（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 微專題16 實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系加練半小時（含解析）

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1、實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 [方法點撥]　(1)實驗原理：二力平衡.(2)數(shù)據(jù)處理：圖象法. 1.(2018·福建省南平市5月第二次模擬)某實驗小組用如圖1所示的裝置測量彈簧的勁度系數(shù)k.每當(dāng)掛在彈簧下端的鉤碼(每個鉤碼質(zhì)量m＝50g)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，用刻度尺測出對應(yīng)的彈簧長度L(彈簧始終在彈性限度內(nèi))，列表記錄如下： 所掛鉤碼個數(shù)n 1 2 3 4 5 6 L(cm) 10.18 13.09 14.58 16.08 17.54 圖1 (1)表格中第二組數(shù)據(jù)的彈簧長度如圖所示，則彈簧長度為________cm； (2)用所學(xué)知識盡量精確計算出每掛

2、一個鉤碼彈簧伸長量ΔL＝________cm；并由ΔF＝kΔL算出彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(g＝9.8m/s2，結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) 2.(1)某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長度L關(guān)系實驗時得到如圖2甲所示的F－L圖象，由圖象可知：彈簧原長L0＝________cm，由此求得彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m. 圖2 (2)按如圖乙的方式掛上鉤碼(已知每個鉤碼重G＝1N)，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________cm.由此可推測圖乙中所掛鉤碼的個數(shù)為________個. 3.為了探究彈力F和彈簧伸長x的關(guān)系

3、，某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖3所示圖象. 圖3 (1)從圖象上看，該同學(xué)沒能完全按照實驗要求做，從而使圖象上端成為曲線，圖象上端成為曲線是因為________________________. (2)甲、乙彈簧的勁度系數(shù)分別為________N/m和________N/m(保留三位有效數(shù)字)；若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧________(填“甲”或“乙”). (3)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析，請對這個研究課題提出一個有價值的建議. 建議：______________________________________________

4、__________________________ 4.橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)，伸長量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關(guān)，理論與實踐都表明k＝Y(jié)，其中Y是一個由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)上稱之為楊氏模量. (1)在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是______________________________________. A.NB.mC.N/mD.Pa (2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖4甲所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值.首先利用刻度尺測得橡皮筋的長度L＝20.00cm，利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力

5、時的直徑D＝4.000mm，那么測量工具a應(yīng)該是________________. (3)作出橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的圖象如圖乙所示，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________N/m. (4)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4 答案精析 1.(1)11.60　(2)1.48　33.1 解析　(1)由毫米刻度尺的讀數(shù)方法可知題圖中的讀數(shù)為11.60cm；(2)由平均值法，得：ΔL＝cm≈1.48cm，根據(jù)ΔF＝kΔL，得彈簧的勁度系數(shù)k＝＝N/m≈33.1N/m. 2.(1)3.0　200　(2)1.50　3 解析　

6、(1)如題圖甲所示的F－L圖象，在橫軸的截距等于彈簧原長L0，斜率等于彈簧的勁度系數(shù)k.可知彈簧原長L0＝3.0cm，彈簧的勁度系數(shù)k＝＝200N/m. (2)根據(jù)毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則，可知題圖乙所示指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為1.50cm，彈簧被壓縮了Δx＝(3.0－1.50)cm＝1.50cm，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)＝kΔx，解得F＝3N，由此可推測題圖乙中所掛鉤碼的個數(shù)為3個. 3.(1)彈簧形變量超過其彈性限度 (2)66.7　200　甲　(3)見解析 解析　(1)在彈性限度內(nèi)彈簧的彈力與形變量成正比，超過彈簧的彈性限度，則此規(guī)律不成立，所以圖象上端為曲線，是因為彈簧形變量超過其彈性限度.

7、(2)甲、乙兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為 k甲＝＝N/m≈66.7N/m k乙＝＝N/m＝200N/m 要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選用在一定的外力作用時，彈簧的形變量大的彈簧，故選甲彈簧. (3)建議：實驗中的鉤碼不能掛太多，以保證彈簧形變量在彈性限度內(nèi). 4.(1)D　(2)螺旋測微器　(3)312.5　(4)5×106Pa 解析　(1)根據(jù)表達式k＝Y(jié)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)測量橡皮筋的長度L用毫米刻度尺，測量橡皮筋未受到拉力時的直徑用螺旋測微器；(3)根據(jù)F＝kx可知，圖象的斜率大小等于勁度系數(shù)大小，由F－x圖象求出勁度系數(shù)為k＝N/m＝312.5N/m； (4)根據(jù)k＝Y(jié)可得Y＝＝Pa＝5×106Pa 4