《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题12 探究弹簧弹力与形变量的关系（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训

专题 12 探究弹簧弹力与形变量的关系

【特训典例】

1．小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测

量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为；

（2）将硬币以 5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度，记录数据如下表：

序号 12345

硬币数量 /枚5 10 15 20 25

长度 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56

（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；______

（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋

的长度为______ ；

（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______ （计算结果保留 3位有效数字）。

【答案】‘‘‘‘ 见解析‘‘‘‘ 15.35127

【详解】（3）[1]根据表格标点连线如图

（4）[2]由图可知刻度尺的分度值为 1mm，故读数；

（5）[3]设橡皮筋的劲度系数为 k，原长为 x0，则 ;则橡皮筋的劲度系数为

k从作的 l-n图线读取数据则可得，

设冰墩墩的质量为 m1，则有可得

2．为准确测量某弹簧的劲度系数，某探究小组设计了如下实验，实验装置如图甲所示，其原理图如图乙

所示。角度传感器与可转动的“T”形螺杆相连，“T”形螺杆上套有螺母，螺母上固定有一个力传感器，弹

簧的上端挂在力传感器下端挂钩上，另一端与铁架台底座的固定点相连。当“T”形螺杆转动时，角度传感

器可测出螺杆转动的角度，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度也随之发生变化。实验

过程中，弹簧始终在弹性限度内。

（1）已知“T”形螺杆向某一方向旋转 10 周时，力传感器上移，则在角度传感器由 0增

大到的过程中，力传感器向上移动的距离为_______ 。（保留一位小数）

（2）该探究小组操作步骤如下：

①旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长；

②记录初状态力传感器示数、以及角度传感器示数；

③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加，待稳定后，记录力传感器的示数，角度传感器的示数；

④多次旋转“T”形螺杆，重复步骤③的操作；

⑤以力传感器的示数 F为纵坐标、角度传感器的示数为横坐标，由实验数据描绘出图像，则该图

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