2019届二轮复习实验探究弹力和弹簧伸长的关系作业
实验:探究弹力和弹簧伸长的关系
一、单项选择题
1．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”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KS2-1所示．下列表述正确的是()
图KS2-1
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
2．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为
和劲度系数k分别为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L
()
A．L
＝0.02m，k＝500N/m
＝0.10m，k＝500N/m
B．L
C．L
＝0.02m，k＝250N/m
＝0.10m，k＝250N/m
D．L
3．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，下列实验器材中不需要
．．．的是() A．秒表B．铁架台C．刻度尺D．钩码
4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是()
A．弹簧被拉伸时，所挂钩码越多，误差越小
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等5．某同学用一根弹簧和一把直尺来测量重物的重量，如图KS2-2所示．在未悬挂重物时指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上80N重物时，指针正对45.现挂上一待测物体，指针正对20，下列对弹簧的劲度系数和待测物体的重量，说法正确的是()
图KS2-2
A．劲度系数k是由弹簧的弹力和弹簧的形变量共同决定的
B．劲度系数k＝200，没有单位，但与所挂重物有关
C．物体的重量为30N
D．物体的重量为40N
6．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L
，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧
作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，伸长后的长度L，把L－L
最后画出的图线可能是下列各图所示中的()
A B C D
二、多项选择题
7．在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是()
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．弹簧应沿竖直方向悬挂且不挂钩码静止后测其原长
C．用天平称出钩码的质量，再挂在弹簧上
D．同一次实验中可换不同弹簧进行实验
三、非选择题
8．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x 与弹力F 成正比，即F ＝kx ，k 的
值与橡皮筋未受到拉力时的长度L 、横截面积S 有关，理论与实际都表明k ＝YS L
，其中Y 是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．
甲乙
图KS2-3
(1)在国际单位中，杨氏模量Y 的单位应该是()
A．N B．m C．N/m D．Pa
(2)用如图KS2-3甲所示的实验装置可以测量出一段横截面积是圆形的橡皮筋的杨氏模量Y 的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L ＝20.00cm，利用测量工具a 测得橡皮筋未受到拉力时的直径D ＝4.000mm，那么测量工具a 应该是________．
(3)用如图KS2-3甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y 值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F 与伸长量x 的实验记录．处理数据时，可在图乙中作出F -x 的图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k ＝________N/m.(计算结果保留2位有效数字)
拉力F /N 510152025
伸长量x /cm 1.6 3.2 4.8 6.48
(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y ＝________.(计算结果保留1位有效数字)
9．(2015年北京海淀测试)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中．
图KS2-4
①为了探求弹簧弹力F 和弹簧伸长量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KS2-4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________________________．这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为_______N/m，乙弹簧为________N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧________(填“甲”或“乙”)．
②以下是一位同学准备完成的实验步骤，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是：________________.
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来．
.
B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺．
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码．
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．
F．解释函数表达式中常数的物理意义．
③下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：
弹力F/N0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
弹簧原来长度L
/cm1515151515
弹簧后来长度L/cm16.217.318.519.620.8
弹簧伸长量x/cm
请你算出每一次弹簧伸长量，并将结果填在上表的空格内；在图KS2-5所示的坐标上作出F-x图象；并写出曲线的函数表达式(x用cm作单位)：______________，其中常数的物理意义表示：______________________________________________________.
图KS2-5
10．某同学利用如图KS2-6甲所示的装置测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上砝码盘．通过改变盘中砝码的质量，测得6组砝码的质量m和对应的弹簧长度，画出m-l图线，对应点已在图上标出，如图乙所示．(重力加速度g 取10m/s2)
甲乙
图KS2-6
(1)采用恰当的数据处理，该弹簧的劲度系数为________N/m.(计算结果保留3位有效数字)
(2)请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果________(填“偏大”“偏小”或“相同”)．
11．如图KS2-7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”．
甲乙
图KS2-7
(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)如图乙所示是弹簧弹力F 与弹簧伸长量x 的F -x 图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.
(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x ，F )对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l 0；
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；
F．解释函数表达式中常数的物理意义；
G．整理仪器．
请将以上实验步骤按操作的先后顺序排列出来：________________________________.
探究弹力和弹簧伸长的关系答案;
1．B
2．D 解析：根据胡克定律可得k ＝ΔF Δx ＝20－150.18－0.16
N/m＝250N/m.设弹簧的原长为L 0，则有15＝k (0.16－L 0)，解得L 0＝0.10m，故选项D 正确．
3．A 解析：探究弹力和弹簧伸长的关系时，需要测量弹簧的弹力和形变量，需要刻度尺、铁架台、钩码，不需要测量时间，所以不需要秒表．故选A.
4．B 5．C 6．C 7．AB
8．(1)D (2)螺旋测微器(或千分尺)
(3)如图D60所示 3.1×102(4)5×106Pa
图D60
9．①表明弹簧已经超过了弹簧的弹性限度66.7200甲
②CBDAEF
③弹簧伸长量分别为1.2、2.3、3.5、4.6、5.8F -x 图线如图D61所示F ＝0.43x 弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长或压缩0.01m(1cm)所需的拉力，大小为0.43N.
图D61
解析：①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k 甲＝66.7N/m，k 乙＝200N/m，由于甲
的劲度系数小，因此其精度高．
②先组装器材，即CB，然后进行实验，即D，最后数据处理，即AEF.所以先后顺序为CBDAEF.
③描点作图．如图D61所示．
根据图象，该直线为过原点的一条直线，即弹力与伸长量成正比，即F ＝kx ＝0.43x .式中的常数表示弹簧的劲度系数．
10．(1)3.44(2)相同
解析：(1)弹簧的弹力F ＝kx ，有劲度系数k ＝F x ＝ΔF Δx ＝Δm Δl
g ，因此劲度系数即为乙图象的斜率乘以重力加速度，即k ＝27.5×10－3kg×10N/kg 8×0.01m
＝3.44N/m.(2)即使考虑砝码盘质量，得到的乙图象的图线也是与原图线平行的一条斜线，斜率不变，不影响劲度系数．
11．(1)刻度尺
(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)
(3)200(4)CBDAEFG