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【课后作业】实验：探究弹力和弹簧伸长的关系
1．(2020－2021学年黑龙江省哈尔滨市第三中学高一(上)期中)如图为“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验装置图，实验中，改变钩码个数，记录数据，画出弹簧弹力F随其伸长量x的变化关系F—x图像如图所示。
(1)弹簧下端悬挂钩码，钩码静止时所受弹力大小____其重力大小(填大于、等于或小于)
(2)由图像可知弹簧的劲度系数k=____N/m。(结果保留两位有效数字)
【解析】 (1)[1]弹簧下端悬挂钩码，钩码受竖直向下的重力和竖直向上的弹力，因此钩码静止时，由平衡条件可知：钩码静止时所受弹力大小等于其重力大小；
(2)[2]由胡克定律
可得：图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则有
【答案】 (1)等于 (2)40(36－44均可)
2．(2020－2021学年黑龙江省大庆市大庆中学高一(上)期中)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态(填“水平”或“竖直”)。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。劲度系数k＝____N/m。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x＝________cm。
【解析】 (1)[1]因为弹簧处于竖直状态，为了使刻度尺读数准确，刻度尺应保持竖直。
(2)[2]根据胡克定律，从图乙可知，
劲度系数为
(3)[3]当弹簧秤上的示数如图丙所示时，拉力，
根据胡克定律可知，此时弹簧形变量为
又根据图乙可知，时，弹簧原长。
所以此时弹簧的总长度为
【答案】 (1)竖直 (2)50 (3)10
3．(2020－2021学年广东省广州市广东实验中学高一(上)期中)如图甲所示，用铁架台、待测弹簧和多个质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验，还需要的测量器材是______。
(2)弹簧自然悬挂在铁架台上，待弹簧______时，长度记为L0；弹簧下端逐渐挂上钩码，长度记为Lx。每次增加一个钩码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值(cm) 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30
表中有一个数值记录不规范，代表符号为______。
(2)画出钩码质量m与弹簧伸长量x的关系如由图乙，则弹簧的劲度系数为______N/m(结果保留两位有效数字，重力加速度取g＝10m/s2)。
【解析】 (1)[1]实验需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有刻度尺。
(2)[2]弹簧自然悬挂在铁架台上，待弹簧静止时，长度记为L0
[3]由表中实验数据可知，数据的单位是cm，记录结果有两位小数，说明记录结果准确到0．1cm=1mm，用刻度尺测量长度时读数应准确到分度值，然后估计到最小分度的下一位，因此所用刻度尺的最小刻度是1mm，由表中实验数据可知，L3读数不规范，没有估读一位。
(3)[4]根据胡克定律公式
弹簧的劲度系数
【答案】 (1)刻度尺或者毫米刻度尺 (2)静止(或者稳定、不动均可) (3) L3 (4)5.0
4．(2020－2021学年黑龙江省哈尔滨市黑龙江实验中学高一(上)期中)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线，如图所示．由图可知弹簧的劲度系数为________N/m，图线不过坐标原点的原因是___________．
【解析】 [1][2]当拉力为8N时，弹簧的形变量为x=5cm=0．05m
当拉力为0N时，弹簧的形变量为x=1cm=0．01m
由胡克定律F=kx得：
图线的斜率即为弹簧的劲度系数
图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离．
【答案】 (1)200 (2)弹簧自身有重力
5．(2020-2021学年黑龙江省大庆铁人中学高一(上)期末)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。
(1)为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为___________方案更易于操作；
(2)若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为30N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为___________。
【解析】 (1)[1]由图示实验可知，甲方案中拉动物体A，不需要控制物体A做匀速直线运动，且弹簧测力计静止，便于弹簧测力计读数；乙方案中用弹簧测力计拉动A，需要控制A做匀速直线运动，难于控制A做匀速直线运动，另一当面弹簧测力计是运动的，难于准确读数，因此甲方案更易于操作；
(2)[2]由题意可知，在甲方案中，两物体接触面受到的压力等于B的重力，即N=150N，弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小，即
由公式f=μN得，动摩擦因数
【答案】 (1)甲 (2)0.2
6．(2020-2021学年广东省深圳市深圳中学高一(上)期末)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的、用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m、图线不过原点的原因是由于_________________。
【解析】 [1]当拉力为8N时，弹簧的形变量为
当拉力为0N时，弹簧的形变量为
根据胡克定律
