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56 测量弹簧劲度系数实验—七年高考(2011-2017)物理试题分项精析版含解析

来源:易榕旅网
学必求其心得,业必贵于专精

1.【2016·浙江卷】某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。如图1 所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1。00 cm不变的条件下,

(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是 N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为 N.

(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧

OC的夹角不变,减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 (填“变大\"、“变小”或“不变”)。

【答案】(1)3.00~3。02 3。09~4。1(有效数不作要求) (2)变大 变大

【考点定位】探究求合力的方法

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【名师点睛】此题考查力的平行四边形法则问题。解题的关键是弄清实验的原理,熟练掌握力的平行四边形定则;第二问是力的动态分析,要会用“图解法\"画图分析解答试题。

2.【2011·安徽卷】为了测量某一弹簧的劲度系数,降该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验册除了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,七对应点已在图上标出.(g=9.8m/s2)

(1)作出m—l的关系图线; (2)弹簧的劲度系数为 N/m。 【答案】(1)如图所示(2)0.248~0。262

【解析】(1)如图所示

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【考点定位】胡克定律

3.【2012·广东卷】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 (1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在 方向(填“水平\"或“竖直”).

(2)弹簧自然悬挂,待弹簧 时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表:

代表符号 数值25.3L0 x L1 L2 L3 L4 L5 L6 L27.329.331.333.4 35。37。39.35 5 0 35 40 0 (cm) 5 表中有一个数值记录不规范,代表符号为_______。由表可知所用刻度尺的最小分度为______。

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(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与____的差值(填“L或L\").

0x

(4)由图可知弹簧的劲度系数为_________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9。8m/s2)。

【答案】(1)竖直,(2)稳定,L,1mm;(3)L,(4)4.9,

3x10.

【考点定位】本题考查了“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验

4.【2014·浙江卷】在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,

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某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究.

(1)某次测量如图2所示,指针示数为___________cm。 (2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表1.用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m(重力加速度g=10m/s2).由表1数据____________(填“能”或“不能\")计算出弹簧2的劲度系数。

【答案】(1)15.95cm——16.05cm (2)12.2-12.8 N/m 能

【考点定位】刻度尺读数、胡可定律.

5.【2014·新课标全国卷Ⅱ】某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固

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定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0。100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2)。已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm。

P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0 (cm) 2.04 4.06 6。06 8.05 10。12.01 03 x (cm) 2.64 5.26 7.81 10。12.93 15。

(1)将表中数据补充完整: ① , ② ;

30 41 50 60 n 10 20 30 40 k(N/m) 163 0.006① 56.0 43。6 33。8 28。8 ② 0。0。0.0290。0347 (2)以n为1/k横坐标,1/k为

(m/N) 1 0179 0229 6 纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k—n图。

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(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k= ③ N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= ④ N/m.

【答案】 (1)①81.7 ②0。0122 (2)如图所示 (3)③k1.7110n④k3(N/m)(在1.6710n31.8310n3之间均可)

3.38。(在3.31l0l03.62之间均可) l0

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【考点定位】测量弹簧的劲度系数实验;

6.【2015·福建·19(1)】某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。

(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l为 cm;

(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是 ;(填选项前的字母)

A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

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B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原

因是 。

【答案】 (1)6。93cm(2)A (3)钩码重力超过弹簧弹力范围

【考点】:探究弹力和弹簧伸长量的关系

7.【2015·四川·8(1)】某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系\"时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1= cm。。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、

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l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2= N(当地重力加速度g=9.8m/s2)。要得到弹簧伸

长量x,还需要测量的是 。作出F—x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。

【答案】25。85,0。98,弹簧的原长l0。

【解析】根据图2指针指示可知,l1=25.85cm,挂2个钩码时,以2个钩码整体为对象,受重力mg和弹簧的拉力F2作用而处于平衡,根据共点力平衡条件有:F2=mg=2×50×10-3×9。8N=0。98N,弹簧的伸长(或缩短)量x=|l-l0|,其中l为弹簧形变以后的长度,l0为弹簧的原长,因此要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是弹簧的原长l0.

【考点定位】“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验

8.【2016·四川卷】用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)

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与两个光电门相连.先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x。

(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______。 (2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_______。

A.弹簧原长 B.当地重力加速度 C.滑块(含遮光片)的质量

(3)增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将_____。 A.增大 B.减小 C.不变 【答案】(1)vs (2)C (3)B

t

考点:测量弹簧的弹性势能

【名师点睛】此实验比较简单,实验的原理及步骤都很清楚;实验中引入的计时器装置可与刻度尺结合测量速度;首先要知道测量的物理量的表达式,然后才能知道要测量的物理量.

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