1、1专题 22 探究弹簧伸长和弹力的关系实验1.（2019 河南平顶山一模）晓天同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，实验装置如图所示，所用的钩码每只质量为 50g他先测出不挂构码时弹簧的自然长度，再将 8 个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在表中，g 取 98ms 2（1）该同 学测量弹簧水平放置时的自然长度略小于竖直悬挂时的自然长度，造成这种现象的原因主要是_；该同学描绘弹簧弹力 F 和伸长量 x 关系图线时，发现图线最后一部分不是直线，造成这种现象的主要原因可能是_ _。（2）该同学描绘出弾资弹力 F 和弹簧的伸长量 x的关系图线后，根据 F 和 x 关
2、系图线的直线部分，求得该弹簧的劲度系数 k=_N/m。【参考答案】（1）弹簧自身重力的影响 挂的钩码超过弹簧的弹性限度范围，弹簧弹力不再与形变量成正比（2） 19N/m2.（5 分）（2018 高考全国理综 I）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成 ，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为 1.950 cm；当托盘内放有质量为 0.100 kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b
3、）所示，其读数为_cm。当地的重力加速度大小为 9.80 m/s2，此弹2簧的劲度系数为_N/m（保留 3 位有效数字）。【参考答案】3.775cm（2分） 53.7N/m（3分） 【命题意图】 本题主要考查游标卡尺的读数，弹簧劲度系数的测量、胡克定律及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力。 4.（2019 四省八校联考）某学习小组利用若图 1 所示的装置做探究弹力和弹簧伸长的关系实验。实验中，先测出钩码不挂弹簧的长度，再将 5 个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中。（弹力未超过弹簧的弹性限度，取
4、g=9.8m/s2）3（1）上表中记录数据中有一组数据在测量或记录时有错误，它是第 组数据。（2）根据实验数据将对应的弹力大小计算出来并填入表内相应的空格内 （保留 3 位有效数字）（3）在坐标纸中作出弹簧弹力大小 F 随弹簧总长度 L 之间的关系图象。（4）根据图线求得该弹簧的劲度系数 k= N/m（保留 2 为有效数字）（5）考虑到弹簧自重对第一组数据的影响，弹簧的劲度系数 k 的实验测量值 真实值。（填写“大于”、“小于”或“等于”）.【参考答案】 (1)5(2)1.47(3)图象如图。（4）8.9 （5）等于4【命题意图】本题考查探究弹力与弹簧伸长的关系实验、图象法处理实验数据及其相关
5、知识点。【解题思路】（1）从表格中的记录数 据可以看出，所使用的刻度尺最小刻度为毫米，记录的数据应该包括估读到的 0.1 毫米位，测力计的最小刻度为 0.01N，记录的数据应该包括估读到的 0.001N 位，所以第 5组中数值 31.2cm 和 1.18N 均有错误。 （2）由第 1 组和第 3 组数据可知弹簧伸长x=24.60cm-18.00cm=6.60cm 时，弹力为 F=0.588N。由胡克定律可得弹簧的劲度系数 k=588/66.0N/m=294/33N/m=8.909N/m。由第 1 组和第 6 组数据可知弹簧伸长x=34.56cm-18.00cm=16.56cm 时，弹力为 F=
6、kx=8.909N/m0.1656m=1.47N。 7.(6 分) （2019 山东济南长清一中检测）某同学在做探究弹力跟弹簧长度的关系 的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是 30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将 5 个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应弹簧的长度，将数据填在了下面的表中。（弹力始终未超过弹性限度，取 g=10m/s2） （1）由以上实验数据求得弹簧的劲度系数 k=_N/m。砝码质量 m（g） 0 30 60 90 120 150弹簧长度 L（cm） 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 13.50弹力大小 F（N） 0 0
7、.3 0.6 0.9 1.2 1.55（2）由以上实验数据得出弹簧弹力大小 F 与长度 L 的关系式为_。对应的函数关系图线与横轴（长度 L）的交点代表_。【参考答案】（1）20（2）f=0.2（L-6）；弹簧原长8（2019 长沙联考）(6 分)如图所示，在“探究拉力做功与弹簧弹性势能增量的关系”实验中，轻弹簧左端固定，右端在水平拉力 F 作用下从 A 位置(弹簧原长位置)拉伸 x 到 B 位置，作出的 F x 图象为过坐标原点 O 的直线，如图所示，实验过程中，弹簧始终处于弹性限度内。(1)F x 图象中，图线 OP 的斜率的物理意义是：_。(2)根据所学知识，可以判断直角三角形 PQO 的面积的物理意义是：_。(3)由此可推断 ，如果一劲度系数为 k 的轻弹簧，在弹性限度内，当其形变大小为 x 时，弹簧的弹性势能的表达式为 Ep_。【参考答案】(1)弹簧的劲度系数 k (2)拉力 F 做的功 (3)21kx【名师解析】(1)根据胡克定律可知 F kx，则 F x 图象中，图线 OP 的斜率的物理意义是：弹簧的劲度系数 k。
