- 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）
正确答案
（1）
解析
（1）由平抛运动规律有 s=vt，h=
得 v=
由机械能守恒定律得 EP=
考查方向
解题思路
（1）弹簧释放后，小球在弹簧的弹力作用下加速，弹簧与小球系统机械能守恒，小球离开桌面后，做平抛运动，根据平抛运动的知识可以求平抛的初速度，根据以上原理列式即可；
易错点
首先是考察了平抛运动的应用，解决关于平抛运动的问题常用的方法是沿着水平和竖直两个方向进行分解，运用各方向上的运动规律进行解答．利用x与s之间的关系求出弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式．考察了在现有知识的基础上对实验改装后的情况进行分析求解，还考察了对实验误差的分析，学会试验中某个量发生变化导致结果如何变化的分析
正确答案
（2）60.00
解析
（2）由表中数据可看出，在误差范围内，s正比于x，即s=20.0x，
s=20.0×3.00=60.00
考查方向
解题思路
（2）根据表达式求解．
易错点
首先是考察了平抛运动的应用，解决关于平抛运动的问题常用的方法是沿着水平和竖直两个方向进行分解，运用各方向上的运动规律进行解答．利用x与s之间的关系求出弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式．考察了在现有知识的基础上对实验改装后的情况进行分析求解，还考察了对实验误差的分析，学会试验中某个量发生变化导致结果如何变化的分析
正确答案
（3）
解析
（3）由Ep=
考查方向
解题思路
．
（3）先从实验数据得出弹簧的压缩量与小球的射程的关系，再结合第一小问中结论得到弹性势能与小球的射程的关系，最后综合出弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系．
易错点
首先是考察了平抛运动的应用，解决关于平抛运动的问题常用的方法是沿着水平和竖直两个方向进行分解，运用各方向上的运动规律进行解答．利用x与s之间的关系求出弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式．考察了在现有知识的基础上对实验改装后的情况进行分析求解，还考察了对实验误差的分析，学会试验中某个量发生变化导致结果如何变化的分析
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___________________。
正确答案
（1）刻度尺
（2）弹簧的原长、弹簧伸长后的长度
（3）200 弹簧有自重
解析
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知识点
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）
正确答案
（1）100cm，TN；
（2）4.3；
（3）0.93．
解析
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知识点
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
正确答案
解析
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知识点
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
正确答案
解析
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知识点
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