图像的斜率表示劲度系数
[2]图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离。
【答案】 (1)200 (2)弹簧自身重力的影响
7．(2020－2021学年黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高一(上)期中)一位同学做“探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系”实验所测的几组数据如下表，请你根据表中数据做好分析。
弹力(F/N) 0.50 1.00 1.50 2.00
弹簧原来长度(L0/cm) 15.00 15.00 15.00 15.00
弹簧后来长度(L/cm) 16.00 17.10 17.90 19.00
弹簧伸长量(x/cm) ______ ______ ______ ______
(1)计算出每一次弹簧的伸长量，并将结果填在上表的空格内；
(2)在坐标图上作出F—x图线；______
(3)该同学通过上述实验探究的结论应该是：______。
【解析】 (1)[1][2][3][4]根据表中数据可得，弹簧的伸长量分别为：1.00cm；2.10cm；2.90cm；4.00cm；
(2)[5]在坐标图上作出F—x图线如图；
(3)[6]该同学通过上述实验探究的结论应该是：在弹性限度范围内(或在一定范围内)，弹簧弹力与弹簧的伸长量成正比。
【答案】 (1)1.00 (2)2.10 (3)2.90 (4)4.00 (5) (6)在弹性限度范围内(或在一定范围内)，弹簧弹力与弹簧的伸长量成正比
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【课后作业】实验：探究弹力和弹簧伸长的关系
1．(2020－2021学年黑龙江省哈尔滨市第三中学高一(上)期中)如图为“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验装置图，实验中，改变钩码个数，记录数据，画出弹簧弹力F随其伸长量x的变化关系F—x图像如图所示。
(1)弹簧下端悬挂钩码，钩码静止时所受弹力大小____其重力大小(填大于、等于或小于)
(2)由图像可知弹簧的劲度系数k=____N/m。(结果保留两位有效数字)
2．(2020－2021学年黑龙江省大庆市大庆中学高一(上)期中)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态(填“水平”或“竖直”)。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。劲度系数k＝____N/m。
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x＝________cm。
3．(2020－2021学年广东省广州市广东实验中学高一(上)期中)如图甲所示，用铁架台、待测弹簧和多个质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验，还需要的测量器材是______。
(2)弹簧自然悬挂在铁架台上，待弹簧______时，长度记为L0；弹簧下端逐渐挂上钩码，长度记为Lx。每次增加一个钩码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值(cm) 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30
表中有一个数值记录不规范，代表符号为______。
(2)画出钩码质量m与弹簧伸长量x的关系如由图乙，则弹簧的劲度系数为______N/m(结果保留两位有效数字，重力加速度取g＝10m/s2)。
4．(2020－2021学年黑龙江省哈尔滨市黑龙江实验中学高一(上)期中)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线，如图所示．由图可知弹簧的劲度系数为________N/m，图线不过坐标原点的原因是___________．
5．(2020-2021学年黑龙江省大庆铁人中学高一(上)期末)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。
(1)为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小，你认为___________方案更易于操作；
(2)若A和B的重力分别为100N和150N，当甲中A被拉动时，弹簧测力计a示数为30N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为___________。
6．(2020-2021学年广东省深圳市深圳中学高一(上)期末)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的、用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m、图线不过原点的原因是由于_________________。
7．(2020－2021学年黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高一(上)期中)一位同学做“探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系”实验所测的几组数据如下表，请你根据表中数据做好分析。
弹力(F/N) 0.50 1.00 1.50 2.00
弹簧原来长度(L0/cm) 15.00 15.00 15.00 15.00
弹簧后来长度(L/cm) 16.00 17.10 17.90 19.00
弹簧伸长量(x/cm) ______ ______ ______ ______
(1)计算出每一次弹簧的伸长量，并将结果填在上表的空格内；
(2)在坐标图上作出F—x图线；______
(3)该同学通过上述实验探究的结论应该是：______。
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