专题6 力学探究实验（原卷版）.docx

专题6力学探究实验

【例题精析】

类型1弹簧的长度跟外力的变化关系

【热点搜寻】弹簧的长度与外力的变化关系以及其应用,也是考试中常出现的题。要注意的是,与外力大小成正比的是弹簧的伸长量而非总长。

【例1】某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究，将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的长度L，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。

（1）分析图乙中B图象可知：在拉力不超过N，橡皮筋伸长的长度与它所受的拉力成。

（2）当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时，橡皮筋A的伸长量为cm，分别用这两根橡皮筋制成的弹簧测力计，用橡皮筋制成的测力计测量的精确程度高（选填“A”或“B”）；

（3）根据力的作用是相互的，所以钩码对橡皮筋的拉力（大于/等于/小于）橡皮筋对钩码的拉力（即橡皮筋形变而产生的弹力）。其实英国物理学家胡克于1678年就提出（胡克定律）：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，其大小表示为：F＝Kx，其中K为劲度系数，其大小等于弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的比值。则根据上述信息：在弹性限度以内，若将本实验中两根细橡皮筋并联起来后使用，其劲度系数K为N/m。

【变式1】为研究弹簧的性质，我们在竖直悬挂的轻质弹簧下加挂钩码（如图a），同时记录弹簧总长度L与钩码质量m，所得数据记录在表中。已知弹簧原长L0＝6.0cm。实验过程中，弹簧形变在弹性限度内，不计弹簧所受的重力。（g取10N/kg）

实验次数

1

2

3

4

5

6

钩码质量m/g

0

30

60

90

120

150

弹力F/N

0

0.3

0.6

0.9

1.5

弹簧总长度L/cm

6.0

7.2

8.4

9.6

10.8

12.0

弹簧伸长量△x/cm

1.2

2.4

3.6

4.8

6.0

（1）实验中弹簧弹力的大小等于所挂钩码的重力，请将表格中弹力的数据补充完整；

（2）分析表格中对的数据，请将表格中弹簧伸长量数据补充完整；

（3）请在图b坐标系中描点作出弹力F跟弹簧伸长量△x的关系图象；

（4）分析表格中数据或图象可以定量得出：在弹性限度内，。

类型2浮力大小与什么因素有关

【热点搜寻】浮力的测量法、阿基米德定律的探究与验证也是考试的热点之一。

【例2】某中学两支物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理

（1）方案一，小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知，石块浸没在水中受到的浮力F浮＝N，排开水的重力G排＝N，发现F浮≠G排，造成这种结果的原因不可能是。

A、整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零

B、最初溢水杯中的水未装至溢水口

C、步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部

（2）方案二，如图乙，小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数（选填“增大”、“减小”或“不变”），且弹簧测力计A的示数变化量（选填“大于”、“小于”或“等于”）B的示数变化量，从而证明了F浮＝G排。

（3）为了多次实验得到普遍规律，方案（选填“一”或“二”）的操作更加简便。

然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度，实验步骤如下：

①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；

②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为18mL，如图乙；

③将烧杯中18mL水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；

④将金属块放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为36mL，如图丁。

请回答下列问题：

被测金属块的密度是kg/m3。

②在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，测出的金属块密度将（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

【变式2】如图所示是小明自制的用来探究影响浮力大小因素的装置：将弹簧和标尺固定在支架上，用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端，弹簧静止时指针正对标尺上的A位置（本装置使用时，弹簧未超过弹性限度）。

（1）向杯中缓慢注水，从金属块底部接触水面，到金属块刚好浸没水中的过程中，指

针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置，说明物体所受浮力的大小跟有关，此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为△F1；继续向杯中注水，指针（选填“上移”、“不动”或“下移”）：当注满水时，金属块底部受到的压强为p1。

（2）将水倒尽，向杯中缓慢注入某种液体（ρ液≠ρ水），当指针指在C位置时，金属