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通用2019版高考物理一轮复习备考 第二章 相互作用 微专题18 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系备考精炼含答案


18 实验:探究弹力和弹簧伸长的关系 [方法点拨] (1)实验原理:二力平衡.(2)数据处理:图象法. 1.(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 1 甲所示的 F-L 图象.由 图象可知:弹簧原长 L0=______ cm,由此求得弹簧的劲度系数 k=______ N/m. 图1 (2)按如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重 G=1 N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后 指针指示如图乙,则指针所指刻度尺示数为________ cm.由此可推测图乙中所挂钩码的个 数为________个. 2.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 2 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: 图2 ①将指针 P 移到刻度尺 l01=5 cm 处,在弹簧挂钩上挂上 200 g 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=10 cm 处,在弹簧挂钩上挂上 250 g 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=15 cm 处,在弹簧挂钩上挂上 50 g 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 5 cm,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: 次数 1 2 3 4 5 弹簧原长 l0/cm 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 弹簧长度 l/cm 7.23 15.56 16.67 22.23 30.56 钩码质量 m/g 200 250 50 50 50 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 10 m/s .在实验步骤③中,弹簧的原长为 15 cm 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 3.(2017·四川成都第一次诊断)将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧 套在一起,看作一根新弹簧,设原粗弹簧(记为 A)劲度系数为 k1,原细弹簧(记为 B)劲度系 数为 k2、套成的新弹簧(记为 C)劲度系数为 k3.关于 k1、k2、k3 的大小关系,同学们做出如下 猜想: 2 图3 1 1 1 甲同学:和电阻并联相似,可能是 = + k3 k1 k2 乙同学:和电阻串联相似,可能是 k3=k1+k2 丙同学:可能是 k3= k1+k2 2 (1)为了验证猜想,同学们设计了相应的实验(装置见图 3). (2)简要实验步骤如下,请完成相应填空. a.将弹簧 A 悬挂在铁架上,用刻度尺测量弹簧 A 的自然长度 L0; b.在弹簧 A 的下端挂上钩码,记下钩码的个数 n、每个钩码的质量 m 和当地的重力加速度 大小 g,并用刻度尺测量弹簧的长度 L1; c.由 F=________计算弹簧的弹力,由 x=L1-L0 计算弹簧的伸长量,由 k= 计算弹簧的劲 度系数; d.改变____________________,重复实验步骤 b、c,并求出弹簧 A 的劲度系数的平均值 F x k1; e.仅将弹簧分别换为 B、C,重复上述操作步骤,求出弹簧 B、C 的劲度系数的平均值 k2、 k3.比较 k1、k2、k3 并得出结论. (3)图 4 是实验得到的图线,由此

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