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2019-2020年高考物理一輪復習方案 實驗2 探究彈力和彈簧伸長的關系（含解析）
1．某實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中，得到彈力與彈簧長度關系的圖象如圖S2－1所示，則：
(1)彈簧的原長為______cm.
(2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/cm.
(3)若彈簧的長度為2l2－l1時仍在彈簧的彈性范圍內，此時彈簧的彈力為________．
圖S2－1
2．為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質量的砝碼．實驗測出了砝碼質量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖S2－2上標出．(g＝9.8 m/s2)
圖S2－2
(1)作出m－l的關系圖線；
(2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.
3．通過“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗，我們知道在彈性限度內，彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長(或壓縮)量x成正比，并且不同的彈簧，其勁度系數(shù)不同．已知一根原長為L0、勁度系數(shù)為k1的長彈簧A，現(xiàn)把它截成長為L0和L0的B、C兩段，設B段的勁度系數(shù)為k2、C段的勁度系數(shù)為k3，關于k1、k2、k3的大小關系，同學們做出了如下猜想：
甲同學：既然是同一根彈簧截成的兩段，所以k1＝k2＝k3；
乙同學：同一根彈簧截成的兩段，越短勁度系數(shù)越大，所以k1
k2>k3.
(1)可以通過實驗來驗證猜想．實驗所需的器材除鐵架臺外，還有__________．
(2)簡要寫出實驗步驟．
(3)圖S2－3是實驗得到的彈力與彈簧伸長的關系圖線．根據(jù)圖線，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長度有怎樣的關系？
圖S2－3
4．xx廣東卷某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系．
(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側，彈簧軸線和刻度尺都應在________方向(填“水平”或“豎直”)．
(2)彈簧自然懸掛，待彈簧________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10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：
代表符號
L0
Lx
L1
L2
L3
L4
L5
L6
數(shù)值(cm)
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30
表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為________．由表可知所用刻度尺的最小分度為________．
圖S2－4
(3)圖S2－4是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質量，橫軸是彈簧長度與________的差值(填“L0”或“Lx”)．
(4)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量為________g(結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)．
實驗(二)
1．(1)l1 (2) (3)2F0
[解析] (1)F＝0時對應的彈簧長度即為彈簧的原長．(2)在F—l圖象中，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．(3)彈簧的形變量為2l2－l1－l1＝2(l2－l1)，故此時彈簧的彈力為2F0.
2．(1)如圖所示 (2)0.26
[解析] (1)根據(jù)所描的點畫直線即可．(2)在直線上取相距較遠的兩點，橫軸之差Δl為彈簧長度的變化量，縱軸之差Δm為砝碼質量的變化量，則彈簧的勁度系數(shù)k＝＝≈0.26 N/m.
3.(1)刻度尺、已知質量且質量相等的鉤碼(或彈簧測力計)
(2)實驗步驟：
a．將彈簧B懸掛在鐵架臺上，用刻度尺測量其長度LB.
b．在彈簧B的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個數(shù)(如n個)，并用刻度尺測量彈簧的長度L1.
c．由F＝mg計算彈簧的彈力；由x＝L1－LB計算出彈簧的伸長量．由k＝計算彈簧的勁度系數(shù)k2.
d．改變鉤碼的個數(shù)，重復實驗步驟b、c，并求出彈簧B的勁度系數(shù)k2的平均值
e．按實驗步驟a、b、c、d求出彈簧C的勁度系數(shù)k3的平均值．
f．比較k1、k2、k3，得到結論．
(3)從同一根彈簧上截下的幾段，越短勁度系數(shù)越大
4．(1)豎直 (2)靜止 L3 0.1 cm (3)Lx (4)4.9 10
[解析] (1)本實驗是利用重力與彈力平衡獲取若干數(shù)據(jù)，再利用圖象處理數(shù)據(jù)得到勁度系數(shù)的．測量時，彈簧及刻度尺都要保持在豎直狀態(tài)；
(2)讀數(shù)時，要等彈簧靜止時才能讀??；由記錄的值可知，刻度尺的最小分度為0.1 cm，但最小分度后還要估讀一位，故記錄L3是不符合規(guī)范的；
(3)彈簧的長度與彈簧掛上砝碼盤時彈簧長度Lx的差值才是由于添加砝碼而伸長的長度；
(4)砝碼盤的質量為m0，砝碼的質量為m，當掛上砝碼盤時有：m0g＝k(Lx－L0)，當砝碼盤中的砝碼質量為m時，彈簧的長度為Ln，此時有m0g＋mg＝k(Ln－L0)，兩式聯(lián)立得：mg＝k(Ln－Lx)，即k＝，由圖象知圖線的斜率為k′＝ kg/m＝0.50 kg/m，故勁度系數(shù)k＝k′g＝4.9 N/m，而m0＝＝ kg＝10 g.
2019-2020年高考物理一輪復習方案 實驗2 探究彈力和彈簧伸長的關系（含解析）.doc
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