题目内容

某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图甲所示实验装置，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中．（弹簧始终在弹性限度内）
测量次数123456
弹簧弹力大小F/N00.490.981.471.962.45
弹簧总长x/cm07.168.349.4810.8511.75
（1）根据实验数据在图乙的坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长X之间的函数关系点，请把第5、6次测量的数据对应的点描出来，并作出F-X图线．
（2）图线跟坐标轴交点的物理意义是______．
（3）该弹簧的劲度系数k=______（保留两位有效数字）
（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上．可以判定F和L间是一次函数关系．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧．

（2）图线跟坐标轴交点，表示弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长．
所以图线跟坐标轴交点的物理意义是弹簧的原长．
（3）图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比．由k=
△F
△X
可得k=42N/m．
故答案为：（1）如上图
（2）弹簧的原长
（3）42N/m．
练习册系列答案
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在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为，所用电源的频率为50Hz，某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图15所示（纸带上的O点是第一个打印点，A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点，图中数据单位为毫米），已知当地的重力加速度。选择B点为初始点，D点为终点，则从打下B点到打下D点的过程中，重物的重力势能的减少量为J；重物动能的增加量为J；但实验中总存在△Ep      △Ek（填：小于、等于、大于），其原因是              。（取3位有效数字）
为了探究弹性势能与弹簧形变量之间的关系，需要测定弹簧的弹性势能．一位同学采用了如图所示的一种装置：水平放置的弹簧一端固定在墙上，另一端靠着已知质量为m的木块，此时弹簧为原长，木块的左侧是光滑的，右侧是粗糙的，水平面足够大．现利用一块秒表和一把刻度尺，测量出弹簧被压缩的弹性势能．测量步骤如下：
（1）用手水平向左推动木块，使弹簧缩短一定长度x；
（2）放手让弹簧推动木块，用秒表测出木块自弹簧原长位置运动到最终静止位置的时间t；
（3）用刻度尺测出木块______的距离S；
（4）利用测量结果，导出弹性势能的表达式EP=______（用S、t、m表示）．
建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关．人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量．用E表示，即：E=
(
F
S
)
(
△L
L
)
；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材：不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器；游标卡尺；米尺；天平；固定装置等．设计的实验如图所示．
该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h．用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m（不超量程）．
用以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为：E=______．
将一个质量为m的物体挂在一个劲度系数为k的弹簧下面，如果不考虑弹簧的质量和空气的阻力，振动周期T=2π
m
k
．为了研究振动周期与振子质量的关系，设计如图所示的实验装置，将弹簧的一端固定在铁架台上，另一端挂一只小盘，铁架台的竖杆上固定一个可以上下移动的标志物，作为计时标志．改变小盘中砝码的质量m，测量全振动50次的时间并求出相应的周期T．某次实验得到下列数据：
m（10-3kg）5.0010.0015.0020.0025.0030.00
T（s）
42.7
50.0
44.8
50.0
46.8
50.0
48.5
50.0
50.4
50.0
52.1
50.0
T2（s2）0.7290.8030.8760.9411.0161.086
（1）以横轴代表m，纵轴代表T2，作出T2-m图．并回答为什么不用T作为纵轴而用T2作为纵轴？______．
（2）根据图线求解弹簧的劲度系数______．
（3）对T2-m图作出必要的解释______．
某同学在做“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，所用实验装置如图1所示，所用的钩码每只质量都是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，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中．（实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g=10m/s2）
砝码质量（ g ）0306090120150
弹簧总长（ cm ）6.007.108.008.1010.0010.90
弹簧弹力（N）
______
______
______
______
______
______
弹簧伸长量（cm）
______
______
______
______
______
______
①根据表格中实验数据计算弹簧弹力和伸长量，并填入表格．
②试根据这些实验数据在右边给定的坐标纸上（图2）作出弹簧所受弹力大小跟弹簧伸长量之间的关系图线．
③该弹簧的劲度系数k=______N/m
在水平桌面上有一个倾角为α的斜面体。一个质量为m的物块，在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面向上做匀速运动。斜面体始终处于静止状态。已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。下列结论正确的是
A．斜面对物块的摩擦力大小是F
B．斜面对物块的摩擦力大小是μmgcosα
C．桌面对斜面体的摩擦力大小是0
D．桌面对斜面体的摩擦力大小是Fcosα
下列说法正确的是：（    ）
A．有摩擦力存在的接触面上，一定同时有弹力存在
B．有弹力存在的接触面上，一定同时有摩擦力存在
C．两个有相对运动的物体，其接触面之间一定有摩擦力存在
D．在接触面上，若弹力已确定，则摩擦力将不可能变化
如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0-t1时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化图线。则：当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为___N；若用F=5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为_____N。
  

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