2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 微專(zhuān)題18 實(shí)驗(yàn):探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系加練半小時(shí) 粵教版

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2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 微專(zhuān)題18 實(shí)驗(yàn):探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系加練半小時(shí) 粵教版_第1頁(yè)
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1、微專(zhuān)題18 實(shí)驗(yàn):探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系方法點(diǎn)撥(1)實(shí)驗(yàn)原理:二力平衡(2)數(shù)據(jù)處理:圖像法1(1)某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長(zhǎng)度L關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖1甲所示的FL圖像由圖像可知:彈簧原長(zhǎng)L0_cm,由此求得彈簧的勁度系數(shù)k_N/m.圖1(2)按如圖乙的方式掛上鉤碼(已知每個(gè)鉤碼重G1N),使(1)中研究的彈簧壓縮,穩(wěn)定后指針指示如圖乙,則指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為_(kāi)cm.由此可推測(cè)圖乙中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為_(kāi)個(gè)2.某物理實(shí)驗(yàn)小組在探究彈簧的勁度系數(shù)k與其原長(zhǎng)l0的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,按示意圖2所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,讓刻度尺零刻度與輕質(zhì)彈簧上端平齊,在彈簧上安裝可移動(dòng)的輕質(zhì)指針P,實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟是:圖2將

2、指針P移到刻度尺l015cm處,在彈簧掛鉤上掛上200g的鉤碼,靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛?lái);取下鉤碼,將指針P移到刻度尺l0210cm處,在彈簧掛鉤上掛上250g的鉤碼,靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛?lái);取下鉤碼,將指針P移到刻度尺l0315cm處,在彈簧掛鉤上掛上50g的鉤碼,靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛?lái);重復(fù)步驟,在每次重復(fù)時(shí),都將指針P下移5cm,同時(shí)保持掛鉤上掛的鉤碼質(zhì)量不變將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)記錄、列表如下:次數(shù)彈簧原長(zhǎng)l0/cm彈簧長(zhǎng)度l/cm鉤碼質(zhì)量m/g15.007.23200210.0015.56250315.0016.6750420.0022.2350525.0030.

3、5650根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和列表數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:(1)重力加速度g取10m/s2.在實(shí)驗(yàn)步驟中,彈簧的原長(zhǎng)為15 cm時(shí),其勁度系數(shù)k_ N/m.(2)同一根彈簧的原長(zhǎng)越長(zhǎng),彈簧的勁度系數(shù)_(彈簧處在彈性限度內(nèi))A不變B越大C越小3.(2017四川成都第一次診斷)將兩根自然長(zhǎng)度相同、勁度系數(shù)不同、粗細(xì)也不同的彈簧套在一起,看作一根新彈簧,設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1,原細(xì)彈簧(記為B)勁度系數(shù)為k2、套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為k3.關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系,同學(xué)們做出如下猜想:圖3甲同學(xué):和電阻并聯(lián)相似,可能是乙同學(xué):和電阻串聯(lián)相似,可能是k3k1k2丙同學(xué):可能是k3(1)為

4、了驗(yàn)證猜想,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(裝置見(jiàn)圖3)(2)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下,請(qǐng)完成相應(yīng)填空a將彈簧A懸掛在鐵架上,用刻度尺測(cè)量彈簧A的自然長(zhǎng)度L0;b在彈簧A的下端掛上鉤碼,記下鉤碼的個(gè)數(shù)n、每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮,并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1;c由F_計(jì)算彈簧的彈力,由xL1L0計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量,由k計(jì)算彈簧的勁度系數(shù);d改變_,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c,并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1;e僅將彈簧分別換為B、C,重復(fù)上述操作步驟,求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值k2、k3.比較k1、k2、k3并得出結(jié)論(3)圖4是實(shí)驗(yàn)得到的圖線,由此可以判斷_同學(xué)的猜想正確圖44(2017江西師

5、大附中3月月考)橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內(nèi),伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比,即Fkx,k的值與橡皮筋未受到拉力時(shí)的長(zhǎng)度L、橫截面積S有關(guān),理論與實(shí)踐都表明kY,其中Y是一個(gè)由材料決定的常數(shù),材料力學(xué)上稱(chēng)之為楊氏模量(1)在國(guó)際單位制中,楊氏模量Y的單位應(yīng)該是_ANBmCN/mDPa(2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋,應(yīng)用如圖5甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量出它的楊氏模量Y的值首先利用刻度尺測(cè)得橡皮筋的長(zhǎng)度L20.00cm,利用測(cè)量工具a測(cè)得橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑D4.000mm,那么測(cè)量工具a應(yīng)該是_(3)作出橡皮筋受到的拉力F與伸長(zhǎng)量x的圖像如圖乙所示,由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k_N/m.(4

6、)這種橡皮筋的Y值等于_(Y的數(shù)值保留一位有效數(shù)字)圖5答案精析1(1)3.0200(2)1.503解析(1)如題圖甲所示的FL圖像,在橫軸的截距等于彈簧原長(zhǎng)L0,斜率等于彈簧的勁度系數(shù)k.彈簧原長(zhǎng)L03.0cm,彈簧的勁度系數(shù)k200N/m.(2)根據(jù)毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則,要估讀到0.1mm,如題圖乙所示指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為1.50cm.彈簧被壓縮了x3.0cm1.50cm1.50cm,根據(jù)胡克定律,F(xiàn)kx,解得F3N,由此可推測(cè)題圖乙中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為3個(gè)2(1)30(2)C解析(1)彈簧的原長(zhǎng)為l0315cm時(shí),掛鉤上鉤碼的質(zhì)量為m350g,所受拉力F3m3g0.5N,彈簧長(zhǎng)度l316.6

7、7cm,彈簧伸長(zhǎng)x3l3l031.67cm.根據(jù)胡克定律,F(xiàn)3k3x3,解得k330N/m.(2)彈簧的原長(zhǎng)為l0525cm時(shí),掛鉤上鉤碼的質(zhì)量為m550g,所受拉力F5m5g0.5N,彈簧長(zhǎng)度l530.56cm,彈簧伸長(zhǎng)x5l5l055.56cm.根據(jù)胡克定律,F(xiàn)5k5x5,解得k59N/m.由此可知,同一根彈簧的原長(zhǎng)越長(zhǎng),彈簧的勁度系數(shù)越小,選項(xiàng)C正確3(2)nmg鉤碼的個(gè)數(shù)(3)乙4(1)D(2)螺旋測(cè)微器(3)312.5(4)5106Pa解析(1)根據(jù)表達(dá)式kY得:Y,已知k的單位是N/m,L的單位是m,S的單位是m2,所以Y的單位是N/m2,也就是Pa,D正確;(2)測(cè)量橡皮筋的長(zhǎng)度L用毫米刻度尺,測(cè)量橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑用螺旋測(cè)微器;(3)根據(jù)Fkx可知,圖像的斜率大小等于勁度系數(shù)大小,由Fx圖像求出勁度系數(shù)為kN/m312.5 N/m;(4)根據(jù)kY可得YPa5106Pa4

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