第二章　第10练　实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系　实验三：探究两个互成角度的力的合成规律.docx

第10练实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系

实验三：探究两个互成角度的力的合成规律

分值：50分

1.(6分)(2023·全国乙卷·22)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：

(1)用图钉将白纸固定在水平木板上。

(2)(2分)将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并。(填正确答案标号)?

A.用刻度尺量出橡皮条的长度

B.用刻度尺量出两细线的长度

C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置

D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向

(3)(2分)撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。?

(4)选择合适标度，由步骤(2)的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示。

(5)(2分)比较F和F的，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。?

2.(8分)(2024·山东日照市四校联考)某实验小组用如图甲所示的装置测量某轻弹簧的劲度系数，重力加速度g取10m/s2。测劲度系数的实验步骤如下：

(1)把弹簧竖直悬挂在铁架台的横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，使其零刻度与弹簧上端对齐；

(2)在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码，记录每次钩码的总质量m及相应的弹簧长度l；

(3)(6分)通过描点作图，得到m－l图像如图乙所示。根据图像可得，弹簧的原长l0＝cm，弹簧的劲度系数k＝N/m。?

(4)(2分)若考虑弹簧自身重力的影响，实验中得到的弹簧的劲度系数(选填“大于”“等于”或“小于”)实际值。?

3.(8分)在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，将弹簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度线处，实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码挂在轻质绳子的下端，测量相应的数据，通过描点法作出F－l(F为弹簧的拉力，l为弹簧的长度)图像，如图乙所示。

(1)(2分)下列说法中正确的是(填正确答案标号)；?

A.每次增加的钩码数量必须相等

B.通过实验可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比

C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧水平且处于平衡状态

D.用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与弹簧伸长量，会得出拉力与弹簧伸长量之比相等

(2)(3分)根据图乙可求得该弹簧的劲度系数为N/m(保留两位有效数字)；?

(3)(3分)该实验将弹簧水平放置而不是竖直放置，优点在于：。?

4.(8分)某同学在家中利用一个挂钟表盘探究“力的平行四边形定则”。

实验器材有橡皮筋、重6N的小铁块、轻弹簧、细线、直尺、挂钟表盘。实验步骤如下：

①在轻弹簧下挂小铁块，平衡时弹簧伸长6.0cm。

②如图甲所示，将表盘竖直固定，橡皮筋上端固定在表盘的“12”处，下端拴上两根细线套a、b(未画出)，先用弹簧竖直向下拉细线套a，使橡皮筋下端至表盘中心O点处，此时弹簧伸长了10.0cm，将此时拉橡皮筋的力记为F。该同学取弹簧伸长2cm为单位力长度，在表盘上过O点作出了力F的图示。

③如图乙所示，再将小铁块挂在细线套b上，并将其搭在表盘“4”处的光滑钉子上，用弹簧拉细线套a，调整弹簧拉力的大小和方向，使橡皮筋下端到达O点时，细线套a正好经过表盘“7”处，此时弹簧伸长了8.2cm，将弹簧的拉力记为F1，铁块的拉力记为F2。

请回答下列问题：

(1)(2分)弹簧的劲度系数为N/m(计算结果取两位有效数字)。?

(2)(2分)实验中两次拉橡皮筋时都使其下端到达O点的目的是。?

A.让橡皮筋伸长适当长度

B.防止超过橡皮筋的弹性限度

C.保证两次拉橡皮筋的力效果相同

(3)该同学在图乙中画出F1和F2的力的图示，如图丙所示。

(4)(4分)随后该同学采用两种方案来分析实验数据。

方案一：在表盘上，分别将F1、F2两个力的图示的箭头与F的力的图示的箭头连成一个四边形，观察这个四边形，若四边形非常接近，则猜想求两个力合力的方法可以采用平行四边形定则；?

方案二：在表盘上，以F1、F2两力为邻边作出平行四边形，如图丙所示，若其对角线对应的力F与F的偏差在误差允许范围内，则该同学验证了力的平行四边形定则，其中是F1、F2两力的合力的理论值。?

5.(10分)某兴趣小组的同学为了验证“两个互成角度的力的合成规律”，设