1、【 精品教育资源文库 】 课练 7 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则 1.下列是某小组做 “ 探究弹力和弹簧伸长的关系 ” 实验中准备完成的实验步骤请你帮该小组按操作的先后顺序用字母排列出来： _. 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，作出 F x图线 B记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度 L0. C依次在弹簧下端挂上 1 个、 2 个、 3 个、 4 个 ? 钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码 D将铁架台固定于桌子上，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
2、E以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式 F解释函数表达式中常数的物理意义 答案： DBCAEF 解析： 第一步，安装实验装置，为 D；第二步，记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度 L0，以便计算弹簧的伸长量，为 B；第三步，依次在弹簧下端挂上 1 个、 2 个、 3个、 4 个 ? 钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码，为 C；第四步，画出图象，为 A；第五步，写出关系式，为 E；最后，解释函数表达式中常数的物理意义，为 F.所以步骤为 DBCAEF. 2某同学利用如图 a 所示装置做探究弹簧弹力大小和其长度的关系的实验 (1)他通过
3、实验得到如图 b 所示的弹力大小 F 与弹簧长度 x 的关系图线由此图线可得该弹簧的原长 x0 _cm，劲度系数 k _N/m. (2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图 c 所示时，该弹簧的长度 x _cm. 答案： (1)4 25 (2)16 解析： (1)如果以弹簧长度 x 为横坐标，弹力大小 F 为纵坐标，作出 F x 图象，那么图象与横轴的截距表示弹簧 的原长，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，所以根据图象可知，该弹簧的原长 x0 4 cm，劲度系数 k F x 25 N/m； (2)弹簧秤的读数表示弹力的大小，即 F 3.0 N，所以该弹簧的长度 x x0
4、Fk 16 cm. 3某同学做 “ 探究弹力和弹簧伸长的关系 ” 实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长 L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度 L，把 L L0作为弹簧的伸长量 x，钩码重力作为弹力 F.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画 出的图线可能是下列图象中的 ( ) 【 精品教育资源文库 】 答案： C 解析： 考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量 x0 ，故选 C. 4 在 “ 探究弹力和弹簧伸长的关系 ” 实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的
5、重力 G 与弹簧总长 L 的关系图象，如图所示根据图象回答以下问题 (1)弹簧的原长为 _ (2)弹簧的劲度系数为 _ (3)分析图象，总结出弹簧弹力 F 与弹簧总长 L 之间的关系式为 _ 答案： (1)10 cm (2)1 000 N/m (3)F 1 000(L 0.10) (N)(L 的单位为 m) 解析： 钩码的重力等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律 F kx k(L L0)，图线在横轴上的截距表示弹簧的原长，斜率表示弹簧的劲度系数，故 L0 10 cm， k 40 2 N/m 1 000 N/m，即 F 1 000(L 0.10) (N)(L 的单位为 m) 5在 “ 探究求合力的
6、方法 ” 的实验中， (1)本实验采用的科学方法是 ( ) A理想实验法 B等效替代法 C控 制变量法 D建立物理模型法 (2)其中的两个步骤是： 在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置 O 点，在白纸上记下 O 点和两个弹簧测力计的读数 F1和 F2. 只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时伸长量一样，记下此时弹簧测力计的读数 F 和细线的方向以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏之处： 在 中是_； 在 _ (3)在做 “ 互成角度的两个力的合力
7、 ” 的实验中，用 M、 N 两个弹簧测力计拉橡皮条的结点使其位于 O 处，此时 90 ，如图所示；然后保持 M 的读数不变，当 角由图中所示的值减小时，要使结点仍在 O 处，可采用的办法是 ( ) A增大 N 的读数，减小 角 B减小 N 的读数，减小 角 C减小 N 的读数，增大 角 【 精品教育资源文库 】 D增大 N 的读数，增大 角 答案： (1)B (2) 没有记录两个弹簧测力计 (或者力、细线 )的方向 没有将结点再次拉至 O 点 (3)B 解析： (1)在 “ 探究求合力的方法 ” 的实验中，所用的科学方法是等效替代法，选项 B 正确 (2) 中只记录了弹簧测力计示数的大小，
