實(shí)驗(yàn)：研究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系1(2018·天津二模)利用如圖1所示的裝置探究彈簧的彈力與形變量的關(guān)系對于該實(shí)驗(yàn)，下列操作規(guī)范的是_(填字母代號)A固定刻度尺時(shí)，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(shí)驗(yàn)中任意增加鉤碼的個數(shù)C實(shí)驗(yàn)中僅把彈簧豎直懸掛待穩(wěn)定時(shí)測量彈簧的原長D實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，把所有的描點(diǎn)用折線連起來實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，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(diǎn)在坐標(biāo)圖中，作出的FL圖線如圖2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.答案AC；5；20.解析A項(xiàng)，固定刻度尺時(shí)，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，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)使彈簧始終在彈性限度內(nèi)，實(shí)驗(yàn)中不能任意增加鉤碼的個數(shù)，以防止超過彈簧的彈性限度，故B項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)，為防止彈簧自重對實(shí)驗(yàn)的影響，實(shí)驗(yàn)中僅把彈簧豎直懸掛待穩(wěn)定時(shí)測量彈簧的原長，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖像，圖像應(yīng)是直線而不是折線，故D項(xiàng)錯誤；故選A、C兩項(xiàng)由圖示圖像可知，F(xiàn)0 N時(shí)L0.05 m5 cm，則彈簧的原長為5 cm，彈簧的勁度系數(shù)：k N/m20 N/m.2一個實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈簧彈力與彈簧伸長關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，采用如圖甲所示裝置，質(zhì)量不計(jì)的彈簧下端掛一個小盤，在小盤中增添砝碼，改變彈簧的彈力實(shí)驗(yàn)中作出小盤中砝碼重力與彈簧伸長量x的關(guān)系圖像如圖乙所示(重力加速度g10 m/s2)(1)由圖乙可知該彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.(2)由圖乙可求得小盤的質(zhì)量為_kg，小盤的質(zhì)量會導(dǎo)致彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“相同”)答案(1)200(2)0.1相同解析(1)F­x圖線的斜率k的大小等于彈簧勁度系數(shù)的大小，即k2 N/cm200 N/m.(2)當(dāng)小盤中砝碼重力為零時(shí)，小盤重力使彈簧伸長量為0.5 cm，由Fkx得，小盤重力大小為1 N，即小盤質(zhì)量為0.1 kg，勁度系數(shù)是根據(jù)圖線斜率計(jì)算出的，小盤的質(zhì)量對結(jié)果無影響3(2018·深圳調(diào)研)把兩根輕質(zhì)彈簧串聯(lián)起來測量它們各自的勁度系數(shù)，如圖甲所示(1)未掛鉤碼之前，指針B指在刻度尺如圖乙所示的位置上，記為_ cm；(2)將質(zhì)量50 g的鉤碼逐個掛在彈簧的下端，逐次記錄兩彈簧各自的伸長量；所掛鉤碼的質(zhì)量m與每根彈簧的伸長量x，可描繪出如圖丙所示的圖像，由圖像可計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k2_N/m；(取重力加速度g9.8 m/s2)(3)圖丙中，當(dāng)彈簧的伸長量超過17 cm時(shí)其圖線為曲線，由此可知，掛上第_個鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這對測量彈簧的勁度系數(shù)_(選填“有”或“沒有”)影響(彈簧的彈性限度足夠大)答案(1)11.50(2)28(3)5沒有解析(1)刻度尺讀數(shù)需讀到最小刻度的下一位，指針示數(shù)為11.50 cm；(2)由圖像中的數(shù)據(jù)可知，彈簧的形變量為x7.00 cm時(shí)，拉力：F4×0.05×9.8 N1.96 N根據(jù)胡克定律知：k2N/m28 N/m；(3)由圖像中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)彈簧的伸長量為14 cm時(shí)，對應(yīng)的拉力是1.96 N，所以其勁度系數(shù)：k1N/m14 N/m，彈簧的伸長量為17 cm時(shí)，對應(yīng)的拉力Fk1·x14×0.17 N2.38 N，n4.86，由此可知，掛上第5個鉤碼時(shí)，拉力已經(jīng)超過它的彈性限度，這時(shí)，彈簧的圖線仍然是直線，說明對測量彈簧的勁度系數(shù)沒有影響4(2018·安慶模擬)甲、乙兩個物理興趣小組，利用如圖所示的裝置來探究彈簧的彈力和伸長量之間的關(guān)系兩個小組用同一規(guī)格的彈簧分別做實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示的F­x圖線(忽略彈簧秤自重)(1)甲小組所做的圖像的橫坐標(biāo)應(yīng)是_；乙小組所作圖像的橫坐標(biāo)應(yīng)是_；(2)甲小組得到的圖像末端是彎曲的，其原因可能是_；(3)由此圖像可得該彈簧的原長_ cm，勁度系數(shù)k_ N/m.