人教版高三一轮复习相互作用第4节实验二探究弹力和弹簧伸长的关系Word下载.docx
- 文档编号:19497784
- 上传时间:2023-01-06
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:432.55KB
人教版高三一轮复习相互作用第4节实验二探究弹力和弹簧伸长的关系Word下载.docx
《人教版高三一轮复习相互作用第4节实验二探究弹力和弹簧伸长的关系Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高三一轮复习相互作用第4节实验二探究弹力和弹簧伸长的关系Word下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几根不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,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
,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
作为弹簧的伸长量x,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图中的________。
A.
B.
C.
D.
3.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测量弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图所示。
所用的每隔钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测量相应的弹簧的总长度.
(1)某同学通过以上实验测量后把6组实验数据描点在坐标系图中,请作出F-L图线________.
(2)由此图线可得出该弹簧的原长
=________cm,劲度系数k=_______N/m.
(3)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较
优点在于:
________________________;
缺点在于:
__________________________.
4.如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;
一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;
托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针.
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数.当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm;
当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为________cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字).
5.在探究弹簧的弹力与伸长量之间关系的实验中,所用装置如图甲所示,将轻弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,其伸长量通过刻度尺测得,某同学的实验数据列于下表中:
伸长量
/(
)
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
弹力
/N
1.50
2.93
4.55
5.98
7.50
(1)以
为横坐标,
为纵坐标,在图乙的坐标纸上描绘出能正确反映这一弹簧的弹力与伸长量之间的关系图线(_______)
(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为________.(保留三位有效数字)
6.长郡中学的小林同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在____(选填“水平”或“竖直”)方向.
(2)在正确操作的情况下,某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象.则甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为___N/m和__N/m;
两个图象的上端都呈曲线的原因是_______,若要制作一个精确程度较高的弹簧测力计,应选弹簧____.
7.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持_________状态。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小
与弹簧长度
的关系图像。
由此图像可得该弹簧的原长
__________cm,劲度系数
__________
。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计,当弹簧测力计上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度
__________cm。
8.为了探究弹力F与弹簧伸长量x的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为________________.甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为:
________N/m、________N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________(填“甲”或“乙”).
9.在探究弹力和弹簧伸长的关系时,某同学先按图1对弹簧甲进行探究,然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究.在弹性限度内,将质量为
的钩码逐个挂在弹簧下端,分别测得图甲、图乙中弹簧的长度
、
如下表所示.
钩码个数
1
2
3
4
/cm
30.00
31.04
32.02
33.02
29.33
29.65
29.97
30.30
已知重力加速度
m/s2,要求尽可能多地利用测量数据,计算弹簧甲的劲度系数k=_____N/m(结果保留两位有效数字).由表中数据______(填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数.
10.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、50、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0.100kg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,重力加速度取9.80m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
(1)将表中数据补充完整:
①________;
②________.
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
①
56.0
43.6
33.8
28.8
(m/N)
0.0061
②
0.0179
0.0229
0.0296
0.0347
(2)以n为横坐标,为纵坐标,在答题卷给出的坐标纸上画出1/k-n图像.
(3)题
(2)图中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=_____N/m;
该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=_____N/m.
参考答案
1.
(1)刻度尺;
(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与对应的长度)
(3)200;
弹簧自重(4)CBDAEFG
【解析】
试题分析:
(1)实验需要测弹簧的长度、形变量,故还需要的实验器材有:
刻度尺
(2)为了测量弹簧的形变量;
实验中还应测量弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与对应的长度)
(3)图象中的斜率表示形变量,则
;
图线不过原点说明没有力时有了形变量,故说明弹簧有自身的重力存在;
(4)实验中要先组装器材,即CB,然后进行实验,即D,最后数据处理,分析解释表达式,最后整理仪器;
即AEFG.所以先后顺序为CBDAEFG;
考点:
探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.
2.BC
【详解】
(1)[1]A.在悬挂钩码时,在不超出量程的前提下可以任意增加钩码的个数,故A错误;
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要保证弹簧位于竖直位置,使钩码的重力等于弹簧的弹力,要待钩码平衡时再读出读数,故B正确;
C.弹簧的长度不等于弹簧的伸长量,伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,故C错误;
D.拉力与伸长量之比是劲度系数,由弹簧决定,同一弹簧的劲度系数是不变的,不同的弹簧的劲度系数不同,故D错误。
故选B;
(2)[2]实验中用横轴表示弹簧的伸长量x,纵轴表示弹簧的拉力F(即所挂重物的重力大小),由F=kx可知,不考虑弹簧重力时图象过原点;
如果考虑弹簧自身的重力,不挂钩钩码时伸长量已经不为零,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.
