2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 實(shí)驗(yàn)2 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系（含解析）

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 實(shí)驗(yàn)2 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系（含解析） 1．某實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到彈力與彈簧長(zhǎng)度關(guān)系的圖象如圖S2－1所示，則： (1)彈簧的原長(zhǎng)為______cm. (2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/cm. (3)若彈簧的長(zhǎng)度為2l2－l1時(shí)仍在彈簧的彈性范圍內(nèi)，此時(shí)彈簧的彈力為________． 圖S2－1 2．為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來(lái)，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼．實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長(zhǎng)度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖S2－2上標(biāo)出．(g＝9.8 m/s2) 圖S2－2

2、(1)作出m－l的關(guān)系圖線； (2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m. 3．通過(guò)“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，我們知道在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長(zhǎng)(或壓縮)量x成正比，并且不同的彈簧，其勁度系數(shù)不同．已知一根原長(zhǎng)為L(zhǎng)0、勁度系數(shù)為k1的長(zhǎng)彈簧A，現(xiàn)把它截成長(zhǎng)為L(zhǎng)0和L0的B、C兩段，設(shè)B段的勁度系數(shù)為k2、C段的勁度系數(shù)為k3，關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系，同學(xué)們做出了如下猜想： 甲同學(xué)：既然是同一根彈簧截成的兩段，所以k1＝k2＝k3； 乙同學(xué)：同一根彈簧截成的兩段，越短勁度系數(shù)越大，所以k1

3、所以k1>k2>k3. (1)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想．實(shí)驗(yàn)所需的器材除鐵架臺(tái)外，還有__________． (2)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟． (3)圖S2－3是實(shí)驗(yàn)得到的彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系圖線．根據(jù)圖線，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長(zhǎng)度有怎樣的關(guān)系？ 圖S2－3 4．xx·廣東卷某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系． (1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在________方向(填“水平”或“豎直”)． (2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0；彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)x；在砝碼盤中

4、每次增加10 g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6，數(shù)據(jù)如下表： 代表符號(hào) L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 數(shù)值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為________．由表可知所用刻度尺的最小分度為________． 圖S2－4 (3)圖S2－4是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長(zhǎng)度與________的差值(填“L0”或“Lx”)． (4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m；通過(guò)圖和表可知砝碼盤

5、的質(zhì)量為________g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)． 實(shí)驗(yàn)(二) 1．(1)l1　(2)　(3)2F0 [解析] (1)F＝0時(shí)對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度即為彈簧的原長(zhǎng)．(2)在F—l圖象中，圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．(3)彈簧的形變量為2l2－l1－l1＝2(l2－l1)，故此時(shí)彈簧的彈力為2F0. 2．(1)如圖所示　(2)0.26 [解析] (1)根據(jù)所描的點(diǎn)畫直線即可．(2)在直線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，橫軸之差Δl為彈簧長(zhǎng)度的變化量，縱軸之差Δm為砝碼質(zhì)量的變化量，則彈簧的勁度系數(shù)k＝＝≈0.26 N/m. 3.(1)刻度尺、已知質(zhì)量且質(zhì)量相

6、等的鉤碼(或彈簧測(cè)力計(jì)) (2)實(shí)驗(yàn)步驟： a．將彈簧B懸掛在鐵架臺(tái)上，用刻度尺測(cè)量其長(zhǎng)度LB. b．在彈簧B的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)(如n個(gè))，并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1. c．由F＝mg計(jì)算彈簧的彈力；由x＝L1－LB計(jì)算出彈簧的伸長(zhǎng)量．由k＝計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k2. d．改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧B的勁度系數(shù)k2的平均值 e．按實(shí)驗(yàn)步驟a、b、c、d求出彈簧C的勁度系數(shù)k3的平均值． f．比較k1、k2、k3，得到結(jié)論． (3)從同一根彈簧上截下的幾段，越短勁度系數(shù)越大 4．(1)豎直　(2)靜止　L3　0.1 cm　(3)Lx　(4)4.9

7、　10 [解析] (1)本實(shí)驗(yàn)是利用重力與彈力平衡獲取若干數(shù)據(jù)，再利用圖象處理數(shù)據(jù)得到勁度系數(shù)的．測(cè)量時(shí)，彈簧及刻度尺都要保持在豎直狀態(tài)； (2)讀數(shù)時(shí)，要等彈簧靜止時(shí)才能讀??；由記錄的值可知，刻度尺的最小分度為0.1 cm，但最小分度后還要估讀一位，故記錄L3是不符合規(guī)范的； (3)彈簧的長(zhǎng)度與彈簧掛上砝碼盤時(shí)彈簧長(zhǎng)度Lx的差值才是由于添加砝碼而伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度； (4)砝碼盤的質(zhì)量為m0，砝碼的質(zhì)量為m，當(dāng)掛上砝碼盤時(shí)有：m0g＝k(Lx－L0)，當(dāng)砝碼盤中的砝碼質(zhì)量為m時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)n，此時(shí)有m0g＋mg＝k(Ln－L0)，兩式聯(lián)立得：mg＝k(Ln－Lx)，即k＝，由圖象知圖線的斜率為k′＝ kg/m＝0.50 kg/m，故勁度系數(shù)k＝k′g＝4.9 N/m，而m0＝＝ kg＝10 g.