1.在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗中,有如下一些步驟.
A.在彈簧下端掛上一個鉤碼,觀察指針?biāo)肝恢茫瑴y出彈簧的伸長量x1
B.將彈簧固定懸掛在金屬橫桿上,將刻度尺豎直固定在彈簧旁,觀察彈簧指針?biāo)肝恢茫⒂浵略撐恢?/P>
C.在坐標(biāo)紙上建立平面直角坐標(biāo)系,以F為縱坐標(biāo)、x為橫坐標(biāo),根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù),選定兩坐標(biāo)軸適當(dāng)?shù)臉?biāo)度
D.將各組實(shí)驗數(shù)據(jù)在平面直角坐標(biāo)系上進(jìn)行描點(diǎn),觀察點(diǎn)的分布與走勢,用平滑曲線作出反映F和x對應(yīng)規(guī)律的圖象
E.將鐵架臺放在水平實(shí)驗桌上,將金屬橫桿水平固定在鐵架臺上
F.給彈簧下端依次掛上兩個鉤碼、三個鉤碼……分別觀察指針?biāo)傅奈恢,測出對應(yīng)的伸長量x2、x3、…
G.根據(jù)圖象和數(shù)據(jù)做出結(jié)論并整理儀器
實(shí)驗中合理的實(shí)驗步驟排序為( )
A.EBAFCDG B.EBAFDCG
C.EBFCADG D.EAFBCDG
【答案】A
【解析】應(yīng)先記錄不掛重物時彈簧的長度,故選項D錯誤;顯然步驟F應(yīng)在步驟A之后,故選項C錯誤;顯然應(yīng)先建立坐標(biāo)系后描點(diǎn),故選項B錯誤.
2.如圖K2-5-1所示,“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗中.
圖K2-5-1(1)將彈簧的上端O點(diǎn)固定懸吊在鐵架臺上,旁邊置一刻度尺,刻度尺的零刻線跟O點(diǎn)對齊,在彈簧的下部A處做一標(biāo)記,如固定一個指針.在彈簧下端的掛鉤上掛上鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量都是50 g),指針在刻度尺上指示的刻度為x.逐個增加所掛鉤碼的個數(shù),刻度x隨掛鉤上的鉤碼的重量F而變化,幾次實(shí)驗測得相應(yīng)的F、x各點(diǎn)描繪在圖中.然后根據(jù)在圖中描繪出x隨F變化的圖象(如圖K2-5-1乙),得出彈簧的勁度系數(shù)kA=__________N/m.(結(jié)果取2位有效數(shù)字)
(2)如果將指針固定在A點(diǎn)的下方P處,再作出x隨F變化的圖象,得出彈簧的勁度系數(shù)與kA相比,可能是__________.
A.大于kA B.等于kA
C.小于kA D.無法確定
(3)如果將指針固定在A點(diǎn)的上方Q處,再作出x隨F變化的圖象,得出彈簧的勁度系數(shù)與kA相比,可能是__________.
A.大于kA B.等于kA
C.小于kA D.無法確定
【答案】(1)43 (2)B (3)A
【解析】(1)根據(jù)題中的實(shí)驗數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)作圖,該直線的斜率的倒數(shù)就表示彈簧的勁度系數(shù)kA=43 N/m.(2)如果將指針固定在A點(diǎn)的下方P處,彈簧的伸長量與P點(diǎn)下降的距離一樣,不影響原來彈簧的勁度系數(shù).(3)如果將指針固定在A點(diǎn)的上方Q處,再作出x隨F變化的圖象,那么Q點(diǎn)下降的距離只是彈簧伸長量的一部分,導(dǎo)致彈簧的伸長量比原來變小了,得出彈簧的勁度系數(shù)與kA相比是大于kA.
3.由實(shí)驗測得彈簧的長度L與彈力F的關(guān)系如圖K2-5-2所示,則彈簧的原長為____cm,勁度系數(shù)為________N/m.
