1、第二章 相互作用第四讲 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系课时跟踪练1(多选 )在 “探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，关于操作步骤先后顺序下列说法正确的是( )A先测量原长，后竖直悬挂B先竖直悬挂，后测量原长C先后顺序对实验结果无影响D先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重解析：由于弹簧自身有重力，悬挂时的长度大于水平放置时的长度，所以测量其竖直悬挂时的长度为弹簧原长答案：BD2(多选 )图甲和乙是探究某根弹簧的伸长量 x 与所受拉力 F 之间的关系图，下列说法中正确的是( )A弹簧的劲度系数是 2 N/mB弹簧的劲度系数是 2103 N/mC当弹簧受 F2800 N 的拉力作用时，弹
2、簧伸长量为 x240 cmD当弹簧伸长量为 x120 cm 时，弹簧产生的拉力是 F1200 N答案：BC3(2018南昌模拟 )某物理学习小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验该学习小组成员利用所学知识测出了一轻质弹簧的原长 l0 和弹簧的劲度系数该轻质弹簧一端固定于深度为 h0.25 m、且开口向右的光滑小筒中(没有外力作用时弹簧的右端位于筒内) ，如图甲所示，该小组成员通过改变所挂钩码的个数，测出距筒口右端弹簧的对应长度 l，作出图乙所示的 Fl 图线，则弹簧的劲度系数k_N/m ，弹簧的原长 l0_cm.解析：由 Fkx 和题图乙可知， k N/m100 30 102010 2N/m
3、.由题图乙可知 F20 N 时，l10 cm0.1 m，即 20 Nk (0.10.25l 0)(N)，所以 l00.15 m，即 15 cm.答案：100 154(2017枣庄模拟 )如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系(1)为完成实验，还需要的实验器材有：_(2)实验中需要测量的物理量有：_(3)图乙是弹簧弹力 F 与弹簧伸长量 x 的 Fx 图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m.图线不过原点的原因是由于_.解析：(1) 根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长
4、、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度) (3)取图象中(0.5，0)和 (3.5，6)两个点，代入 Fkx 可得 k200 N/m，由于弹簧自重的原因，使得弹簧不加外力时就有形变量答案：(1) 刻度尺 (2)弹簧原长、弹簧所受外力与弹簧对应的伸长量( 或与弹簧对应的长度) (3)200 弹簧自身存在重力5(2015福建卷 )某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，如图所示(1)图甲是不挂码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm，图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量 l 为_cm ；(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力
5、，关于此操作，下列选项中规范的做法是_(填选项前的字母) ；A逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 l 与弹力 F 的关系图线，图线的 AB 段明显偏离直线 OA，造成这种现象的主要原因是_.解析：由题图乙知，读数为 14.66 cm，所以弹簧伸长14.667.736.93 (cm)；若随意增减砝码，会作图不方便，有可能会超出弹簧形变范围，所以应逐一增挂钩码；由题图知 AB 段伸长量与弹力不成线性关系，是因为钩码重力超过弹簧的弹性限度答案：(1)6.93 (2)A
6、 (3) 钩码重力超过弹簧的弹性限度6(2018太原质检 )某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，所用实验装置如图甲所示，所用钩码质量均为 30 g他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将 5 个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在表中实验中弹簧始终未超过弹性限度，取 g10 m/s 2.(1)根据实验数据在图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线钩码质量/g 0 30 60 90 120 150弹簧总长度/cm6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00(2)该弹簧的自然长度为_cm ；劲度系数 k_N/m
7、.(3)若该弹簧所能承受的最大拉力( 超过此值就不是弹性形变) 为10.2 N，则弹簧的最大长度为 Lm_cm.(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_.解析：(1) 描图作图，如图所示(2)作出的 FL 图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力 F0 时弹簧的长度，即弹簧的自然长度，由图知为 6 cm；图线的斜率即为弹簧的劲度系数 k 30 N/m.Fx(3)由图象可以得出图线的数学表达式为 F30L 1.8(N)，所以当弹簧弹力为 10.2 N 时弹簧长度最大，即 Lm0.4 m40 cm.(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为 5 cm 时的弹力，此时弹簧被压缩了 1 cm，即表示弹簧被压
8、缩 1 cm 时的弹力为 0.3 N.答案：(1) 如解析图所示 (2)6 30(3)40 (4)弹簧被压缩 1 cm 时的弹力为 0.3 N7某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度) ，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为 L0 的橡皮筋的上端固定在 O 点，下端挂一重物用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小) 作用于 N 点，静止时记录下 N 点的位置 a，请回答：(1)若拉力传感器显示的拉力大小为 F，用刻度尺测量橡皮筋ON 的长为 L 及 N 点与 O 点的水平距离为 x，则橡皮筋的劲度系数为_( 用所测物理量表示)(
9、2)(多选)若换用另一个原长相同的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时 N 点的位置 b，发现 O、a、b 三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，则下列说法中正确的是_A第二次拉力传感器显示的拉力示数较大B两次拉力传感器显示的拉力示数相同C第二次所用的橡皮筋的劲度系数小D第二次所用的橡皮筋的劲度系数大解析：(1) 令橡皮筋与竖直方向夹角为 ，重物重力为 G，结点N 在竖直拉力 (重物重力 G)、橡皮筋拉力 FT 和水平拉力 F 作用下处于平衡状态，满足图示关系，则 sin ，而 sin FFT ， FT k(LL 0)，联立得 k .xL FLx（L L0）(2)由受力图知 FGtan ，两次中 G、 均相同，所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同，A 错，B 对；同理，两次橡皮筋的拉力也相同，而橡皮筋的原长相同，第二次的伸长量大，由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小，C 对， D 错答案：(1) (2)BCFLx（L L0）
