m） 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8
1/k（m/N） 0.0061 ② 0.0179 0.0229 0.0296 0.0347
（1）将表中数据补充完整：①____________，②___________。
（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k-n图像。
（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点，若从试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）的关系表达式为k＝_________N/m。
★★★某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 Comment by jing fan: （1）竖直
（2）稳定，L3，1mm
（3）L0
（4）4.9，10
2012年广东理综34（2）
①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在______方向（填“水平”或“竖直”）
②弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：
代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值（cm） 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30
表中有一个数值记录不规范，代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小长度为______。
③如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_________的差值（填“L0”或“L1”）。
④由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_________g（结果保留两位小数，g取9.8m/s2）。
★★某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1。如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大图，示数l1＝______cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量是50g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝_____N（当地重力加速度g＝9.8m/s2），要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_______。作出F-x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系。 Comment by fanjing: 25.85，0.98，弹簧的原长
2015年四川理综8（1）
★★某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为_____cm； Comment by fanjing: ①6.93，②A③超过弹簧的弹性限度
2015年福建理综19（1）
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是_______________；（填选项前的字母）
（A）逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
（B）随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学所描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是________________________________________。