高中物理 第三章 相互作用 課時自測8226;基礎(chǔ)達標 實驗1 實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 新人教版必修1

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1、 實驗1 實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 課時自測基礎(chǔ)達標 1.下列關(guān)于“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實驗的說法中正確的 是 ( ) A.實驗中k的具體數(shù)值必須計算出來 B.如果沒有測出彈簧原長,用彈簧長度L代替x,F-L圖線也是過原點的一條直線 C.利用F-x圖線可求出k值 D.實驗時要把所有點連到線上,才能探究得到真實規(guī)律 【解析】選C。“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中利用F-x圖線可求出k值,但不一定要求解出k值,實驗中用彈簧長度L代替x,F-L圖線不是過原點的一條直線,作圖時絕大多數(shù)點通過直線,偏離較大的點應(yīng)舍去。C項對。 2.圖甲為某同學用力傳感器去探究彈簧的

2、彈力和伸長量的關(guān)系的實驗情景。用力傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺的輕質(zhì)彈簧,讀出不同拉力下的標尺刻度x及拉力大小F(從電腦中直接讀出)。所得數(shù)據(jù)記錄在表格中: 拉力大小 F/N 0.45 0.69 0.93 1.14 1.44 1.69 標尺刻度 x/cm 57.02 58.01 59.00 60.00 61.03 62.00 (1)從圖乙讀出刻度尺上的刻度值為_______cm。 (2)根據(jù)所測數(shù)據(jù),在圖丙坐標紙上作出F與x的關(guān)系圖象。 (3)由圖象求出該彈簧的勁度系數(shù)為_______N/m,彈簧的原長為_______cm。(均保留三位有效數(shù)字)

3、 【解析】(1)由圖可知,彈簧測力計的最小分度值為0.1 N,故讀數(shù)為63.60 N。 (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法得出對應(yīng)的圖象如圖所示。 (3)由胡克定律可知,圖象的斜率表示勁度系數(shù),則可知k= N/m= 24.3 N/m。圖象與橫軸的交點為彈簧原長。 答案:(1)63.60(63.55～63.65) (2)圖見解析 (3)24.3(24.0～25.0)　55.2(55.0～55.5) 【補償訓練】 一位同學做“探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系”所測的幾組數(shù)據(jù)如表,請 你根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出分析。 彈力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 彈簧原來長度L

4、0/cm 15.0 15.0 15.0 15.0 彈簧后來長度L/cm 16.0 17.1 17.9 19.0 彈簧伸長量x/cm (1)算出每一次彈簧的伸長量,并將結(jié)果填在表中的空格內(nèi)。 (2)在坐標圖上作出F-x圖線。 (3)寫出圖線的函數(shù)表達式(x用cm作單位):　____________________。 (4)函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義:______________________________　。 【解析】(1) 彈力F/N 0.5 1.0 1.5 2.0 彈簧伸長量x/cm 1.0 2.1 2.9 4.0

5、(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)在F-x坐標圖上描點,根據(jù)描的點作直線,使所描各點擬合在直線上(不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè))。 (3)根據(jù)(2)中的F-x圖線知,F(x)是正比例函數(shù),設(shè)表達式為F=kx,將F=0.5 N、x=1.0 cm代入得 k=0.5 N/cm 故函數(shù)表達式為F=0.5x(N)。 (4)函數(shù)表達式中常數(shù)就是彈簧的勁度系數(shù)。 答案:見解析 3.(2018廊坊高一檢測) 在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系,并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中,實驗裝置如圖所示。所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的

6、下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度。 (1)有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標系圖中,請作出F-L圖線。 (2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0=_______cm,勁度系數(shù)k=_______N/m。 (3)試根據(jù)該同學以上的實驗情況,幫助他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必 填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))。 (4)該同學實驗時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較,優(yōu)點在于:　____, 缺點在于:　______________________________________________________。 【解析】(1)F-L圖線如圖所示: (2)彈簧的

7、原長L0即彈力為零時彈簧的長度,由圖象可知,L0=510-2 m=5 cm。 勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率,k=20 N/m。 (3)記錄數(shù)據(jù)的表格如表 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 彈力F/N 彈簧的長度 L/(10-2 m) (4)優(yōu)點是:可以避免彈簧自身重力對實驗的影響。 缺點是:彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦會造成實驗誤差。 答案:(1)見解析圖　(2)5　20　(3)、(4)見解析 【補償訓練】 某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實驗裝置如圖甲所示:一均勻長彈簧豎直懸掛,7個指針

8、P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時,各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時,各指針的位置記為x。測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為 9.80 m/s2)。已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個彈簧的自由長度為11.88 cm。 P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm) 2.64 5

9、.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 1/k(m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7 (1)將表中數(shù)據(jù)補充完整:①_______,②_______。 (2)以n為橫坐標,1/k為縱坐標,在圖乙給出的坐標紙上畫出-n圖象。 (3)圖乙中畫出的直線可近似認為通過原點。若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達式為k=____

10、_____N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系表達式為k=_______N/m。 【解析】(1)由胡克定律有 k== N/m≈81.7 N/m, 故有≈0.012 2 m/N。 (2)-n圖象如圖所示。 (3)因-n圖線是一條過原點的直線,由圖可得圖線的斜率約為5.7110-4 m/N,故有=5.7110-4n,即k= (N/m),由表中n與x0數(shù)據(jù)可知彈簧的圈數(shù) n與原長l0的關(guān)系為n=500l0,故k= (N/m)。 答案:(1)①81.7?、?.012 2　(2)見解析 (3)(在～之間均可) 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375