实验 探究弹簧弹力与形变量的关系.docx
实验（三） 探究弹簧弹力与形变量的关系1. 在进行“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，一个实验小组 使用两根不同的轻质弹簧a和力，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示。 下列表述正确的是（）：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：选B F-l图像在l轴上的截距表示弹簧的原长，因为此位置弹力为0,弹簧没有 伸长，从图像看出，a的原长比b的短，A错误。F-l图像的斜率表示弹簧的劲度系数，从 图像看出，a的劲度系数比b的大，B正确C错误。测得的弹力与弹簧的伸长量成正比，D 错误。2. 某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂使其自然下垂，用刻度尺测出自然长度；然|山缶1 二二-K 二二二 后在弹簧下端悬挂钩码对其施加向下的拉力F，测出相应的弹簧 亍工三二二 长度，再计算出弹簧的伸长量了；改变拉力F的大小（在弹性限度°1E3之内），测出多组数据，作出F与x的关系图线如图所示，由图线可求得弹簧的劲度系数为N/m。若测得弹簧的自然长度为0.1m，所用钩码的质量均为50 g，当挂3个钩 码时，弹簧的长度为 m。（取g=10 m/s2）2解析：由胡克定律及题图知，图像的斜率表示弹簧的劲度系数，砰斗N/m = 504X10-2N/me 当挂 3个钩码时，F = 3mg = 1.5 N , x = F =碧m = 0.03 m ,故弹簧的长度x总=x + x0 = （0.03 + 0.1）m = 0.13 m。答案：50 0.133. 某同学为了探究“弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系”，设计了下面的实验，他选择 的器材有：一根弹簧、一端带有定滑轮的长木板、细绳、铁钉、几个钩码（每个钩码质量为 100 g）、刻度尺。他的实验步骤如下：A. 先将长木板放置在实验台上，有定滑轮的一端伸出桌外，并调水平B. 把弹簧的一端用铁钉固定在长木板上合适的位置C. 弹簧的另一端用细绳连接，细绳跨过定滑轮可连接钩码D. 再挂上不同数量的钩码，用刻度尺量出对应弹簧的总长度，把数据记录在他设计的表格中钩码个数01234弹簧总长度/cm10.011.112.113.014.0钩码重量/N01234(1) 实验用的弹簧原长L=。(2) 从他实验的数据可以得出什么结论：(3)从实验数据可以计算出该弹簧的劲度系数k=。解析：由表格可知，不挂钩码时弹簧原长为10.0皿由表格数据可知，当增加1个钩码时，弹簧伸长了 1.1 cm ;增加2个钩码时，弹簧 伸长了 2.1 cm ；当增加3个钩码时，弹簧伸长了 3 cm ；当增加4个钩码时，弹簧伸长了 4 cm ； 由此可知，在误差允许范围内，弹簧产生的弹力与弹簧的伸长量成正比。F m g4X100X10-3X10由胡克定律小心可知，弹簧的劲度系炳"反=xmV"-10.0)x10-2N/m = 100.0 N/m。答案：(1)100 cm (2)在误差允许范围内，弹簧产生的弹力与弹簧的伸长量成正比(3)100.0 N/m4. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”时，某同学把两根弹簧按如图甲所示连接起来进行探究。(1)某次测量如图乙所示，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LA和Lb 如下表所示。用表中数据计算弹簧I的劲度系数为N/m(重力加速度g=10 m/s2)，由表中数据(填“能”或“不能”)计算出弹簧II的劲度系数。钩码个数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36解析：由题图乙可知刻度尺的分度值为0.1 cm ,指针示数为16.00 cm。(2)由胡克定律F = kx *结合题表中数据可得3mg = k1(LA4 - LA1)，则k1= 3mg =3X50X10-3X10(27.76-15.71)X10-2LA4 LA1N/m«12.4 Nm，同理也能计算出弹簧口的劲度系数。甲02乙50 15 如 35 30 25 20 15,R 7 g答案：16.00 (2)12.4 能5.某同学用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验时，先测量出 不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码数量，分别测量出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下:钩码质量m/(102 g)01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/(102 m)15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根据所测数据，在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度X与钩码质量 m的关系图线；根据所测数据和关系曲线可以判断该弹簧在弹性限度内的劲度系数k =N/m。测数解析:(1)根据所测临，在题图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度X与钩码质量m的关系图线如图所示。(2)根据胡克定律，弹簧在弹性限度内，弹力F = kx，则弹簧劲度"、，等于F x 图像的斜率，即x-F图像的斜率的倒数。(500 - 90)X0.001X9.8N/m = 25 N/m。有k =(35-19)X10-2答案：(1)见解析(2) 256.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，将刻度尺水平放置，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，某同长量之间的关系图线。(2)由图线求得该弹簧的劲度系数为。(保留三位有效数字)sis、SBISSE . sss 、R n 诉 n 75.0 N、m。AxDw"(1)邑篥芋倒(2)75.0 N7373O77oN、m 法习)
