2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 每日一題（第04周）探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 每日一題（第04周）探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系高考頻度：難易程度：（xx·山西太原高一期末)在探究“弾力與彈簧伸長的關(guān)系”通過在懸掛彈簧下面加鉤碼，逐漸使彈簧伸長，得到以下數(shù)據(jù)：（1） 由數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出Fx 圖象；（2） 由圖線可知，彈力F 與彈簧伸長x 的關(guān)系是_。（3）由圖線可求得彈簧的勁度系數(shù)k= _N/m?！緟⒖即鸢浮浚?）見解析 （2）在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長與彈力成正比 （3）43【名師點睛】根據(jù)表格中的彈簧與彈簧形變量，作出Fx的關(guān)系，得出彈力與形變量的關(guān)系，通過圖線的斜率求出彈簧的勁度系數(shù)。S1和S2分別表示勁度系數(shù)為k1和k2的兩根彈簧，k1>k2。a和b表示質(zhì)量分別為ma和mb的兩個小物體，ma>mb。將彈簧與小物體按如圖所示方式懸掛起來，現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最大，則應(yīng)使AS1在上，a在上BS1在上，b在上CS2在上，a在上DS2在上，b在上（xx·山東齊河晏嬰高一期末）某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。（1）將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在_方向（填“水平”或“豎直”）；（2）彈簧自然懸掛，待彈簧停止振動時，長度記為L0，彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：（3）下圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與_的差值（填“L0或Lx或L1”）。（4）由圖可知彈簧和的勁度系數(shù)為_N/m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取10 m/s2）。解決如下問題：一輕彈簧豎直懸掛于深度為h=25.0 cm，且開口向下的小筒中（沒有外力作用時彈簧的下端位于筒內(nèi)），如圖甲所示。已有的長度測量工具只能測出彈簧伸出筒的長度L?，F(xiàn)要測出彈簧的原長L0和彈簧的勁度系數(shù)，通過改變L而測出對應(yīng)的彈力F，作出FL圖線如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為k=_N/m，彈簧的原長L0=_m。（xx·河北保定易縣中學(xué)高一期末）在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，某同學(xué)采用的實驗裝置如下圖所示，彈簧彈力的大小等于所掛鉤碼的重力大小。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度L0，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L，總共獲得了6組實驗數(shù)據(jù)。（1）該同學(xué)把6組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點標(biāo)在圖象中，請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)點作出FL圖線； （2）由此圖線可以得出該彈簧的自然長度L0_cm，勁度系數(shù)k_ N/m（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）； （3）該同學(xué)實驗時把彈簧水平放置，與彈簧豎直懸掛相比較：優(yōu)點是_；缺點是_?，F(xiàn)要測量長50 m、橫截圓面積為400 cm2的新懸索能承受的最大拉力。由于懸索很長，抗斷拉力很大，直接測量很困難，故提供了同種材料制成的樣品進行實驗探究。由胡克定律可知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與形變量x成正比，其比例系數(shù)與彈簧的長度、橫截面積及材料有關(guān)。因而猜想，懸索可能也遵循類似的規(guī)律。（1）實驗中使用砝碼的重力作為拉力。由于懸索的重力不可忽略，為了避免懸索所受重力對實驗的影響。你認為可行的措施為_。（2）經(jīng)過正確的實驗操作后，取得的數(shù)據(jù)如下表。由實驗數(shù)據(jù)可知，懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比，其比例系數(shù)與_和_成正比?！緟⒖即鸢浮緿 根據(jù)胡克定律F=kx可知，當(dāng)F=(ma+mb)g一定時，k和x成反比，故S2在上，上邊彈簧最長；S1在下，當(dāng)k一定時，F(xiàn)和x成正比，故a在下，b在上。（1）豎直 （3）Lx （4）5.0 N/m100 0.15設(shè)彈簧原長為L0，則根據(jù)胡克定律有F=k(hL0+L)=kL+k(hL0)，F(xiàn)L圖象的斜率大小表示勁度系數(shù)大小，k=100 N/m；當(dāng)L=0時，F(xiàn)=10 N，代入方程可得L0=0.15 m。（1）如圖所示 （2）5.0 20 （3）優(yōu)點：避免彈簧自身所受重力對實驗的影響；缺點：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差。（1）實驗中采用描點法，作出FL的關(guān)系圖線如圖所示。（2）當(dāng)彈力為零時，彈簧的形變量為零，此時彈簧的長度等于彈簧的原長，由圖讀出：彈簧的自然長度L0=5.0 cm；根據(jù)胡克定律知， ，可知圖線的斜率表示勁度系數(shù)，則。（3）優(yōu)點：避免彈簧自身所受重力對實驗的影響：缺點：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差 ?！久麕燑c睛】本題考查了學(xué)生作圖的能力，關(guān)鍵運用胡克定律分析FL圖線的斜率表示勁度系數(shù)，橫軸截距表示彈簧的原長。