2020屆高三物理練習(xí) 實(shí)驗(yàn)一探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 新人教版

第二章 第四單元 實(shí)驗(yàn) 一 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 1(2020·廈門模擬)如圖實(shí)17甲所示，一個(gè)彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連當(dāng)對(duì)彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時(shí)，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力的關(guān)系圖象(如圖乙)則下列判斷正確的是 ()圖實(shí)17A彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長(zhǎng)度成正比B彈簧長(zhǎng)度的增加量與對(duì)應(yīng)的彈力增加量成正比C該彈簧的勁度系數(shù)是200 N/mD該彈簧受到反向壓力時(shí)，勁度系數(shù)不變解析：由題圖知，F(xiàn)x是一個(gè)過(guò)原點(diǎn)的直線，k N/m200 N/m，可知A錯(cuò)，B、C、D正確答案：BCD2. 某同學(xué)在做“研究彈簧的形變與外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂，測(cè)出其自然長(zhǎng)度；然后在其下部施加外力F，測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L，改變外力F的大小，測(cè)出幾組數(shù)據(jù)，作出外力F與彈簧總長(zhǎng)度 圖實(shí)18L的關(guān)系圖線如圖實(shí)18所示(實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的)由圖可知該彈簧的自然長(zhǎng)度為_(kāi) cm；該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m.解析：當(dāng)外力F0時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度即原長(zhǎng)為L(zhǎng)010 cm，圖線的斜率就是彈簧的勁度系數(shù)，即k×102 N/m50 N/m.答案：10503做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù)(x，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)；B記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度L0；C將鐵架臺(tái)固定于桌子上(也可在橫梁的另一側(cè)掛上一定的配重)，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一刻度尺；D依次在彈簧下端掛上2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)，彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)；F解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G整理儀器請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)：_.答案：CBDAEFG4用如圖實(shí)19甲所示的裝置測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)，被測(cè)彈簧一端固定于A點(diǎn)，另一端B用細(xì)繩繞過(guò)定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為 mm的刻度尺，當(dāng)掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，繩上一定點(diǎn)P對(duì)應(yīng)刻度如圖乙中ab虛線所示，再增加一個(gè)鉤碼后，P點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度如圖乙中cd虛線所示，已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量為50 g，重力加速度g9.8 m/s2，則被測(cè)彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi) N/m.掛三個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的形變量_ cm.圖實(shí)19解析：對(duì)鉤碼進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件，得mgkxkN/m70 N/m掛三個(gè)鉤碼時(shí)，可列方程(mmm)gkxx m21×103 m2.10 cm.答案：702.10517世紀(jì)英國(guó)物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量與彈力成正比，這就是著名的胡克定律受此啟發(fā)，一組同學(xué)研究“金屬線材伸長(zhǎng)量與拉力的關(guān)系”的探究過(guò)程如下：A有同學(xué)認(rèn)為：橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)，其伸長(zhǎng)量與拉力成正比，與截面半徑成反比B他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長(zhǎng)度、不同半徑的線材”作為研究對(duì)象，用測(cè)距儀、傳感器等儀器測(cè)量線材的伸長(zhǎng)量隨拉力變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)C通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得如下數(shù)據(jù)：長(zhǎng)度 拉力伸長(zhǎng)直徑250 N500 N750 N1000 N1 m2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm2 m2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 mm3.2 mm1 m3.57 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mm D同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，對(duì)他們的假設(shè)進(jìn)行了補(bǔ)充完善(1)上述科學(xué)探究活動(dòng)中，屬于“制定計(jì)劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是_、_.(2)請(qǐng)根據(jù)上述過(guò)程分析他們的假設(shè)是否全部正確？若有錯(cuò)誤或不足，請(qǐng)給予修正_.(3)求出這種線材的伸長(zhǎng)量x與拉力F以及線材的長(zhǎng)度L、截面積S之間的定量關(guān)系式解析：根據(jù)科學(xué)探究的要素和題目給定的條件，顯然A屬于“猜想與假設(shè)”，B屬于“制定計(jì)劃”，C屬于“收集證據(jù)”，D屬于“分析、論證、評(píng)估”通過(guò)詳細(xì)而全面的分析、計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，才能判斷他們的假設(shè)是否全部正確，并對(duì)錯(cuò)誤或不足之處給予修正，然后還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和(2)中的結(jié)論，通過(guò)計(jì)算，求出這種線材的伸長(zhǎng)量x與拉力F以及材料的長(zhǎng)度L、截面積S之間的定量關(guān)系式答案：(1)BC(2)他們的假設(shè)不是全部正確在彈性限度內(nèi)，金屬線材的伸長(zhǎng)量與拉力成正比，與截面半徑的平方成反比，還與金屬線材的長(zhǎng)度成正比(3)xkFL/S其中k mm2/N8×106 mm2/N或k m2/N8×1012 m2/N