高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 微專題13 實(shí)驗(yàn) 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系

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實(shí)驗(yàn) 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 1．考點(diǎn)及要求：(1)實(shí)驗(yàn)步驟與注意問(wèn)題；(2)數(shù)據(jù)處理與誤差分析.2.方法與技巧：(1)采用受力平衡法的實(shí)驗(yàn)原理；(2)圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)． 1．(實(shí)驗(yàn)步驟及注意問(wèn)題)(多選)在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于測(cè)量彈簧原長(zhǎng)的操作步驟先后順序，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．先測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)，后豎直懸掛 B．先豎直懸掛，后測(cè)量彈簧的原長(zhǎng) C．先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響 D．先后順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度取決于彈簧的自身重量 2．(數(shù)據(jù)處理與誤差分析)某同學(xué)利用如圖1甲所示的裝置測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來(lái)，在自由端掛上砝碼盤(pán)．通過(guò)改變盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，測(cè)得6組砝碼的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度L，畫(huà)出m－L圖線，對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出，如圖乙所示．(重力加速度g＝10 m/s2) 圖1 (1)采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理，該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m(保留三位有效數(shù)字)． (2)請(qǐng)你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與考慮砝碼盤(pán)的質(zhì)量相比，結(jié)果________(填“偏大”“偏小”或“相同”)． 3．如圖2甲所示是甲同學(xué)利用A、B、C三根不同型號(hào)的橡皮筋做“探究橡皮筋的彈力與橡皮筋伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)得到的圖線．根據(jù)圖甲得出結(jié)論：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 若要選一個(gè)彈性較好的橡皮筋，應(yīng)選________型號(hào)橡皮筋．乙同學(xué)將一橡皮筋水平放置，測(cè)出其自然長(zhǎng)度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端掛鉤碼，實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在橡皮筋的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的，用記錄的鉤碼的質(zhì)量m與橡皮筋的形變量x作出m－x圖像如圖乙所示．可知橡皮筋的勁度系數(shù)為_(kāi)_______________． 圖2 4．在探究彈簧的彈力與伸長(zhǎng)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖3所示，將輕彈簧的一端固定，另一端與力傳感器連接，其伸長(zhǎng)量通過(guò)刻度尺測(cè)得，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于下表中 圖3 伸長(zhǎng)量x/10－2m 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 彈力F/N 1.50 2.93 4.55 5.98 7.50 (1)以x為橫坐標(biāo)，F(xiàn)為縱坐標(biāo)，在如圖4所示坐標(biāo)系中描繪出能正確反映這一彈簧的彈力與伸長(zhǎng)量之間關(guān)系的圖線． 圖4 (2)由圖線求得這一彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______．(保留三位有效數(shù)字) 答案解析 1．BD　[由于彈簧自身重量的影響，彈簧平放時(shí)的長(zhǎng)度與豎直懸掛時(shí)的長(zhǎng)度不同，豎直懸掛時(shí)長(zhǎng)度更長(zhǎng)一些．由于實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧始終處于豎直狀態(tài)，故彈簧長(zhǎng)度一直受自身重力的影響，所以測(cè)量原長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)測(cè)量彈簧豎直懸掛時(shí)的長(zhǎng)度，B、D項(xiàng)正確．] 2．(1)3.44　(2)相同 3．橡皮筋的彈力F的大小與橡皮筋的伸長(zhǎng)量x成正比　A　200 N/m 解析　由題圖甲可知橡皮筋的彈力F的大小與橡皮筋的伸長(zhǎng)量x的變化關(guān)系圖像為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，所以橡皮筋的彈力F的大小與橡皮筋的伸長(zhǎng)量x成正比；A型號(hào)橡皮筋的勁度系數(shù)相對(duì)小，對(duì)相同的拉力，橡皮筋的伸長(zhǎng)量更大，收縮性更好；圖線斜率為，橡皮筋的勁度系數(shù)為k＝200 N/m. 4．(1)如圖所示　(2)75.0 N/m 解析　(1)作圖時(shí)，注意測(cè)量數(shù)據(jù)的范圍與圖的大小，盡量使實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、清晰地把圖展現(xiàn)出來(lái)．(2)由胡克定律可知，彈簧的勁度系數(shù)k＝＝75.0 N/m.