重力與彈力 同步練習(xí)- 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

課時2實驗:探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.關(guān)于探究彈簧彈力和伸長量的關(guān)系的實驗,下列說法正確的是()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.作圖時要把所有點連到線上,才能探究得到真實規(guī)律2.某同學(xué)做探究彈簧彈力與伸長量的關(guān)系的實驗,他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用刻度尺測出彈簧的原長l0,再把彈簧豎直懸掛起來,掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度l,把l-l0作為彈簧的伸長量x。這樣操作,由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的圖線可能是()3.利用如圖甲所示的裝置探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系。(1)對于該實驗,下列操作規(guī)范的是(填字母代號)。

A.固定刻度尺時,保持刻度尺的零刻度線與彈簧上端對齊且豎直并靠近彈簧B.實驗中任意增加鉤碼的個數(shù)C.實驗中僅把彈簧豎直懸掛,待穩(wěn)定時測量彈簧的原長D.實驗數(shù)據(jù)處理時,把所有的描點用折線連起來(2)實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度l,測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標(biāo)圖中,作出的F-l圖線如圖乙所示。由此圖線可得出該彈簧的原長l0=cm,勁度系數(shù)k=N/m。

4.用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù),被測彈簧一端固定于A點,另一端B用細(xì)繩繞過定滑輪掛鉤碼,旁邊豎直固定一分度值為1mm的刻度尺。當(dāng)掛兩個鉤碼時,繩上一定點P對應(yīng)刻度如圖乙中ab虛線所示;再增加一個鉤碼后,P點對應(yīng)刻度如圖乙中cd虛線所示。已知每個鉤碼質(zhì)量為50g,重力加速度g取9.8m/s2,則被測彈簧的勁度系數(shù)為N/m。掛三個鉤碼時彈簧的形變量為cm。

5.甲、乙兩個物理實驗小組分別探究彈簧彈力和伸長量的關(guān)系。(1)甲組同學(xué)利用圖甲所示的裝置,將彈簧的上端與刻度尺的零刻度對齊,讀出不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?然后在彈簧下端掛上鉤碼,并逐個增加鉤碼,依次讀出指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?所讀數(shù)據(jù)列表如下:(彈簧始終未超過彈性限度,重力加速度g取9.8m/s2)實驗次數(shù)123456鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150刻度尺讀數(shù)x/cm6.008.349.4810.6411.79①實驗中掛30g鉤碼時刻度尺的讀數(shù)如圖甲所示,請你將這個測量值填入記錄表中。②該小組根據(jù)所測數(shù)據(jù),在圖乙中的坐標(biāo)紙上建立x-m坐標(biāo)系,并描出5組測量數(shù)據(jù),請你將第2組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上,并畫出x-m的關(guān)系圖線。③作出的圖線與坐標(biāo)系縱軸有一截距,其表示的物理意義是;該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(2)乙組同學(xué)利用圖丙所示的裝置,用與甲組同樣規(guī)格的彈簧做實驗,他們將彈簧左端與刻度尺的零刻度對齊,讀出不掛鉤碼時彈簧右端指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?然后通過定滑輪在彈簧右端的細(xì)繩上掛上鉤碼,并逐個增加鉤碼,依次讀出指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?。之后他們?jīng)歷了與甲組同樣的實驗步驟,最后甲、乙兩組將測出的勁度系數(shù)進(jìn)行比對,發(fā)現(xiàn)乙組的測量結(jié)果總比甲組的測量結(jié)果稍大一些,其原因是,這種誤差叫(選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”)。

丙6.某同學(xué)做探究彈簧彈力和伸長量的關(guān)系的實驗。(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅目潭瘸呖潭?其示數(shù)為7.73cm;圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅目潭瘸呖潭?此時彈簧的伸長量Δl為cm。

(2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力,關(guān)于此操作,下列選項中規(guī)范的做法是(填選項前的字母)。

A.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅目潭瘸呖潭群蛯?yīng)的鉤碼總重B.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指針?biāo)傅目潭瘸呖潭群蛯?yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA,造成這種現(xiàn)象的主要原因是。

7.橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內(nèi),彈力F與伸長量x成正比,即F=kx,k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度l、橫截面積S有關(guān)。理論與實踐都表明k=YSl,其中Y是一個由材料決定的常數(shù),材料力學(xué)上稱之為楊氏模量。在國際單位制中,楊氏模量Y(1)有一段橫截面是圓形的橡皮筋,應(yīng)用如圖所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值。首先利用測量工具a測得橡皮筋的長度l=20.00cm,利用測量工具b測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D=4.000mm,那么測量工具a應(yīng)該是,測量工具b應(yīng)該是。

(2)下面的表格是橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的實驗記錄。拉力F/N510152025伸長量x/cm1.63.24.76.48.0請作出F-x圖像,由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k=N/m。

(3)這種橡皮筋的Y值等于。

參考答案1.C2.C3.(1)AC(2)5164.702.105.(1)①7.15