实验02　探究弹力和弹簧伸长的关系-2021年高考物理二轮复习实验专题强化训练（原卷版）

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实验 02
　
探究弹力和弹簧伸长的关系
能力训练----研典题 导解法
训练点 1
　
教材原型实验的基本技能
典例 1　(2019·河北武邑中学期中)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在
　　　　
(选填“水平”或
“竖直”)方向.
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧
　　　　
时,长度记为 L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为 Lx;在砝码盘中每次增加
10 g 砝码,弹簧长度依次记为 L1至L6,数据如下表所示:d
代表符号 L0LxL1L2L3L4L5L6
数值/ cm 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30
表中有一个数值记录不规范,代表符号为
　　　　
.由表可知所用刻度尺的分度值为
　　　　
.
(3)如图是该同学根据表中数据作的图象,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与
　　　　
(选填“L0”或“Lx”)
的差值.
(4)由图可知弹簧的劲度系数为
　　　　
N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为
　　　　
g(结果保留 2位有效
数字,重力加速度取 9.8 m/s2).
训练点 2
　
实验的改进与创新
典例 2 (2019·广东珠海摸底)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”时,某同学把两根轻弹簧按如图 1所示连
接起来进行探究.
(1)某次测量结果如图 2所示,指针示数为
　　　　
cm.
(2)在弹性限度内,将50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端,每次稳定时得到指针 A、B的对应示数 LA和LB如表格所
示.用表中数据计算弹簧
Ⅰ
的劲度系数为
　　　　
N/m,弹簧
Ⅱ
的劲度系数为
　　　　
N/m(取g=10 m/s2,结果
均保留 3位有效数字).
钩码数 1234
LA/ cm 15.71 19.71 23.70 27.70
LB/ cm 29.96 35.76 41.55 47.34
即时过关----练能力 学方法
1.(2019·海南卷)某同学利用图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 m=50.0 g).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中补齐数据点并作出 l-n图象.
n12345
l/cm 10.48 10.96 11.45 11.95 12.40
(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l-n图线的斜率 α表示,表达式为 k=
　　　　
.若
g取9.8 m/s2,则本实验中 k=
　　　　
N/m(结果保留 3位有效数字).
2.(2019·山东淄博名校三模)“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如
图1所示.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然
长度,再将 5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.
(1)有一个同学通过以上实验测量后把 6组数据在图 2坐标图中描点,请作出 F-L图线.
(2)由此图线可得出该弹簧的原长 L0=
　　　　
cm,劲度系数 k=
　　　　
N/m.
(3)试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数
据).
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