2022新课标高考物理一轮复习精编解析版复习资料（10）--实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系1.如图5甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象(如图乙)．那么以下判断正确的选项是( BCD )图5A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C．该弹簧的劲度系数是200N/mD．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变解析由乙图可知F＝kx，即弹簧的弹力和弹簧的形变量成正比，不与弹簧长度成正比，A错误．由ΔF＝kΔx可知，B说法正确；由k＝＝N/m＝200N/m，C正确；F－x图线的斜率对应弹簧的劲度系数，而x>0和x<0时的斜率相同，故D正确．2．某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长l0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l，把l－l0作为弹簧的伸长量x.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是以以下图中的哪一个( C )解析由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以选C.3．做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来．3/3\nB．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0；C．将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定的配重)，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个、…钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，如果不行那么考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：CBDAEFG.解析根据实验的实验操作过程应先安装仪器，再挂钩码然后记录数据，分析数据，最后整理即可，排列先后顺序为：CBDAEFG.4．某同学在研究学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂在某一深度为h＝25.0cm，且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下局部位于筒内，但测力计可以与弹簧的下端接触)，如图6甲所示．如果本实验的长度测量工具只能测出筒的下端弹簧的长度L.现要测出弹簧的原长L0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变L而测出对应的弹力F，作出F－L变化的图线如图乙所示，那么弹簧的劲度系数为100N/m，弹簧的原长L0＝15.0cm.图6解析根据胡克定律F＝k(h＋L－L0)＝kL＋k(h－L0)，从图中知道当L＝0时，F＝10N；当L＝10cm时，F＝20N；将其代入方程联立得k＝100N/m，L0＝15.0cm.5．(2022·兰州模拟)用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化．如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得很低，熔点会大大地降低，甚至有特殊的磁性质．现有一纳米合金丝，欲测出其伸长量x与所受到的拉力F、长度L、截面直径D的关系．(1)测量上述物理量需要的主要器材是：弹簧测力计、刻度尺、螺旋测微器等．(2)假设实验中测量的数据如下表，根据这些数据请写出x与F、L、D间的关系式：x＝.(假设用到比例系数，可用k表示)长度L/cm伸长量x/cm拉力F/N直径D/mm50.0100.0200.05.000.0400.200.400.8010.000.0400.400.801.603/3\n5.000.0800.100.200.40(3)在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是控制变量法(只需写出一种)．(4)假设有一根合金丝的长度为20cm，截面直径为0.200mm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为62.5N.解析(2)由题目所给的数据分析可知：当力、直径一定时，伸长量与长度成正比，当力、长度一定时，伸长量与直径成反比，当长度、直径一定时，伸长量与力成正比，有：x＝kFL/D(取一组数据验证，式中的系数不为零)3/3
