题目内容

某同学和你一起探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的上端固定在铁架台上,然后将最小刻度为1mm的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上,如图所示.当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0;弹簧下端分别挂1个、2个、…7个50g的钩码时,指针指示的刻度数值记作L1、L2、…L7
测量记录表:
代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7
刻度数值/cm1.703.405.128.5210.2111.9213.60
(1)实验中,L3值还没有测定,请你根据上图将这个测量值填入记录表中.
(2)画出弹簧弹力F与其伸长量x间关系的F-x图象
(3)弹簧的劲度系数k=______N/m(g取10m/s2

解:(1)根据胡克定律在弹簧的弹性限度内,弹力的大小与弹簧的形变量成正比,所以每挂一个钩码拉力增加量相同,弹簧的增加的长度也相同,
由图表可以看出每挂一个钩码拉力弹簧的增加的长度为1.7cm,所以L3=L2+1.7cm=6.82cm
(2)弹簧弹力F与其伸长量x间关系的F-x图象.

(3)由胡克定律:F=kx可知图象的斜率表示劲度系数,所以由图象可以解出斜率k==N/m=3.0N/m
故答案为:6.82,如图,3.0
分析:(1)根据胡克定律在弹簧的弹性限度内,弹力的大小与弹簧的形变量成正比,所以每挂一个钩码拉力增加量相同,弹簧的增加的长度也相同;(2)作图过程中根据胡克定律在弹簧的弹性限度内,弹力的大小与弹簧的形变量成正比,可知画出弹簧弹力F与其伸长量x间关系的F-x图象应为一条倾斜直线.(3)根据F-x图象解斜率即可得到劲度系数.
点评:应用胡克定律注意弹簧的形变量既可以是弹簧的伸长量又可以是压缩量,解题时注意弹簧是被拉长还是被压缩.
练习册系列答案
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(1)欲完成此探究实验,该同学在实验过程中除了要测量最大摆角θ和重心距悬点O的距离L外,还需要测量哪些物理量?写出这些物理量及其字母代号.
(2)通过上述的物理量可求出弹簧T将球A弹出时释放的弹性势能EP.写出其计算表达式(无需书写推导过程).
(3)下面是本实验中的几个步骤:①按实验装置安装好器材;②用刻度尺测定C的重心到悬点O的距离L; ③反复调节盒C的位置,使其运动轨迹平面与光滑轨道在同一平面内,且盒C静挂,开口正对导轨末端,A、C两者重心同高;④用球A压缩弹簧,使其重心处于轨道的某一刻度线上,记录此时的读数;⑤释放A球,让它射入盒C中,一起与C摆动到最大高度;⑥记录最大摆角θ;⑦处理数据,得出结论.在上述步骤中还缺少哪些主要步骤?请你写出来.
(4)该实验除了要保证光滑导轨水平、小球A能正射入小盒C并与C一起运动以外,还应注意些什么?
(2011?海淀区一模)(1)“探究动能定理”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.关于该实验,下列说法正确的是
AC
AC

    A.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.
    B.当小车速度达到最大时,橡皮筋处于伸长状态,小车在两个铁钉的连线处
    C.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度
    D.应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度.
(2)某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前,提出了以下几种猜想:①W∝v,②W∝v2,③W∝
v
.他们的实验装置如图甲所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度).在刚开始实验时,有位同学提出,不需要测出物体质量,只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议.

①请你简要说明为什么不需要测出物体的质量?
②让小球分别从不同高度无初速释放,测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…,读出小球每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4、…,并绘制了如图乙所示的L-v图象.若为了更直观地看出L和v的变化关系,他们下一步应怎么做?
(3)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
①用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为
50.15
50.15
mm;
②用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为
4.700
4.700
mm;
③用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为
220
220
Ω.
④该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S
导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
⑤若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m.(保留2位有效数字)
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.他们的实验装置如图甲所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度).在刚开始实验时,有位同学提出,不需要测出物体质量,只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议.
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