(江蘇專用)2019高考物理一輪復習 第二章 相互作用 課時18 實驗:探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系加練半小時.docx
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18 實驗:探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系方法點撥(1)實驗原理:二力平衡(2)數(shù)據(jù)處理:圖象法1(1)某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長度L關(guān)系實驗時得到如圖1甲所示的FL圖象由圖象可知:彈簧原長L0_ cm,由此求得彈簧的勁度系數(shù)k_ N/m.圖1(2)按如圖乙的方式掛上鉤碼(已知每個鉤碼重G1 N),使(1)中研究的彈簧壓縮,穩(wěn)定后指針指示如圖乙,則指針所指刻度尺示數(shù)為_ cm.由此可推測圖乙中所掛鉤碼的個數(shù)為_個2.某物理實驗小組在探究彈簧的勁度系數(shù)k與其原長l0的關(guān)系實驗中,按示意圖2所示安裝好實驗裝置,讓刻度尺零刻度與輕質(zhì)彈簧上端平齊,在彈簧上安裝可移動的輕質(zhì)指針P,實驗時的主要步驟是:圖2將指針P移到刻度尺l015 cm處,在彈簧掛鉤上掛上200 g的鉤碼,靜止時讀出指針所指刻度并記錄下來;取下鉤碼,將指針P移到刻度尺l0210 cm處,在彈簧掛鉤上掛上250 g的鉤碼,靜止時讀出指針所指刻度并記錄下來;取下鉤碼,將指針P移到刻度尺l0315 cm處,在彈簧掛鉤上掛上50 g的鉤碼,靜止時讀出指針所指刻度并記錄下來;重復步驟,在每次重復時,都將指針P下移5 cm,同時保持掛鉤上掛的鉤碼質(zhì)量不變將實驗所得數(shù)據(jù)記錄、列表如下:次數(shù)彈簧原長l0/cm彈簧長度l/cm鉤碼質(zhì)量m/g15.007.23200210.0015.56250315.0016.6750420.0022.2350525.0030.5650根據(jù)實驗步驟和列表數(shù)據(jù),回答下列問題:(1)重力加速度g取10 m/s2.在實驗步驟中,彈簧的原長為15 cm時,其勁度系數(shù)k_ N/m.(2)同一根彈簧的原長越長,彈簧的勁度系數(shù)_(彈簧處在彈性限度內(nèi))A不變 B越大 C越小3.(2017四川成都第一次診斷)將兩根自然長度相同、勁度系數(shù)不同、粗細也不同的彈簧套在一起,看作一根新彈簧,設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1,原細彈簧(記為B)勁度系數(shù)為k2、套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為k3.關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系,同學們做出如下猜想:圖3甲同學:和電阻并聯(lián)相似,可能是乙同學:和電阻串聯(lián)相似,可能是k3k1k2丙同學:可能是k3(1)為了驗證猜想,同學們設(shè)計了相應的實驗(裝置見圖3)(2)簡要實驗步驟如下,請完成相應填空a將彈簧A懸掛在鐵架上,用刻度尺測量彈簧A的自然長度L0;b在彈簧A的下端掛上鉤碼,記下鉤碼的個數(shù)n、每個鉤碼的質(zhì)量m和當?shù)氐闹亓铀俣却笮,并用刻度尺測量彈簧的長度L1;c由F_計算彈簧的彈力,由xL1L0計算彈簧的伸長量,由k計算彈簧的勁度系數(shù);d改變_,重復實驗步驟b、c,并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1;e僅將彈簧分別換為B、C,重復上述操作步驟,求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值k2、k3.比較k1、k2、k3并得出結(jié)論(3)圖4是實驗得到的圖線,由此可以判斷_同學的猜想正確圖44(2017江西師大附中3月月考)橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內(nèi),伸長量x與彈力F成正比,即Fkx,k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關(guān),理論與實踐都表明kY,其中Y是一個由材料決定的常數(shù),材料力學上稱之為楊氏模量(1)在國際單位制中,楊氏模量Y的單位應該是_AN Bm CN/m DPa(2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋,應用如圖5甲所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值首先利用刻度尺測得橡皮筋的長度L20.00 cm,利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D4.000 mm,那么測量工具a應該是_(3)作出橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的圖象如圖乙所示,由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k_N/m.(4)這種橡皮筋的Y值等于_(Y的數(shù)值保留一位有效數(shù)字)圖5答案精析1(1)3.0200(2)1.503解析(1)如題圖甲所示的FL圖象,在橫軸的截距等于彈簧原長L0,斜率等于彈簧的勁度系數(shù)k.彈簧原長L03.0 cm,彈簧的勁度系數(shù)k200 N/m.(2)根據(jù)毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則,要估讀到0.1 mm,如題圖乙所示指針所指刻度尺示數(shù)為1.50 cm.彈簧被壓縮了x3.0 cm1.50 cm1.50 cm,根據(jù)胡克定律,F(xiàn)kx,解得F3 N,由此可推測題圖乙中所掛鉤碼的個數(shù)為3個2(1)30(2)C解析(1)彈簧的原長為l0315 cm時,掛鉤上鉤碼的質(zhì)量為m350 g,所受拉力F3m3g0.5 N,彈簧長度l316.67 cm,彈簧伸長x3l3l031.67 cm.根據(jù)胡克定律,F(xiàn)3k3x3,解得k330 N/m.(2)彈簧的原長為l0525 cm時,掛鉤上鉤碼的質(zhì)量為m550 g,所受拉力F5m5g0.5 N,彈簧長度l530.56 cm,彈簧伸長x5l5l055.56 cm.根據(jù)胡克定律,F(xiàn)5k5x5,解得k59 N/m.由此可知,同一根彈簧的原長越長,彈簧的勁度系數(shù)越小,選項C正確3(2)nmg鉤碼的個數(shù)(3)乙4(1)D(2)螺旋測微器(3)312.5(4)5106 Pa解析(1)根據(jù)表達式kY得:Y,已知k的單位是N/m,L的單位是m,S的單位是m2,所以Y的單位是N/m2,也就是Pa,D正確;(2)測量橡皮筋的長度L用毫米刻度尺,測量橡皮筋未受到拉力時的直徑用螺旋測微器;(3)根據(jù)Fkx可知,圖象的斜率大小等于勁度系數(shù)大小,由Fx圖象求出勁度系數(shù)為k N/m312.5 N/m;(4)根據(jù)kY可得Y Pa5106 Pa- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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