《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第18講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系加練半小時(shí) 教科版》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第18講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系加練半小時(shí) 教科版（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第18講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系
[方法點(diǎn)撥] (1)實(shí)驗(yàn)原理：二力平衡．(2)數(shù)據(jù)處理：圖像法．
1．(1)某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長(zhǎng)度L關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖1甲所示的F－L圖像．由圖像可知：彈簧原長(zhǎng)L0＝______cm，由此求得彈簧的勁度系數(shù)k＝______N/m.
圖1
(2)按如圖乙的方式掛上鉤碼(已知每個(gè)鉤碼重G＝1N)，使(1)中研究的彈簧壓縮，穩(wěn)定后指針指示如圖乙，則指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為_(kāi)_______cm.由此可推測(cè)圖乙中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______個(gè)．
2.某物理實(shí)驗(yàn)小組在探究彈簧的勁度系數(shù)k與其原長(zhǎng)l0的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，按示意圖2所示安
2、裝好實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺零刻度與輕質(zhì)彈簧上端平齊，在彈簧上安裝可移動(dòng)的輕質(zhì)指針P，實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟是：
圖2
①將指針P移到刻度尺l01＝5cm處，在彈簧掛鉤上掛上200g的鉤碼，靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛?lái)；
②取下鉤碼，將指針P移到刻度尺l02＝10cm處，在彈簧掛鉤上掛上250g的鉤碼，靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛?lái)；
③取下鉤碼，將指針P移到刻度尺l03＝15cm處，在彈簧掛鉤上掛上50g的鉤碼，靜止時(shí)讀出指針?biāo)缚潭炔⒂涗浵聛?lái)；
④重復(fù)③步驟，在每次重復(fù)③時(shí)，都將指針P下移5cm，同時(shí)保持掛鉤上掛的鉤碼質(zhì)量不變．
將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)記錄、列表如下：
次數(shù)
彈簧原長(zhǎng)
3、l0/cm
彈簧長(zhǎng)度l/cm
鉤碼質(zhì)量m/g
1
5.00
7.23
200
2
10.00
15.56
250
3
15.00
16.67
50
4
20.00
22.23
50
5
25.00
30.56
50
根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和列表數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：
(1)重力加速度g取10m/s2.在實(shí)驗(yàn)步驟③中，彈簧的原長(zhǎng)為15 cm時(shí)，其勁度系數(shù)k＝________ N/m.
(2)同一根彈簧的原長(zhǎng)越長(zhǎng)，彈簧的勁度系數(shù)________(彈簧處在彈性限度內(nèi))．
A．不變B．越大C．越小
3.(2017·四川成都第一次診斷)將兩根自然長(zhǎng)度相同、勁度系
4、數(shù)不同、粗細(xì)也不同的彈簧套在一起，看作一根新彈簧，設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1，原細(xì)彈簧(記為B)勁度系數(shù)為k2、套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為k3.關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系，同學(xué)們做出如下猜想：
圖3
甲同學(xué)：和電阻并聯(lián)相似，可能是＝＋
乙同學(xué)：和電阻串聯(lián)相似，可能是k3＝k1＋k2
丙同學(xué)：可能是k3＝
(1)為了驗(yàn)證猜想，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(裝置見(jiàn)圖3)．
(2)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相應(yīng)填空．
a．將彈簧A懸掛在鐵架上，用刻度尺測(cè)量彈簧A的自然長(zhǎng)度L0；
b．在彈簧A的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)n、每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮，并用
5、刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1；
c．由F＝________計(jì)算彈簧的彈力，由x＝L1－L0計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量，由k＝計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)；
d．改變____________________，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1；
e．僅將彈簧分別換為B、C，重復(fù)上述操作步驟，求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值k2、k3.比較k1、k2、k3并得出結(jié)論．
(3)圖4是實(shí)驗(yàn)得到的圖線(xiàn)，由此可以判斷________同學(xué)的猜想正確．
圖4
4．(2017·江西師大附中3月月考)橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)，伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時(shí)的長(zhǎng)度
6、L、橫截面積S有關(guān)，理論與實(shí)踐都表明k＝Y(jié)，其中Y是一個(gè)由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)上稱(chēng)之為楊氏模量．
(1)在國(guó)際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是________________________________________________________________________．
A．NB．mC．N/mD．Pa
(2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖5甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量出它的楊氏模量Y的值．首先利用刻度尺測(cè)得橡皮筋的長(zhǎng)度L＝20.00cm，利用測(cè)量工具a測(cè)得橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑D＝4.000mm，那么測(cè)量工具a應(yīng)該是_______________________
7、_________________________________________________．
(3)作出橡皮筋受到的拉力F與伸長(zhǎng)量x的圖像如圖乙所示，由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________N/m.
(4)這種橡皮筋的Y值等于________．(Y的數(shù)值保留一位有效數(shù)字)
圖5
答案精析
1．(1)3.0 200 (2)1.50 3
解析 (1)如題圖甲所示的F－L圖像，在橫軸的截距等于彈簧原長(zhǎng)L0，斜率等于彈簧的勁度系數(shù)k.彈簧原長(zhǎng)L0＝3.0cm，彈簧的勁度系數(shù)k＝＝200N/m.(2)根據(jù)毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則，要估讀到0.1mm，如題圖乙所示指針?biāo)缚?/p>
8、度尺示數(shù)為1.50cm.彈簧被壓縮了Δx＝3.0cm－1.50cm＝1.50cm，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)＝kΔx，解得F＝3N，由此可推測(cè)題圖乙中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為3個(gè)．
2．(1)30 (2)C
解析 (1)彈簧的原長(zhǎng)為l03＝15cm時(shí)，掛鉤上鉤碼的質(zhì)量為m3＝50g，所受拉力F3＝m3g＝0.5N，彈簧長(zhǎng)度l3＝16.67cm，彈簧伸長(zhǎng)Δx3＝l3－l03＝1.67cm.
根據(jù)胡克定律，F(xiàn)3＝k3Δx3，解得k3＝30N/m.
(2)彈簧的原長(zhǎng)為l05＝25cm時(shí)，掛鉤上鉤碼的質(zhì)量為m5＝50g，所受拉力F5＝m5g＝0.5N，彈簧長(zhǎng)度l5＝30.56cm，彈簧伸長(zhǎng)Δx5＝l5－l05＝
9、5.56cm.根據(jù)胡克定律，F(xiàn)5＝k5Δx5，解得k5＝9N/m.由此可知，同一根彈簧的原長(zhǎng)越長(zhǎng)，彈簧的勁度系數(shù)越小，選項(xiàng)C正確．
3．(2)nmg 鉤碼的個(gè)數(shù) (3)乙
4．(1)D (2)螺旋測(cè)微器 (3)312.5 (4)5×106Pa
解析 (1)根據(jù)表達(dá)式k＝Y(jié)得：Y＝，已知k的單位是N/m，L的單位是m，S的單位是m2，所以Y的單位是N/m2，也就是Pa，D正確；(2)測(cè)量橡皮筋的長(zhǎng)度L用毫米刻度尺，測(cè)量橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑用螺旋測(cè)微器；(3)根據(jù)F＝kx可知，圖像的斜率大小等于勁度系數(shù)大小，由F－x圖像求出勁度系數(shù)為k＝N/m＝312.5 N/m；(4)根據(jù)k＝Y(jié)可得Y＝＝Pa＝5×106Pa
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