2024_2025学年新教材高中物理第三章相互作用第一节第二节第2课时实验：探究弹簧弹力与形变量的关系学案粤教版必修第一册.doc
PAGE
PAGE9
第2课时试验：探究弹簧弹力与形变量的关系
一、选择题
·题组一试验步骤、原理
1．在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的试验中，关于操作步骤的先后依次，下列说法正确的是()
①先测量原长，后竖直悬挂
②先竖直悬挂，后测量原长
③先后依次对试验结果无影响
④先后依次对试验结果的影响程度取决于弹簧的自重
A．①③B．①④C．②③D．②④
【解析】选D。为了精确测量弹簧的原长，并消退重力带来的影响，应先将弹簧悬挂，再测原长，故②④正确，故选D。
2．关于“探究弹力和弹簧伸长的关系”试验中，下列说法正确的是()
A．试验中k的详细数值必需计算出来
B．假如没有测出弹簧原长，用弹簧长度L代替x，F-L图线也是过原点的一条直线
C．利用F-x图线可求出k值
D．试验时要把全部点连到线上，才能探究到真实规律
【解析】选C。因为是同一条弹簧，劲度系数一样，无需详细计算k值，A错误；用弹簧长度L代替x，F-L图线不过原点，B错误；在F-x图像中图像的斜率表示劲度系数的大小，故利用F-x图线可以求出k值，C正确；试验时并非把全部点连到线上，而是让直线尽量多的穿过各点，不能穿过的尽量分布在图像的两侧，这样可以剔除误差比较大的点，D错误。
·题组二图像法处理试验数据
3．某同学在探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系的试验中，用图像法处理数据时，误把弹簧的总长度作为横坐标，然后描点作图，其他步骤都正确，则作出的图像可能是()
【解析】选C。误把弹簧的总长度作为横坐标，依据F＝kΔx，则有F＝k(L－x)，L是弹簧的总长度，而x是弹簧的原长。当不挂钩码时，无弹力，但有长度，但弹力与长度的关系仍是线性关系。
二、非选择题
4．某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的试验。
(1)在安装刻度尺时，刻度尺零刻度线应在________(选填“上”或“下”)。
(2)他通过试验得到图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0＝______cm，劲度系数k＝________N/m。(结果均保留两位有效数字)
【解析】(1)安装刻度尺时，刻度尺的零刻度线在上。
(2)当F＝0时，弹簧处于原长，即横轴截距表示原长，
则x0＝4.0cm，图线的斜率表示劲度系数，则
k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(8,（20－4）×10－2)N/m＝50N/m。
答案：(1)上(2)4.050
5．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长关系的试验。
(1)试验中还须要的测量工具有__________。
(2)如图乙所示，依据试验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x。由图乙可知：图线不通过原点的缘由是由于__________________；弹簧的劲度系数k＝______N/m(g取10m/s2)。
(3)如图丙所示，试验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图像。下列正确的是______。
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．弹力与弹簧长度成正比
【解析】(1)须要测弹簧的长度、形变量，故还须要的试验器材有：刻度尺；
(2)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，则有k＝eq\f(ΔF,Δx)，代入数据解得k＝5N/m，由乙图可知，当F＝0时，x大于零，说明没有挂重物时，弹簧有伸长量，是由于弹簧自身的重力造成的；
(3)在图像中横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，故A错误；在图像中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力满意胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。故选B。
答案：(1)刻度尺(2)弹簧自身重力5(3)B
6．某同学用长度、粗细等完全相同的A、B、C三根弹簧(可能材料不同)来探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系，依据所测数据绘出了如图所示伸长量x与拉力F的关系图(A、C可认为重合)，并将三根弹簧制成了弹簧测力计，请回答：
(1)弹簧A、C的劲度系数为________N/m，B图线上端成曲线是因为
____________________________________。
(2)制成的三个弹簧测力计中，精确度较低的弹簧测力计是________。(选填“A”“B”或“C”)
【解析】(1)留意该图像中纵坐标为伸长量，横坐标为拉力，斜率的倒数为劲度系数，则弹簧A、C的劲度系数为k＝eq\f(4,0.04)N/m＝100N/m；B图线上端成曲线是因为弹力超出了弹簧的弹性限度。
(2)在施加相同拉力的状况下，伸长越明显的弹簧，测