圖K2-5-2【答案】25 1.5×103
【解析】從圖中可以讀出彈力為零時,彈簧原長為25 cm.當(dāng)壓力為300 N時,彈簧長為5 cm,此時的形變量為20 cm.則彈簧的勁度系數(shù)k===1.5×103 N/m.
4.為了探究彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系,李強(qiáng)同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的輕彈簧進(jìn)行測試,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖K2-5-3所示的圖象,從圖象上看,該同學(xué)沒能完全按實(shí)驗要求做,使圖象上端成為曲線,圖象上端成為曲線是因為__________________.
這2根彈簧的勁度系數(shù):甲彈簧為________N/m,乙彈簧為________N/m.若要制作1個精確度較高的彈簧測力計,應(yīng)選彈簧______(填“甲”或“乙”).
圖K2-5-3【答案】超過了彈簧的彈性限度 66.7 200 甲
【解析】超過彈簧的彈性限度,彈簧彈力F和彈簧伸長量x就不再成正比,故圖象上端成為曲線.題中圖象為x-F圖象,其斜率表示的物理意義為彈簧的勁度系數(shù)k的倒數(shù),據(jù)圖可求出這2根彈簧的勁度系數(shù)分別為66.7 N/m、200 N/m.在施加相同外力的情況下,勁度系數(shù)小的彈簧的形變量大,用它制作的彈簧測力計的精確度也就較高,故要選彈簧甲.
5.(2014年江陰質(zhì)檢)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,并測定彈簧的勁度系數(shù)”實(shí)驗中,實(shí)驗裝置如圖K2-5-4所示.所用的每個鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力.實(shí)驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,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.
圖K2-5-4(1)一位同學(xué)通過以上實(shí)驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在如圖K2-5-5所示的坐標(biāo)系中,請作出F-L圖線.
圖K2-5-5(2)由此圖線可得出的結(jié)論是__________________________________________
__________________.該彈簧的原長L0=______cm,勁度系數(shù)k=______N/m.
(3)試根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗情況,請你幫助他設(shè)計一個記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)的表格.(不必填寫其實(shí)驗測得的具體數(shù)據(jù))
(4)該同學(xué)實(shí)驗時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置比較.優(yōu)點(diǎn)在于___________;
缺點(diǎn)在于_____________________________________________________________
________________________________________________________________________.
【解析】(1)如圖K19所示.
(2)在彈性限度內(nèi),彈力和彈簧的伸長量成正比 10 25
(3)如下表所示.
次 數(shù) 1 2 3 4 5 6 彈力F/N 彈簧的長度
L/(×10-2 m) (4)避免彈簧自身所受重力對實(shí)驗的影響 彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗誤差
6.某實(shí)驗小組在探究一種金屬絲的伸長量和長度的關(guān)系時,所用實(shí)驗裝置如圖K2-5-6所示.
圖K2-5-6
(1)實(shí)驗部分步驟如下:
、僭诮饘俳z下端掛上一個較輕的重物將金屬絲拉直,記下指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和重物的質(zhì)量.
、谌缓螅琠___________________________________,記下指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和與之相對應(yīng)的值.
、蹖⑺脭(shù)據(jù)列表如下:
質(zhì)量m/kg 2.04 4.08 6.12 8.16 10.20 12.24 拉力F/N 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 長度L/mm 1005.9 1007.9 1009.9 1012.0 1014.0 1016.2 (2)根據(jù)所測數(shù)據(jù)在圖K2-5-7中畫F-L圖線,并據(jù)此判斷金屬絲的伸長量與所受的拉力有何關(guān)系?簡要說明理由.
________________________________________________________________________
圖K2-5-7
【答案】(1)逐漸增加重物的質(zhì)量
(2)如圖所示
金屬絲的伸長量與所受的拉力成正比.因為所作出的F-L圖象是一條直線,斜率是不變的.