答案(1)彈簧形變量彈簧總長度(2)超過彈性限度(3)1030解析(1)由胡克定律可知，F(xiàn)kx；由圖甲可知，所作圖像過原點(diǎn)，故橫坐標(biāo)為彈簧的形變量；而圖乙中圖像不過原點(diǎn)，則說明橫坐標(biāo)應(yīng)為彈簧的總長度；(2)由于胡克定律的使用中不能超過彈性限度，故甲小組末端彎曲是因?yàn)槌^彈性限度，胡克定律不再適用；(3)由乙圖可知，圖像與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)表示彈簧的原長，圖像的斜率表示勁度系數(shù)，故k N/m30 N/m.5(2018·內(nèi)江三模)如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的左端水平固定于某一深度為h且開口向右的小圓筒中，輕質(zhì)彈簧的原長小于h，由于小圓筒的內(nèi)徑較小，實(shí)驗(yàn)所使用長度測量的工具只能測量露出筒外彈簧的長度L.但現(xiàn)要測量彈簧的原長和彈簧的勁度系數(shù)該同學(xué)通過改變L，測出對應(yīng)的彈力F，作出F­L圖像如圖乙所示，那么，彈簧在小圓筒外的長度L與受到的外力F_(選填“成正比”“不成正比”)彈簧的勁度系數(shù)為_，彈簧的原長為_答案不成正比；解析由圖可知，直線不過坐標(biāo)原點(diǎn)，故小圓筒外的長度L與受到的外力F不成正比根據(jù)胡克定律F與L的關(guān)系式為：Fk(LhL0)kLk(hL0)，從圖像中可得當(dāng)F對應(yīng)的大小分別是a與b時(shí)，彈簧的長度分別是c和d故彈簧的勁度系數(shù)為：kL0.6通過“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，我們知道在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長(或壓縮)量x成正比，并且不同的彈簧，其勁度系數(shù)不同已知一根原長為L0、勁度系數(shù)為k1的長彈簧A，現(xiàn)把它截成長為L0和L0的B、C兩段，設(shè)B段的勁度系數(shù)為k2、C段的勁度系數(shù)為k3，關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系，同學(xué)們做出了如下猜想：甲同學(xué)：既然是同一根彈簧截成的兩段，所以，k1k2k3乙同學(xué)：同一根彈簧截成的兩段，越短勁度系數(shù)越大，所以，k1<k2<k3丙同學(xué)：同一根彈簧截成的兩段，越長勁度系數(shù)越大，所以，k1>k2>k3(1)為了驗(yàn)證猜想，可以通過實(shí)驗(yàn)來完成實(shí)驗(yàn)所需的器材除鐵架臺外，還需要的器材有_(2)簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟(3)如圖是實(shí)驗(yàn)得到的圖線根據(jù)圖線得出彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長度有怎樣的關(guān)系？答案見解析解析(1)刻度尺、已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼(或彈簧測力計(jì))(2)實(shí)驗(yàn)步驟：a將彈簧B懸掛在鐵架臺上，用刻度尺測量其長度LB；b在彈簧B的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個數(shù)(如n個)，并用刻度尺測量彈簧的長度L1；c由Fmg計(jì)算彈簧的彈力；由xL1LB計(jì)算出彈簧的伸長量由k計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)；d改變鉤碼的個數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧B的勁度系數(shù)k2的平均值；e按實(shí)驗(yàn)步驟a、b、c、d求出彈簧C的勁度系數(shù)k3的平均值；f比較k1、k2、k3得到結(jié)論(3)從同一根彈簧上截下的幾段，越短的勁度系數(shù)越大(或越長的勁度系數(shù)越小)7(2018·江西模擬)小李同學(xué)嘗試用電壓表量度彈簧的拉力他設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中MN是一條長20 cm、電阻為20 的均勻電阻絲電阻不計(jì)的金屬彈簧下端與滑動接觸頭P相連，上端連有接線柱將電阻絲固定在豎直位置，當(dāng)彈簧被拉長時(shí)，P可沿MN自由的滑動直流電源的電動勢為4.5 V，內(nèi)阻可忽略將電阻箱的阻值設(shè)定為40 ，當(dāng)拉力為零時(shí)，P剛好觸及到電阻絲的端點(diǎn)M，此時(shí)讓接入的電壓表讀數(shù)為零(1)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，請你幫他完成?shí)物連線圖(導(dǎo)線要接在接線柱上)；(2)當(dāng)P觸及到端點(diǎn)N時(shí)，電壓表的讀數(shù)為_V；(3)已知該彈簧的伸長量x與拉力F關(guān)系圖線如圖2所示，則彈簧拉力F與電壓表讀數(shù)U的關(guān)系式為_答案(1)見解析圖(2)1.50(3)FU解析(1)當(dāng)拉力為零時(shí)，P剛好觸及到電阻絲的端點(diǎn)M，此時(shí)讓接入的電壓表讀數(shù)為零，即整個電路中，MN相當(dāng)于滑動變阻器，采用分壓式，故連接圖如圖所示(2)當(dāng)P觸及到端點(diǎn)N時(shí)，電壓表的讀數(shù)即MN電阻分得的電壓，根據(jù)閉合電路的可知URMN1.5 V(3)由圖可知，x0.5F，x長電阻大小為r×200.5F()根據(jù)閉合電路的歐姆定律可U·r，解得FU.6