2018-2019学年高中物理 第三章 相互作用 实验一 探究弹力与弹簧伸长量的关系课时跟踪检测 新人教版必修1.doc

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第三章 实验一　探究弹力与弹簧伸长量的关系 课时跟踪检测 【强化基础】 1．(多选)关于胡克定律的下列说法，正确的是(　　) A．拉力相同、伸长量也相同的弹簧，它们的劲度系数相同 B．劲度系数相同的弹簧，弹簧的伸长量相同 C．知道弹簧的劲度系数，就可以算出任何拉力下的弹簧伸长量 D．劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细 解析：根据胡克定律F＝kx可知，拉力相同、伸长量也相同的弹簧，它们的劲度系数相同，选项A正确；劲度系数相同的弹簧，只有在拉力相同时弹簧的伸长量才相同，选项B错误；胡克定律的成立条件是弹簧处于弹性限度内，超过弹性限度，此公式不能用来计算弹力，选项C错误；劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细，选项D正确．故选A、D. 答案：AD 2．某实验小组研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系．实验时，将原长约200 mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量．根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图象如图所示．从图象中可以得出(　　) A．增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl与F不成正比 B．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D．增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度 解析：根据题中图象可知，当钩码个数较多时，图象成曲线，说明超过弹性限度，选项A错，D对；当所挂钩码个数相同(或F相同)时，虚线对应的纵坐标总是大于实线对应的纵坐标，选项B、C错． 答案：D 3．(2018北京期中)以下是“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验步骤，实验的正确顺序为(　　) ①将弹簧竖直挂在支架上； ②以弹力为纵坐标，弹簧的伸长量为横坐标，根据所测数据在坐标纸上描点； ③以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数； ④在弹簧的弹性限度内，分别挂上质量不同的砝码，依次测量出挂不同砝码时弹簧的伸长量(或总长)，并将测量的几组数据记入表格中； ⑤实验结束，整理还原实验器材． A．①②③④⑤　　　　 B．①②④③⑤ C．①④②③⑤ D．④①②③⑤ 解析：先组装器材，然后进行实验，最后数据处理，正确的实验步骤顺序为①④②③⑤，C选项正确． 答案：C 4．(2018广州市荔湾区期末)探究弹力和弹簧伸长量的关系时，作出弹力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．则(　　) A．该弹簧的原长为10 m B．该弹簧的劲度系数为0.25 N/m C．在该弹簧下端悬挂1.0 N的重物时，弹簧的长度为18 cm D．在该弹簧下端悬挂2.0 N的重物时，弹簧的形变量为8 cm 解析：弹力F与弹簧总长度L的关系图线与横轴的交点表示弹簧的原长，即弹簧的原长为10 cm，A选项错误；根据胡克定律F＝kx可知，k＝＝25 N/m，B选项错误；在该弹簧下端悬挂1.0 N的重物时，弹簧的伸长量Δx＝＝4 cm，此时弹簧长度为14 cm，C选项错误；当该弹簧下端悬挂2.0 N的重物时，弹簧的伸长量Δx′＝8 cm，D选项正确． 答案：D 5．(多选)如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象(如图乙)．则下列判断正确的是(　　) A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C．该弹簧的劲度系数是200 N/m D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变 解析：由图可以得出，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，劲度系数为图线的斜率，大小为200 N/m，故A错误，C正确；当弹簧受到反向压力时，图线斜率不变，因此弹簧的劲度系数不变，D正确；由F＝kx可得ΔF＝kΔx，所以B正确． 答案：BCD 【巩固易错】 6．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象，如图所示，下列正确的是(　　) A．a的原长比b的长 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 解析：图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图象不过原点，不是正比关系，D错误． 答案：B 7．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究． (1)某次测量如图2所示，指针示数为________cm. (2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数如表．用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为________N/m，弹簧Ⅱ的劲度系数为________N/m.(取g＝10 m/s2，结果保留3位有效数字) 钩码数 1 2 3 4 指针A示数/cm 15.71 19.71 23.70 27.70 指针B示数/cm 29.96 35.96 41.95 47.95 解析：(1)刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，即0.01 cm，故示数为16.00 cm. (2)由表格中的数据可知，当弹力的变化量ΔF＝0.5 N时，弹簧Ⅰ形变量的变化量为Δx＝4.00 cm，根据胡克定律知：k1＝＝ N/m＝12.5 N/m. 分析表格数据可知，当弹力的变化量ΔF＝0.5 N时，弹簧Ⅱ形变量的变化量Δx＝6.00 cm－4.00 cm＝2.00 cm，根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数k2＝＝ N/m＝25.0 N/m. 答案：(1)16.00　(2)12.5　25.0 【能力提升】 8．某同学利用图甲所示的装置探究弹簧弹力和伸长量的关系． (1)该同学将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值，所读数据列表如下(设弹簧始终未超过弹性限度，取重力加速度g＝9.80 m/s2)： 1 2 3 4 5 6 钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150 刻度尺读数x/cm 6.00 8.38 9.46 10.62 11.80 在图甲中，挂30 g钩码时刻度尺的读数为________cm. (2)如图乙所示，该同学根据所测数据，建立了xm坐标系，并描出了5组测量数据，请你将第2组数据描在坐标纸上(用“＋”表示所描的点)，并画出xm的关系图线． (3)根据xm的关系图线可得该弹簧的劲度系数约为________N/m(结果保留3位有效数字)． 解析：(1)图甲中的读数为7.15 cm.(2)找到(30 g,7.15 cm)对应的位置，然后将这些点用直线连接起来即可．(3)在直线上取一点，如挂120 g时，此时拉力是F＝0.12 kg9.8 m/s2＝1.176 N；此时弹簧的伸长量为Δx＝10.62 cm－6 cm＝4.62 cm，故劲度系数约为k＝＝＝25.4 N/m. 答案：(1)7.15(0.01)　(2)如下图所示　 (3)25.4(0.3) 9．(2018化州市一模)(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的图象，由图象可知：弹簧原长L0＝________cm，由此求得弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果保留3位有效数字)． (2)如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝0.75 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b，则指针所指刻度尺示数为________cm.由此可推测图b中所挂钩码的个数为________个． 解析：(1)弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系图象中，当弹簧弹力为零，弹簧处于自然状态，原长L0＝2.00 cm. 根据胡克定律F＝kx，图线的斜率为弹簧的劲度系数，k＝＝300 N/m. (2)由图b可知，刻度尺的读数为1.50 cm. 弹簧压缩量Δx＝L0－L＝0.5 cm. 弹簧的弹力F＝kΔx＝1.5 N. 每个钩码重G＝0.75 N，图b中所挂钩码的个数为2个． 答案：(1)2.00　300　(2)1.50　2