中小学教育资源及组卷应用平台 2025人教版新教材物理高考第一轮 第6讲实验:探究弹簧弹力与形变量的关系 1.(2023山东青岛模拟)如图所示,某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,测量弹簧的劲度系数k。他将实验数据记录在下面的表格中,实验时弹簧始终处于弹性限度内。 测量次序 1 2 3 4 5 6 弹簧弹力F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 弹簧的长度L/cm 12.45 14.75 16.95 19.20 21.45 23.75 弹簧伸长量x/cm 2.25 4.55 6.75 9.00 11.25 13.55 逐差相减Δxn=xn+3-xn/cm 6.75 ① 6.80 (1)通过观察实验数据,发现实验中拉力每增加ΔF=0.49 N,橡皮绳伸长量的变化量几乎不变,为充分利用实验数据,同时减小实验误差,该同学联想到“测量匀变速直线运动的加速度”时用过的“逐差法”来计算弹簧的劲度系数k。将表中数据补充完整:①= ;根据逐差法计算出弹簧的劲度系数k= N/m。(结果均保留3位有效数字) (2)在计算弹簧弹力时重力加速度g取9.8 m/s2,若当地实际的重力加速度g值为9.78 m/s2,则实验测得的劲度系数与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相同”),由此造成的误差属于 (选填“偶然”或“系统”)误差。 2.在我们的生活中常常用到弹簧,弹簧的“软硬”程度其实是由弹簧的劲度系数决定的。为了测量实验室两根弹簧的劲度系数,两实验小组分别做了以下实验。(计算结果均保留三位有效数字) (1)甲组:如图所示,毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐,实验中通过改变弹簧下端所悬挂钩码的数量,改变弹簧弹力。多次实验,记录数据后描点连线得到F-l图像,由此可知该弹簧的劲度系数k= N/m。 (2)乙组:如图所示,将另一根轻质弹簧下端固定于铁架台上,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得弹簧的劲度系数k= N/m。(g取9.80 m/s2) 砝码质量/g 50 100 150 弹簧长度/cm 8.62 7.63 6.66 (3)某共享电动车的减震弹簧的劲度系数为20 000 N/m,相比于实验小组的弹簧,减震弹簧是 (选填“软”或“硬”)弹簧。 3.(2023湖南长沙模拟)如图所示,有两条长度不同的弹性绳。两绳上端固定在同一位置,下端系在一个轻质钩上。两绳在同一竖直面内,不缠绕。绳1的长度比绳2短,绳1自然伸长时,绳2处于松弛状态。每个钩码质量为100 g,g取10 m/s2。现测量这两条弹性绳的劲度系数。进行以下操作: ①测量短绳的自然长度L0; ②下端逐个加挂钩码。测量短绳1的长度L,并记录对应钩码数量n。两条弹性绳一直处于弹性限度内; ③在坐标纸上建立坐标系。以L为纵坐标,以所挂钩码数为横坐标,描出部分数据如图所示; ④根据图像求出弹性绳的劲度系数k1、k2。 (1)加挂第 个钩码,弹性绳2开始绷紧; (2)弹性绳1、2的劲度系数分别为k1= N/m,k2= N/m。 4.如图所示,某同学设计了可以测量物体质量的“天平”。首先把两根完全一样的弹簧上端吊挂在盒子上顶面,托板A、杆B、齿条C、水平横杆D串联在一起,杆B通过小孔穿过盒子上顶面,水平横杆D与两弹簧下端点相连。另固定一齿轮,齿轮可绕自己的轴近似无摩擦转动,并与齿条C完全契合,齿轮上固定一轻质指针,指针可随齿轮转动,齿轮上方有一表盘可读出指针转过的角度。经过调校,使得托板A上不放物品时,指针恰好指在竖直向上的位置。 (1)若在托板A上放上物体,读出指针偏转了θ,要求出每根弹簧伸长的增加量,仅需测量 。 A.弹簧劲度系数k B.物体质量m C.齿轮直径d D.指针长度l (2)若已知弹簧劲度系数为k,齿轮直径为d,则物体质量m与角度θ的关系式m= (重力加速度为g,所有物理量均为国际单位制单位)。 (3)为了提高“天平”测量的精确度,可换用直径更 (选填“大”或“小”)的齿轮。 5.(2024重庆巴蜀中学模拟)某同学从废旧的弹簧测力计上拆下弹簧,用它来做探 ... ...
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