《高一物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）》专题23 探究弹簧弹力与伸长量的关系（原卷版）

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高一物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）

专题 23 探究弹簧弹力与伸长量的关系

1．如图甲所示，某兴趣小组为测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，把两根弹簧连接起来，测量两弹簧的

劲度系数。弹簧 2的一端固定在竖直放置的透明有机玻璃管底端，再将单个质量为 100g的钢球（直径略小

于玻璃管内径）逐个从管口放入，每放入一个钢球，待弹簧静止，测出弹簧 1上端和弹簧 2上端到玻璃管

底端的距离 L1、L2.在坐标纸上画出 L1、L2与钢球个数 n的关系图像，如图丙所示。忽略摩擦，重力加

速度 g取10m/s2。

（1）某次测量结果如图乙所示，指针示数为___________cm。

（2）放入钢球个数 n=5 时，待弹簧静止，弹簧 2的形变量为___________cm。

（3）可求出弹簧 1、2的劲度系数分别为 ___________N/m，___________N/m。

2．某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一

轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与水平细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实

验中，每个砝码的质量均为），弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出，实验步骤如

下：

①在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；

②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；

③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）；

④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。

回答下列问题：

（1）根据下表的实验数据在图（b）中补齐数据点并做出图像______；

n1 2 3 4 5

10.51 10.98 11.50 11.98 12.46

（2）弹簧的劲度系数 k可用砝码质量 m、重力加速度大小 g及图线的斜率 a表示，表达式为 _____；

若g取，则本实验中 ____ （该计算结果保留 3位有效数字）。

3．在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图甲，所用的每个

钩码的重力相当于对弹簧提供了水平向左恒定的拉力。

（1）以下说法正确的是___________

A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度

B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于水平位置且处于平衡状态

C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等

（2）探究弹力和弹簧伸长的关系时，作出弹力 F与弹簧总长度 L的关系图线如图乙所示。该弹簧的原长为

______ ，该弹簧的劲度系数为_____ 。

（3）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较。优点在于：避免弹簧自身所受________对

实验的影响；缺点在于：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的________造成实验的误差。

4．在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，小明设计了如图甲所示的实验装置，弹簧放置在光滑水平

桌面上，左端固定并与刻度尺的零刻度对齐，右端通过平行于桌面的细线跨过光滑的定滑轮与托盘相连，

随后他在托盘中逐一增加砝码，待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。小明以砝码的重力为纵坐标，以弹

簧的形变量为横坐标，建立坐标系，并将测得数据在坐标纸上描点，得到如图乙所示曲线，g取10m/s2

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