教科版物理必修1同步测试：第2章 实验：探究弹力与弹簧伸长的关系

1.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图像，如图所示，根据图像回答以下问题：
(1)弹簧的原长为________．
(2)弹簧的劲度系数为________．
解析：钩码的重力等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律F＝kx＝k(L－L0)，所以图线在横轴上的截距表示弹簧原长，斜率表示弹簧的劲度系数，故L0＝10
cm，k＝
N/m＝1
000
N/m.
答案：(1)10
cm(0.1
m也可)　(2)1
000
N/m
2．(2015·高考四川卷)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，如图甲所示，图乙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50
g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8
N/kg)．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．
甲
　　　乙
解析：由题图乙知l1＝25.85
cm.挂两个钩码时，弹簧弹力F＝0.98
N．要测弹簧伸长量，还需要测量弹簧的原长．
答案：25.85　0.98　弹簧的原长
3．(2015·高考福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．
甲
　乙
　丙
(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7.73
cm；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；
(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________________________________________________________________________．
解析：(1)弹簧伸长后的总长度为14.66
cm，则伸长量Δl＝14.66
cm－7.73
cm＝6.93
cm.
(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧．
(3)AB段明显偏离OA，伸长量Δl不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的．
答案：(1)6.93　(2)A　(3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度
4．某同学用如图甲所示装置做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(g取9.8
N/kg)　
钩码总质量m/102
g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
标尺刻度x/10－2
m
15.00
18.94
22.82
26.78
30.66
34.60
42.00
54.50
(1)根据所测数据在图乙坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码总质量m的关系曲线．
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在________N范围内弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为________N/m.
解析：(1)根据表格中的各组数据在坐标纸上标出相应的点，然后用平滑曲线连接这些点，作出的图像如图所示．
(2)根据作出的图线可知，钩码质量在0～500
g范围内图线是直线，表明弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．在这个范围内的曲线上找到相距较远的两点，利用这两点的坐标值计算弹簧的劲度系数k＝＝
N/m＝25.00
N/m.
答案：(1)见解析　(2)0～4.9　25.00
5．某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，探究弹力与弹簧伸长量的关系．弹簧的弹力用F表示，弹簧挂上钩码后的总长度用L表示，表中是该同学记录的实验数据，实验中弹簧始终未超过弹性限度．(g＝10
N/kg)
钩码总质量m/g
0
30
60
90
120
150
弹簧总长度L/cm
6.0
7.2
8.4
9.6
10.8
12.4
(1)根据实验数据在如图所示坐标系中作出弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图像；
(2)根据图像得到的结论是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)根据图像得到的弹簧的劲度系数是________N/m.
答案：(1)如图所示
(2)在弹性限度内，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x成正比　(3)25
6.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图甲所示．所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．
(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系图乙中，请作出F－L图线．
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________
cm，劲度系数k＝________N/m.
(3)试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．
(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，
优点在于：________________________________________________________________________
缺点在于：________________________________________________________________________
解析：(1)F－L图线如图所示
(2)弹簧的原长L0即弹力为零时弹簧的长度，
由图像可知，L0＝5×10－2
m＝5
cm.
劲度系数为图像直线部分的斜率，k＝20
N/m.
(3)记录数据的表格如表
次数
1
2
3
4
5
6
弹力F/N
弹簧的长度L/(×10－2
m)
(4)优点是：可以避免弹簧自身重力对实验的影响．
缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．
答案：(1)见解析图　(2)5　20　(3)、(4)见解析