5cm
可以避免弹簧自身重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差
【分析】
实验中需要测量多组弹力的大小和弹簧的长度,根据要求设计出表格.作出F-L的关系图线.当弹簧弹力为零时,弹簧处于原长,结合图线得出弹簧的原长,根据图线的斜率求出劲度系数的大小.误差分析.
(1)用平滑的曲线将各点连接起来,如图所示:
(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度,由图象可知,L0=5×
10-2m=5cm.劲度系数为图象直线部分的斜率,k=20N/m.
(3)优点是:
避免弹簧自身所受重力对实验的影响;
缺点是:
弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差.
【点睛】
本题考查了学生设计的能力和作图的能力,知道F-L图线的斜率表示劲度系数.注意掌握分析误差的形成原因.
4.3.775cm;
53.7N/m
本题主要考查游标卡尺的读数,弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点,意在考查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力.
实验所用的游标卡尺精度为0.05mm,游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐,根据游标卡尺的读数规则,图(b)所示的游标卡尺读数为3.7cm+15×
0.05mm=3.7cm+0.075cm=3.775cm.
托盘中放有质量为m=0.100kg的砝码时,弹簧受到的拉力F=mg=0.100×
9.8N=0.980N,弹簧伸长x=3.775cm-1.950cm=1.825cm=0.01825m,根据胡克定律,F=kx,解得此弹簧的劲度系数k=F/x=53.7N/m.
解答此题常见错误主要有:
一是游标卡尺读数误差,或单位搞错导致错写成37.70;
二是把重力加速度按照习惯用g=10m/s2代入计算导致错误;
三是考虑采用图象法处理实验数据计算劲度系数耽误时间.
5.
75.0N/m
(1)[1]描点作图,如图:
(2)[2]根据图象,该直线为过原点的一条倾斜直线,即弹力与伸长量成正比,图象的斜率表示弹簧的劲度系数,则:
6.
(1)垂直
(2)
200弹簧的形变超过弹性限度甲
根据图示图象,应用胡克定律内容、公式分析答题;
用劲度系数越小的弹簧制作的弹簧测力计精度越高.
(1)弹簧是竖直的,要减小误差,刻度尺必须与弹簧平行,故刻度尺要保持竖直状态;
(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为:
在弹性范围内弹簧的弹力与形变量成正比,超过弹簧的弹性范围,则此规律不成立,所以所给的图象上端成为曲线,是因为形变量超过弹簧的弹性限度;
要制作一个精确程度较高的弹簧测力计,应选用一定的外力作用时,弹簧的形变量大,故选甲弹簧.
7.竖直45010
(1)[1]悬挂重物后,弹簧沿竖直方向伸长,要测量弹簧沿竖直方向上的伸长量,刻度尺要保持竖直状态
(2)[2]如果以弹簧长度
为横坐标,弹力大小
为纵坐标,作出
图像,那么图像与横轴的截距表示弹簧的原长,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,所以根据图像可知,该弹簧的原长
[3]劲度系数
(3)[4]弹簧测力计的最小分度为0.2N,则弹簧测力计的示数表示弹力的大小,即
所以该弹簧的长度为
8.超过弹簧的弹性限度;
66.7;
200;
甲;
根据胡克定律,在弹性限度内,弹簧的弹力与行变量成正比,故F﹣x图是直线,向上弯曲的原因是超出了弹性限度,注意该图象中纵坐标为伸长量,横坐标为拉力,斜率的倒数为劲度系数,由此可求出kA=66.7N/m,kB=200N/m,由于甲的劲度系数小,因此其精度高.
故答案为超过弹簧的弹性限度,66.7,200,甲.
【点评】
本题考查了弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系的基础知识,比较简单,是一道考查基础知识的好题.
9.49能
第一空.分析图1中,钩码数量和弹簧常量的关系为钩码每增加一个,弹簧长度伸长
,所以弹簧劲度系数
.
第二空.分析图2可得,每增加一个钩码,弹簧长度伸长约
,即
,根据弹簧甲的劲度系数可以求出弹簧乙的劲度系数.
10.
(1)①81.7②0.0122
(2)如图所示(3)(1.67—1.83)×
103/n、(3.31—3.62)/l0
(1)①中
(2)图线如图:
(3)③由图线可知直线的斜率为
,故直线方程满足
(N/m)(在
之间均可)
④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm;
则n匝弹簧的原长满足
,代入
可得:
.(在
测量弹簧的劲度系数实验;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 人教版高三 一轮 复习 相互作用 实验 探究 弹力 弹簧 伸长 关系