题目内容

把一根劲度系数k＝1000 N/m的弹簧截成等长的两段，每一段弹簧的劲度系数为

A．500 N/m

B．1000 N/m

C．1500 N/m

D．2000 N/m

答案：D
练习册系列答案
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一根劲度系数为k＝60 N/m的轻弹簧竖直放置，下端固定在地面上．当被压缩10 cm时，弹性势能为0.3 J，将弹簧保持这一状态锁定．(g＝10 m/s2)

①把一个质量为0.3 kg的物块P放置在弹簧上端(不拴接)，放开弹簧后，求P作简谐运动的振幅A

②改把一个质量为0.1 kg的物块Q放置在弹簧上端，放开弹簧后，求物块Q所能达到的最大高度H．

③当Q被弹出后，迅速压缩弹簧至原状，再放上P，让P运动，当P运动到最高点时，恰好与Q发生弹性碰撞，求这次碰后Q相对碰撞点能上升的高度h．

通过理论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep＝kl2(式中k为弹簧的劲度系数，l为弹簧长度的变化量)．为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的实验：

①两位同学首先都进行了如图7甲所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长d.②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧．拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量l和小铁球上升的最大高度H.③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将这根弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为l，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L.

 (1)A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量？请用m、d、g表示所求的物理量____________________．

(2)如果Ep＝kl2成立，

A同学测出的物理量l与d、H的关系式是：l＝____________.

B同学测出的物理量l与d、h、L的关系式是：l＝__________.

(3)试分别分析两位同学实验误差的主要来源

________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

 

在“验证力的平行四边形定则”的实验中，PO为橡皮筋，OA、OB为带有绳套的两细绳。①对下列操作和实验现象的叙述正确的是________

A．两细绳的夹角要尽可能地大

B．必须测出两细绳的长度，以便画出力的图示

C．有可能两弹簧测力计的拉力都比橡皮筋的拉力大

D．换用一根弹簧测力计后只需把橡皮筋拉伸到相同长度即可

②在某次实验中，用两弹簧秤拉绳使橡皮筋的一端拉伸到O点，在保持O点位置不变的情况下，下列操作可能实现的有_______

A．保持OA、OB两细线的方向不变，改变两弹簧秤拉力的大小

B．保持OA的方向及A弹簧秤的示数不变，改变B弹簧秤的拉力大小及方向

C．保持弹簧秤A的示数不变，使弹簧秤B的示数减小

D．保持OB细线的方向不变，使弹簧秤A的示数减小

（2）某同学利用如图甲所示的装置测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上砝码盘。通过改变盘中砝码的质量，测得6组砝码的质量和对应的弹簧长度，画出一图线，对应点已在图上标出，如图乙所示。（重力加速度）

①采用恰当的数据处理，该弹簧的劲度系数为        。（保留3位有效数字）

②请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果            。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)

【答案】（1）①C    ②CD    （2）①3.44N/m     ②相同

【解析】

（1）①A、两细绳的夹角并非越大越好，适当大一些即行，故A错误；

B、该实验通过细绳确定力的方向，并非确定力的大小，故B错误；

C、两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，故C正确；

D、换用一根弹簧测力计后只需把橡皮筋拉伸到相同位置O，即使橡皮筋的形变方向和大小都相同，故D错误。故选C。

②该题中，要求保持O点位置不变，即合力的大小和方向不变，即平行四边形的对角线不变，根据平行四边形定则可知：

A、保持分力的方向不变，而对角线不变化，则平行四边形只有一种画法，故A错误；

B、一个分力不变，对角线不变，平行四边形只有一种画法，故B错误；

C、一个分力大小不变，另外一个分力减小，对角线不变，平行四边形有无数种画法，故C正确；

D、一个分力方向不变，另外一个分力减小，对角线不变，平行四边形有无数种画法（两分力不垂直），故D正确。

故选CD。

（2）①由平衡条件得得，对应图像可知，斜率对应，故k＝3.44 N/m。

②因为k是通过斜率和重力加速度求得的，与质量无关，故结果相同。

为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知：“弹簧的弹性势能Ep＝kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量”。某同学用压缩的弹簧推静止的小球（已知质量为m）运动来探究这一问题。为了研究方便，把小铁球O放在水平桌面上做实验，让小铁球O在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功。

该同学设计实验如下：

（1）如图甲所示，将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小铁球O，静止时测得弹簧的形变量为d。在此步骤中，目的是要确定________，用m、d、g表示为________。

（2）如图乙所示，将这根弹簧水平放在光滑桌面上，一端固定在竖直墙面，另一端与小铁球接触，用力推小铁球压缩弹簧；小铁球静止时测得弹簧压缩量为x，撤去外力后，小铁球被弹簧推出去，从水平桌面边沿抛出落到水平地面上。

（3）测得水平桌面离地高为h，小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L，则小铁球被弹簧弹出的过程中初动能Ek1＝________，末动能Ek2＝________（用m、h、L、g表示）；弹簧对小铁球做的功W＝________（用m、x、d、g表示）。

对比W和（Ek2－Ek1）就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，即：“在实验误差范围内，外力所做的功等于物体动能的变化”。

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