《【点石成金系列】2022-2023学年高中物理讲义（人教版2019必修第一册）》实验 探究弹簧弹力与伸长量的关系（原卷版）

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实验 探究弹簧弹力与伸长量的关系 同步练习
一、实验题
1．（2022·河南商丘·高一期中）一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验：
（1）他们设计了如下的操作步骤，请你将以下操作步骤按实际操作的先后顺序排列出来，并填在横线上_____
_______（填选项）。
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（
x
，
F
）对应的点，并用平滑的曲线将这些点连
接起来
B．记下弹簧下端不挂钩码时，其下端指针所指刻度尺上的刻度
L
C．将铁架台固定在桌子上（也可在横梁的另一端挂上一定的配重），并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附
近竖直固定一刻度尺
D．依次在弹簧下端挂上 1个、2个、3个、4个……钩码，分别记下钩码静止时弹簧下端指针所指刻度尺的刻
度，并记录在表格内，然后取下钩码
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，不行再写成二次函数
F．解释函数表达式中常数的物理意义
G．整理仪器
（2）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．（2022·山东烟台·高一期中）在“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验中，第一组同学做了如图甲所示的实
验。在弹簧两端各系一轻细的绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来悬挂钩码，先测
出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度
L
，再算
出弹簧伸长的长度
x
，并将数据填在下面的表格中。
测量次序 1 2 3 4 5 6
弹簧弹力
F/N
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
弹簧的总长度
L/cm
13.00 15.05 17.10 19.00 21.00 23.00
弹簧伸长的长度
x/cm
0 2.05 4.10 6.00 8.00 10.00
（1）在图乙的坐标纸上已经描出了其中 5次测量的弹簧弹力大小
F
与弹簧伸长的长度
x
对应的数据点，请把第
4次测量的数据对应点描绘出来，并作出
F − x
图线________；
（2）根据（1）所得的
F − x
图线可求得该弹簧的劲度系数为________
N/m
（结果保留三位有效数字）；
（3）第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂完成实验，他们得到的
F − x
图线用虚
线表示（实线为第一组同学实验所得），如图所示的图线最符合实际的是__________（选填选项字母）。
A．B．
C．D．
3．（2022·陕西·西北工业大学附属中学高一期中）在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中：
（1）某同学使用两条不同的轻质弹簧 a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。则弹簧___________（填 a
或b）的原长长，弹簧 b的劲度系数为___________（用图中物理量符号表示）
（2）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的钩码。实验测出了钩
码质量 m与弹簧长度 l的相应数据，其对应点已在图上标出，请作出
m− l
的关系图线____________。根据图线
可求出弹簧的劲度系数为_____________
N/m
。（
g
取
9.8N/kg
，结果保留三位有效数字）
4．（2022·安徽省当涂第一中学高一阶段练习）某学习小组用如图甲所示的装置来“探究弹簧弹力与形变量的
关系”，主要步骤如下：
a．把弹簧平放在水平桌面上，测出弹簧的原长
x0
；
b．测出一个钩码的质量
m0
；
c．将该弹簧悬吊在铁架台上让弹簧自然下垂，测出此时弹簧长度
l0
；
d．挂上一个钩码，测出此时弹簧长度
l1
；
e．之后逐渐增加钩码的个数，并测出弹簧对应的长度分别为
li
（
i
为钩码个数）；
f．计算出
x=li− x0
，用
x
作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，作出的图线如乙图所示。请根据以上操作、
记录和图像回答以下问题：
（1）你认为
m− x
图像不过原点的原因是___________；
（2）已知钩码质量
m0=0.20 kg
，重力加速度
g=9.8 m/s2
，利用图乙求得弹簧劲度系数
k=¿
___________
N/m
（保留两位有效数字）；
（3）
m− x
图像没过坐标原点，对于测量弹簧的劲度系数___________（选填“有”或“无”）影响；
（4）将
x=li− x0
作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，实验得到图线应是图中的___________（填写下列四
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