- 探究弹力和弹簧伸长的关系
- 共23题
一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g.
12.若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ；（用m、g、s、h等四个字母表示）
13．该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
根据表中已有数据，表中缺失的数据可能是s= cm；
14.完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：
（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；
（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为 。（用L、h、y等三个字母表示）
21．一个同学要研究轻弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为^的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一个小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示。让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为S。
（1）小钢球离开桌面时的速度大小为v=____________，弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式为Ep=___________。
（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：
由实验数据，可确定弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为___________（式中k为比例系数）
9．把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示．（1）未挂钩码之前，指针B指在刻度尺如图乙所示的位置上，记为 cm；（2）将质量50g的钩码逐个挂在弹簧Ⅰ的下端，逐次记录两弹簧各自的伸长量；所挂钩码的质量m与每根弹簧的伸长量x可描绘出如图丙所示的图象，由图象可计算出弹簧Ⅱ的劲度系数kⅡ= N/m；（取重力加速度g=9.8m/s2（3）图丙中，当弹簧Ｉ的伸长量超过17cm时其图线为曲线，由此可知，挂上第 个钩码时，拉力已经超过它的弹性限度，这对测量弹簧Ⅱ的劲度系数 （选填“有”或“没有”）影响（弹簧Ⅱ的弹性限度足够大）．
23. 如图（1）一a所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验。
（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）图（1）-b是弹黄所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线，由此可求出弹赞的劲度系数为________N/m，图线不过原点的原因是___________________。
29．为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图（a）所示的实验装置，他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不及质量及长度）固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为M和N，M低于N，绳长为L（L＞D）．他们首先在绳上距离M点10cm处（标记为C）系上质量为m的重物（不滑动），由测力计读出绳MC、NC的拉力大小TM和TN，随后改变重物悬挂点的位置，每次将M到C点的距离增加10cm，并读出测力计的示数，最后得到TM、TN与绳MC长度之间的关系曲线如图所示。
由实验可知：
（1）曲线Ⅰ中拉力最大时，C与M点的距离为_________cm，该曲线为_________（选填：TM或TN）的曲线．
（2）若用一个光滑的挂钩将该重物挂于绳子上，待稳定后，左端测力计上的示数为_________N．
（3）两立柱的间距D与绳长L的比值约为_________．（保留2位小数，取g=10m/s2）
13．下列有关实验的描述中，正确的是（ ）
A在“验证力的平行四边形定则”实验中，用两弹簧秤同时拉细绳时，细绳之间的夹角应为90°
B在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数
C在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中，放小车的长木板应该尽量使其水平
D在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由
9.填空
（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F-L图象，由图象可知：弹簧原长L0= cm，求得弹簧的劲度系数k = N/m。
（2）如图b的方式挂上钩码（已知每个钩码重G=1N），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。
8．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系，其做法是： 将弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1，至L6.数据如下表．
I．下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与____的
Ⅱ，由图可知弹簧的劲度系数为_ N/m；砝码盘
的质量为 -g．（重力加速度取9.8 m／s2）
某同学利用弹簧和小物块探究弹簧的弹性势能与弹簧形变量之间的关系，把弹簧放在带有刻度的水平桌面上，将弹簧的左端固定在桌面的“0”刻度处，弹簧的右端带有指针，弹簧处于自由状态时指针指示值
为16．00cm，在0～16cm范围内桌面光滑．该同学进行如下操作：
9.将物块靠近弹簧右端并缓慢压缩，当指针在如图所示位置时，弹簧的长度为________cm．记下弹簧的压缩量△x，由静止释放物块，物块离开弹簧后，在桌面上滑行一段距离s停下，记下s值．
10.改变弹簧的压缩量△x，重复以上操作，得到多组数据如下表所示．
根据表格中的数据，请在坐标纸中做出
22．（1）人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知：弹簧振子做简谐运动的周期为
如图所示，A是带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m0，B是
待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，
但他们有一块秒表.他们按照以下步骤进行了实验：
A．不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1；
B．将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2.
①写出待测物体质量的计算公式为m=（ ）（用所测物理量和已知物理量表示）
②由于太空中受到条件的限制，只能把该装置放在如图所示的粗糙水平桌面上进行操作，则该操作对实验结果（ ）（填“有”或“无”）影响，因为 （ ） .
（2）在测定满偏电流为2.5mA，内阻约为50Ω的电流表A1的内电阻的实验中，备用的器材有：
A．标准电流表A2（量程0～3mA） B．标准电压表V（量程0～15V）
C．保护电阻R0（阻值100Ω） D．电阻箱R1（阻值范围0～999.9Ω）
E．电源（电动势1.5V，有内阻）
F．滑动变阻器R2（阻值范围0～20Ω，额定电流1.5A）
另有若干导线和开关。
①根据列出的器材，设计一种电路尽量准确地测出电流表的内阻。并根据设计的电路写出电流表内阻的表达式（用字母表示，要注明式中各个字母的含义）。
②测出A1的内电阻后，某同学设计了如图所示
的电路，将电流表A1改装成0～0.6A和0～3A
两个量程的电流表，按该同学的设计，当开关S
与a点接通时电流表的量程为_______A；当开关
S接b时，若电流表A1的内电阻为RA，
则
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