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1、专题14实验：探究弹力和弹簧伸长的关系1实验原理：二力平衡.2.测量弹簧长度时一定要在弹簧竖直且处于平衡时测量.3.用图象法处理实验数据，在弹性限度内为一条倾斜直线1(2020四川德阳市二诊)某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h0.25 m、开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内)，如图1甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出Fl图线如图乙所示图1(1)由此图线可得出的结论是_.(2)弹簧的劲度系数为_ N/m，弹簧的原长l0_m
2、.答案(1)在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比(2)1000.15解析(1)根据图象结合数学知识可知：在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；(2)根据胡克定律知F与l的关系式为：Fk(lhl0)klk(hl0)，从图象中可得直线的斜率为1 N/cm，截距为10 N，故弹簧的劲度系数为k1 N/cm100 N/m，由k(hl0)10 N，得：l015 cm0.15 m.2(2020四川泸州市一诊)某同学想将一个弹簧改装成简易弹簧测力计，进行了如下操作：(弹簧始终未超出弹性限度范围)(1)首先将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长(2)接着，将刻度尺靠近弹簧固定弹簧下端悬挂不同
3、质量的物体，待静止后读出指针指着的相应刻度该同学以悬挂物体的重力为纵坐标，弹簧的形变量为横坐标，根据测得的实验数据，作出如图2所示的图象由图象可知此弹簧的劲度系数为_ N/m.图2(3)然后在刻度尺的刻度旁标注对应力的大小如果未悬挂物体时，指针对应刻度为5 cm，则该同学应在5 cm处标注为_ N，在8 cm处标注为_ N.(4)最后该同学为了验证改装后的弹簧测力计标度是否准确，找了一只标准的弹簧测力计，他可以采用的方法是_.(只回答一种即可)答案(2)100(3)03(4)分别用两只弹簧测力计测量相同的重物，查看示数是否相同(其他合理即可)解析(2)图线的斜率表示弹簧的劲度系数：k N/m1
4、00 N/m；(3)5 cm处为弹簧原长，弹力为0；8 cm处形变量为3 cm，Fkx1000.03 N3 N；(4)测量同一物体的重力，看示数是否相同3(2020湖北名师联盟月考)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验(1)图3甲是不挂钩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；图3(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，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
5、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_答案(1)6.93(2)A(3)钩码重力超过弹簧弹力范围解析(1)由题图乙知，读数为14.66 cm，所以弹簧伸长量为(14.667.73) cm6.93 cm.(2)若随意增减钩码，会使作图不方便，有可能会超出弹簧形变范围，所以应逐一增挂钩码，选项A正确(3)由题图丙知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弹力范围4(2019陕西西安五校联考)某同学用图4甲所示的方案探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系(1)作出弹簧弹力F与弹簧伸长
6、量x的Fx图线后，发现图线不过原点你认为造成这种结果的原因是_丙图4(2)该同学找到原因后，进行了改进，采用图乙所示的方案，选择较光滑的水平桌面，滑轮涂上润滑油实验数据记录如下：钩码数量/个(一个钩码的质量为10 g)0123456弹簧长度/cm25.3527.3529.3631.3533.3535.3437.35弹簧形变量/cm2.004.016.008.009.9912.00请根据表中数据在图丙中完成作图，纵轴表示钩码重力，横轴表示弹簧形变量(重力加速度取10 m/s2)(3)由作出的图可知弹簧的劲度系数为_N/m(结果保留两位有效数字)答案(1)弹簧自身重力的作用(2)如图所示(3)5.0解析(1)由于弹簧自身重力的作用，不挂钩码时，弹簧的伸长量也不为零，因此弹力与伸长量的关系图线不过原点(2)将表中的实验数据经过计算后描绘在坐标系中，用平滑的曲线连接(3)结合胡克定律可知，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，即k N/m5.0 N/m.