高考物理一輪復習 第二章 微專題13 實驗 探究彈力和彈簧伸長的關系

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實驗 探究彈力和彈簧伸長的關系 1．考點及要求：(1)實驗步驟與注意問題；(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驗原理；(2)圖像法處理實驗數(shù)據(jù)． 1．(實驗步驟及注意問題)(多選)在“探究彈力與彈簧伸長量的關系”實驗中，關于測量彈簧原長的操作步驟先后順序，下列說法正確的是(　　) A．先測量彈簧的原長，后豎直懸掛 B．先豎直懸掛，后測量彈簧的原長 C．先后順序?qū)嶒灲Y(jié)果無影響 D．先后順序?qū)嶒灲Y(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)某同學利用如圖1甲所示的裝置測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上砝碼盤．通過改變盤中砝碼的質(zhì)量，測得6組砝碼的質(zhì)量m和對應的彈簧長度L，畫出m－L圖線，對應點已在圖上標出，如圖乙所示．(重力加速度g＝10 m/s2) 圖1 (1)采用恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理，該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留三位有效數(shù)字)． (2)請你判斷該同學得到的實驗結(jié)果與考慮砝碼盤的質(zhì)量相比，結(jié)果________(填“偏大”“偏小”或“相同”)． 3．如圖2甲所示是甲同學利用A、B、C三根不同型號的橡皮筋做“探究橡皮筋的彈力與橡皮筋伸長長度的關系”實驗得到的圖線．根據(jù)圖甲得出結(jié)論：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 若要選一個彈性較好的橡皮筋，應選________型號橡皮筋．乙同學將一橡皮筋水平放置，測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端掛鉤碼，實驗過程是在橡皮筋的彈性限度內(nèi)進行的，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________________． 圖2 4．在探究彈簧的彈力與伸長量之間關系的實驗中，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，其伸長量通過刻度尺測得，某同學的實驗數(shù)據(jù)列于下表中 圖3 伸長量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，F(xiàn)為縱坐標，在如圖4所示坐標系中描繪出能正確反映這一彈簧的彈力與伸長量之間關系的圖線． 圖4 (2)由圖線求得這一彈簧的勁度系數(shù)為________．(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，彈簧平放時的長度與豎直懸掛時的長度不同，豎直懸掛時長度更長一些．由于實驗時彈簧始終處于豎直狀態(tài)，故彈簧長度一直受自身重力的影響，所以測量原長時，應測量彈簧豎直懸掛時的長度，B、D項正確．] 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量x的變化關系圖像為過原點的傾斜直線，所以橡皮筋的彈力F的大小與橡皮筋的伸長量x成正比；A型號橡皮筋的勁度系數(shù)相對小，對相同的拉力，橡皮筋的伸長量更大，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，注意測量數(shù)據(jù)的范圍與圖的大小，盡量使實驗測得的數(shù)據(jù)準確、清晰地把圖展現(xiàn)出來．(2)由胡克定律可知，彈簧的勁度系數(shù)k＝＝75.0 N/m.