《【上好课】2022-2023学年高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）》实验 探究弹簧弹力与形变量的关系（原卷版）

3.0 envi 2024-12-31 4 4 6.3MB 15 页 3知币
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实验 探究弹簧弹力与形变量的关系
1．（2022·广东珠海·高三阶段练习）某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”
的实验。
（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持______状态。
（2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小
F
与弹簧长度
x
的关系图线。由此图线可得该弹簧的劲度系数
k
=______N/m，该弹簧水平放置时原长
L0
______4cm（填“>”、“=”、“<”）：实验结束后他把该弹簧
做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量为______cm（计算结果保留二位有效
数字）。
2．（2022·陕西·咸阳市高新一中高三阶段练习）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，将轻质
弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增减砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺
可以读出弹簧末端指针的位置
x
，实验得到了弹簧指针位置
x
与小盘中砝码质量
m
的图像如图乙所示，
取 。回答下列问题：
（1）某次测量如图所示，指针指示的刻度值为________cm（刻度尺单位为 cm）；
（2）从图乙可求得该弹簧的劲度系数为________N/m（结果保留 2 位有效数字）；
（3）另一同学在做该实验时有下列做法，其中正确的是________；
A．实验中未考虑小盘的重力
B．刻度尺零刻度线未与弹簧上端对齐
C．读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针上下运动最快的位置读数
D．在利用
x
－
m
图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据
3．（2022·辽宁鞍山·二模）一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验
（1）采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实
验中做出小盘中砝码重力随弹簧伸长量
x
的图像如图乙所示。（重力加速度
g
＝10 m/s2）
① 利用图乙中图像，可求得该弹簧的劲度系数为________N/m；
② 利用图乙中图像，可求得小盘的质量为________kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果比真实
值________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。
（2）为了制作一个弹簧测力计，乙同学选了
A
、
B
两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如
图丙所示的图像，为了制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________；为了制作一个量程较大的
弹簧测力计，应选弹簧_______。（填“A”或“B”）
4．某学习小组的同学用图甲所示装置做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验，测量弹簧原长时，为了
方便测量，他们把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，弹簧顶端与刻度尺零刻线对齐，用刻度尺测出弹簧的
原长如图乙所示。然后把弹簧悬挂在铁架台上，仍使顶端的同一位置对齐刻度尺的零刻线，将 6 个完全相
同的钩码逐个加挂在弹簧的下端，测出每次弹簧的长度，结合图乙测得的原长，得出对应的伸长量
x
，测
量数据见下表。
钩码质量 10 20 30 40 50 60
弹簧伸长量 3.00 5.00 7.00 9.00 11.00 13.00
（1）由图乙可知，弹簧的原长为________ 。
（2）在答题卡给出的坐标纸上作出弹簧的伸长量
x
与钩码质量
m
的关系图像_______。
（3）由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重，使得到的图像不过坐标原点0。那么，由于弹簧自重而引起
的弹簧的伸长量为___________ 。
5．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量
x
与弹力
F
成正比，即
F
=
kx
，
k
的值与橡皮筋未受到拉力时
的长度
L
、横截面积
S
有关。理论与实验都表明
k
=
Y
，其中
Y
是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨
氏模量。
（1）在国际单位中，杨氏模量
Y
的单位应该是___________
A．N444444444444444444B．m444444444444444444C
．N/m44444444444444D．Pa
（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图
（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。
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