- 探究弹力和弹簧伸长的关系
- 共23题
22．（5分）（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。
正确答案
【答案】（1）3.0（1分）， 200（1分）
（2）1.50（1分），3 （2分）
解析
当弹簧弹力为零，弹簧处于自然状态，由图知原长l0=3.0cm
由F=kx，知图线的斜率为弹簧的劲度系数，即
由图b可知，该刻度尺的读数为：1.50cm
可知弹簧被压缩：△x=L0-L=3.0-1.50=1.5cm
弹簧的弹力：F=k△x=200×1.5×10-2=3N
已知每个钩码重G=1N，可推测图b中所挂钩码的个数为3个.
考查方向
探究弹力和弹簧伸长的关系
解题思路
该图线跟坐标轴交点，表示弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长．由画得的图线为直线可知弹簧的弹力大小与弹簧伸长量成正比．图线的斜率即为弹簧的劲度系数;刻度尺的读数要估读一位，由胡克定律求出弹簧的弹力，然后推测钩码的个数.
易错点
应用胡克定律时，要注意转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数.
知识点
22．某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中，按示意图所示 安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针P，实验时的主要步骤是：
①将指针P移到刻度尺l01= 5cm处，在弹簧挂钩上挂上200g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；
②取下钩码，将指针P移到刻度尺l02= lOcm处，在弹簧挂钩上挂上250g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；
③取下钩码，将指针P移到刻度尺l03=15cm处，在弹簧挂钩上挂上50g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来：
④重复③步骤，在每次重复③时，都将指针P下移5cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变。将实验所得数据记录、列表如下：
根据实验步骤和列表数据，回答下列问题：
(1)重力加速度g取l0m/ s2。在实验步骤③中，弹簧的原长为15cm时，其劲度系数 k=_ ___ N/m。
(2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数____（弹簧处在弹性限度内）
A．不变
B．越大
C．越小
正确答案
（1）30 （2）C
解析
(1)重力加速度g取l0m/ s2。在实验步骤③中，弹簧的原长为15cm时，其劲度系数
(2)由表格实验数据同理可求得当原长是5cm时，其劲度系数为
考查方向
解题思路
根据胡克定律计算出当弹簧的原长为15cm时，其探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系，根据表格数据分别求出不同弹簧的原长时，相应的劲度系数，然后比较即得出答案。
易错点
胡克定律中弹簧的拉力与形变量成正比，弹簧处在弹性限度内是适用条件。
知识点
22.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。
23．按如图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。
正确答案
3.0（1分）， 200（1分）
解析
当弹力为零时，弹簧的长度等于原长，可知图线的横轴截距等于原长，则L0=3.0cm，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则有：
考查方向
探究弹力和弹簧伸长的关系；胡克定律
解题思路
根据图线的横轴截距得出弹簧的原长，结合图线的斜率求出他和的劲度系数．
易错点
在应用胡克定律时，要首先转化单位，用国际单位制中的单位.
正确答案
1.50（1分）， 3 （2分）
解析
刻度尺所指的示数为1.50cm，则弹簧的形变量为：
△x=3.0-1.50cm=1.50cm，
根据胡克定律得，弹簧的弹力为：F=k△x=200×0.015N=3N=3G，可知图b中所挂钩码的个数为3个．
考查方向
胡克定律
解题思路
刻度尺的读数要读到最小刻度的下一位，根据形变量，结合胡克定律求出弹力的大小，从而得出所挂钩码的个数.
易错点
应用胡克定律时，在弹性限度内，注意是弹簧的形变量与受到的拉力成正比.
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