《高中物理 第三章 相互作用 課時自測8226;基礎(chǔ)達標(biāo) 實驗1 實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 新人教版必修1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第三章 相互作用 課時自測8226;基礎(chǔ)達標(biāo) 實驗1 實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 新人教版必修1(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
實驗1 實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
課時自測基礎(chǔ)達標(biāo)
1.下列關(guān)于“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實驗的說法中正確的
是 ( )
A.實驗中k的具體數(shù)值必須計算出來
B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度L代替x,F-L圖線也是過原點的一條直線
C.利用F-x圖線可求出k值
D.實驗時要把所有點連到線上,才能探究得到真實規(guī)律
【解析】選C?!疤骄繌椓蛷椈缮扉L量的關(guān)系”實驗中利用F-x圖線可求出k值,但不一定要求解出k值,實驗中用彈簧長度L代替x,F-L圖線不是過原點的一條直線,作圖時絕大多數(shù)點通過直線,偏離較大的點應(yīng)舍去。C項對。
2.圖甲為某同學(xué)用力傳感器去探究彈簧的
2、彈力和伸長量的關(guān)系的實驗情景。用力傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺的輕質(zhì)彈簧,讀出不同拉力下的標(biāo)尺刻度x及拉力大小F(從電腦中直接讀出)。所得數(shù)據(jù)記錄在表格中:
拉力大小
F/N
0.45
0.69
0.93
1.14
1.44
1.69
標(biāo)尺刻度
x/cm
57.02
58.01
59.00
60.00
61.03
62.00
(1)從圖乙讀出刻度尺上的刻度值為_______cm。
(2)根據(jù)所測數(shù)據(jù),在圖丙坐標(biāo)紙上作出F與x的關(guān)系圖象。
(3)由圖象求出該彈簧的勁度系數(shù)為_______N/m,彈簧的原長為_______cm。(均保留三位有效數(shù)字)
3、
【解析】(1)由圖可知,彈簧測力計的最小分度值為0.1 N,故讀數(shù)為63.60 N。
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法得出對應(yīng)的圖象如圖所示。
(3)由胡克定律可知,圖象的斜率表示勁度系數(shù),則可知k= N/m=
24.3 N/m。圖象與橫軸的交點為彈簧原長。
答案:(1)63.60(63.55~63.65)
(2)圖見解析
(3)24.3(24.0~25.0) 55.2(55.0~55.5)
【補償訓(xùn)練】
一位同學(xué)做“探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系”所測的幾組數(shù)據(jù)如表,請
你根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出分析。
彈力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
彈簧原來長度L
4、0/cm
15.0
15.0
15.0
15.0
彈簧后來長度L/cm
16.0
17.1
17.9
19.0
彈簧伸長量x/cm
(1)算出每一次彈簧的伸長量,并將結(jié)果填在表中的空格內(nèi)。
(2)在坐標(biāo)圖上作出F-x圖線。
(3)寫出圖線的函數(shù)表達式(x用cm作單位): ____________________。
(4)函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義:______________________________ 。
【解析】(1)
彈力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
彈簧伸長量x/cm
1.0
2.1
2.9
4.0
5、(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)在F-x坐標(biāo)圖上描點,根據(jù)描的點作直線,使所描各點擬合在直線上(不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè))。
(3)根據(jù)(2)中的F-x圖線知,F(x)是正比例函數(shù),設(shè)表達式為F=kx,將F=0.5 N、x=1.0 cm代入得
k=0.5 N/cm
故函數(shù)表達式為F=0.5x(N)。
(4)函數(shù)表達式中常數(shù)就是彈簧的勁度系數(shù)。
答案:見解析
3.(2018廊坊高一檢測) 在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系,并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中,實驗裝置如圖所示。所用的每個鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的
6、下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度。
(1)有一個同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標(biāo)系圖中,請作出F-L圖線。
(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0=_______cm,勁度系數(shù)k=_______N/m。
(3)試根據(jù)該同學(xué)以上的實驗情況,幫助他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必
填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))。
(4)該同學(xué)實驗時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較,優(yōu)點在于: ____,
缺點在于: ______________________________________________________。
【解析】(1)F-L圖線如圖所示:
(2)彈簧的
7、原長L0即彈力為零時彈簧的長度,由圖象可知,L0=510-2 m=5 cm。
勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率,k=20 N/m。
(3)記錄數(shù)據(jù)的表格如表
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
彈力F/N
彈簧的長度
L/(10-2 m)
(4)優(yōu)點是:可以避免彈簧自身重力對實驗的影響。
缺點是:彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪嶒炚`差。
答案:(1)見解析圖 (2)5 20 (3)、(4)見解析
【補償訓(xùn)練】
某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實驗裝置如圖甲所示:一均勻長彈簧豎直懸掛,7個指針
8、P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時,各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時,各指針的位置記為x。測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為
9.80 m/s2)。已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個彈簧的自由長度為11.88 cm。
P1
P2
P3
P4
P5
P6
x0(cm)
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x(cm)
2.64
5
9、.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
10
20
30
40
50
60
k(N/m)
163
①
56.0
43.6
33.8
28.8
1/k(m/N)
0.006 1
②
0.017 9
0.022 9
0.029 6
0.034 7
(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整:①_______,②_______。
(2)以n為橫坐標(biāo),1/k為縱坐標(biāo),在圖乙給出的坐標(biāo)紙上畫出-n圖象。
(3)圖乙中畫出的直線可近似認為通過原點。若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達式為k=____
10、_____N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系表達式為k=_______N/m。
【解析】(1)由胡克定律有
k== N/m≈81.7 N/m,
故有≈0.012 2 m/N。
(2)-n圖象如圖所示。
(3)因-n圖線是一條過原點的直線,由圖可得圖線的斜率約為5.7110-4 m/N,故有=5.7110-4n,即k= (N/m),由表中n與x0數(shù)據(jù)可知彈簧的圈數(shù)
n與原長l0的關(guān)系為n=500l0,故k= (N/m)。
答案:(1)①81.7 ②0.012 2 (2)見解析
(3)(在~之間均可)
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375