8、没有标出弹簧测力计的方向； 中只用一个力拉时，应该让它与两个力拉时的效果相同，即忘记了将结点再次拉至 O 点 (3)根据题意，要使结点仍在 O 处，说明合力仍是不变的， M 的大小不变，夹角 减小，由图可知，只能减小 N 的读数， 减小 角的大小，选项 B 正确 6 (1)如图甲为 “ 探究求合力的方法 ” 的实验装置小张同学在实验中用 a、 b 两弹簧测力计拉橡皮条，如图甲所示他在实验操作中除了所用细绳套太短外，至少还有一处错误，请你帮他找出错误之处为 _ (写出一条即可 ) (2)小张同学修正错误后，重新进行了测量，在测量时，左、右两只弹簧测力计的读数如图乙所示，则左弹簧测力计的读数是 _
9、N，右弹簧测力计的读数是 _N 若两根细线的夹角为 90 ，请你帮他在所给的方格纸 (如图丙 )上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 (3)小张同学实验后发现用一个弹簧测力计也能完成这个实验，请问他这个想法是否可行？ _(填 “ 是 ” 或 “ 否 ”) 答案： (1)a 弹簧测力计所用拉力太大，或 b 弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致 (2)2.74 3.28 如图解析所示 (3)是 解析： (1)在该实验中，要正确测量弹力的大小和方向，同时作的平行四边形要大小适中，不能太小，以免增大误差，该同学在实验中的操作错误或不妥之处有： b 弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致； a 弹簧测力计
10、的拉力太大，用一只弹 簧测力计再次实验时可能会超量程 (2)左弹簧测力计的读数是 2.74 N，右弹簧测力计的读数是 3.28 N合力的图示如图所示 【 精品教育资源文库 】 (3)用一个弹簧测力计也能完成这个实验是可行的，两个分力先后两次测，用弹簧测力计拉其中一个细绳套时，用手拉另一个细绳套，保持结点位置不动，交换测量 7某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则，设计了如下实验： (1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长； (2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上 M 点，在橡皮筋的中点 O 再用细线系重物，自 然下垂，如图甲所示； (3)将橡皮筋另一端
11、细线固定在竖直板上的 N 点，如图乙所示 为完成实验，下述操作中必需的是 ( ) A橡皮筋两端连接的细线长度必须相同 B要测量图甲中橡皮筋 Oa 的长度和图乙中橡皮筋 Oa、 Ob 的长度 C M、 N 两点必须在同一高度处 D要记录图甲中 O 点的位置及过 O 点的竖直方向 E要记录图乙中结点 O 的位置，过结点 O 的竖直方向及橡皮筋 Oa、 Ob 的方向 答案： BE 解析： 橡皮筋两端连接的细线长度不用必须相同， M、 N 两点可以不在同一高度处，不需要记录图甲中 O 点的位置及过 O 点的竖直方向由于 已经测出橡皮筋的原长，只需要测量图甲中橡皮筋 Oa 的长度和图乙中橡皮筋 Oa、
12、Ob 的长度，需要记录图乙中结点 O 的位置，过结点 O 的竖直方向及橡皮筋 Oa、 Ob 的方向操作中必需的是 B、 E. 8某同学利用弹簧测力计和刻度尺来探究一条橡皮筋弹力和伸长量之间的关系，实验时使用了一条拉伸后粗细会明显变化的橡皮筋 . (1)图甲中弹簧测力计的示数为 _N； (2)该同学将实验数据画在坐标纸上，如图乙所示，根据实验结果，下列说法正确的是 ( ) A数据点基本分布在一条直线上，说明橡皮筋的弹力与形变量的关系 遵循胡克定律 B该橡皮筋形变量越大，越容易拉伸 C橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化可能是由橡皮筋横截面大小 (粗细 )变化引起的 D橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化肯定
13、是该同学的实验操作不规范引起的 答案： (1)1.30 (2)BC 解析： (1)弹簧测力计的分度值是 0.05 N，指针示数为 1.30 N. (2)根据图象可知图线不是严格的直线，图线发生了弯曲，这种情况可能是橡皮筋粗细不均匀造成的， A、 D 错误， C 正确；橡皮筋形变量越大，弹力越大，但是 F x的值越小， B正确 【 精品教育资源文库 】 9. 某实验 小组探究弹簧的劲度系数 k 与其长度 (圈数 )的关系实验装置如图 (a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂， 7 个指针 P0、 P1、 P2、 P3、 P4、 P5、 P6分别固定在弹簧上距悬点 0、 10、20、 30、 40、 5
14、0、 60 圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置， P0 指向 0刻度设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为 x0；挂有质量为 0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为 x.测量结果及部分计算结果如下表所示 (n 为弹簧的圈数，重力加速度 g 取9.80 m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为 60，整个弹簧的自由长度为 11.88 cm. (1)将表中数据补充完整： _ ， _. P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 56.0 43.6 33.8 28.8 1k(m/N) 0.006 1 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0
