高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)第三章 相互作用——力1 重力與彈力精品課堂檢測(cè)

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)第三章 相互作用——力1 重力與彈力精品課堂檢測(cè)，共7頁。試卷主要包含了實(shí)驗(yàn)原理及操作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
實(shí)驗(yàn)三：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系課中練一、實(shí)驗(yàn)原理及操作【課堂引入】實(shí)驗(yàn)原理及操作例題】1. 如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系．（1）為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有______________．（2）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有______________．（3）圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為____________ N/m．圖線不過原點(diǎn)的原因是由于_______________．（4）為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組（x，F）對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；B．記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端的刻度尺上的刻度l0；C．將鐵架臺(tái)固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D．依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E．以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式．首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F．解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G．整理儀器．請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來：________．【課堂練習(xí)】2. 在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是        。A. 彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度B. 用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C. 用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D. 用幾個(gè)不同的彈簧分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等3. 某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，把作為彈簧的伸長(zhǎng)量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖中的（　?。?/span>A. B. C.  D. 二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【課堂引入】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【例題】4. 某同學(xué)利用如圖甲裝置做“探究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持___________狀態(tài)。(2)他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)___________，勁度系數(shù)___________。(3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖丙所示時(shí)，該彈簧的伸長(zhǎng)量為___________。三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)【例題】5. 某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度（圈數(shù)）的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，各指針的位置記為x。測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示（n為彈簧的圈數(shù)，重力加速度取9.80 m/s2）。已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88 cm。(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①___________；②___________。 P1P2P3P4P5P6x0（cm）2.044.066.068.0510.0312.01x（cm）2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k（N/m）163①56.043.633.828.8（m/N）0.0061②0.01790.02290.02960.0347(2)以n為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在答題卷給出的坐標(biāo)紙上畫出-n圖像___________。(3)題(2)圖中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)。若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=___________N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0（單位為m）的關(guān)系的表達(dá)式為k=___________N/m。
課堂練習(xí)】6. 在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系，并測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．所用的每隔鉤碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提供了向右恒定的拉力，實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)量相應(yīng)的彈簧的總長(zhǎng)度.(1)某同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量后把6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)系圖中，請(qǐng)作出F-L圖線；(2)由此圖線可得出該彈簧的原長(zhǎng)=________cm，勁度系數(shù)k=_______N/m.(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較優(yōu)點(diǎn)在于：________________________；缺點(diǎn)在于：__________________________.
參考答案1. 【答案】 （1）刻度尺；（2）彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量（或與對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度）；（3）200 ；彈簧自重；（4）CBDAEFG【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)需要測(cè)彈簧的長(zhǎng)度、形變量，故還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：刻度尺（2）為了測(cè)量彈簧的形變量；實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量（或與對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度）（3）圖象中的斜率表示形變量，則；圖線不過原點(diǎn)說明沒有力時(shí)有了形變量，故說明彈簧有自身的重力存在；（4）實(shí)驗(yàn)中要先組裝器材，即CB，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即D，最后數(shù)據(jù)處理，分析解釋表達(dá)式，最后整理儀器；即AEFG．所以先后順序?yàn)?/span>CBDAEFG；2. 【答案】AB【詳解】A．彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度，否則彈簧會(huì)損壞，選項(xiàng)A正確；B．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要保證彈簧位于豎直位置，使鉤碼的重力等于彈簧的彈力，要待鉤碼平衡時(shí)再讀讀數(shù)，選項(xiàng)B正確；C．彈簧的長(zhǎng)度不等于彈簧的伸長(zhǎng)量，伸長(zhǎng)量等于彈簧的長(zhǎng)度減去原長(zhǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出彈力與形變量成正比，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AB。3. 【答案】C【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)中用橫軸表示彈簧的伸長(zhǎng)量x，縱軸表示彈簧的拉力F（即所掛重物的重力大小）；（2）彈簧平放時(shí)測(cè)量自然長(zhǎng)度，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為0cm；（3）當(dāng)豎直懸掛時(shí)，由于自身重力的影響彈簧會(huì)有一段伸長(zhǎng)量，但此時(shí)所掛重物的重力為0N（即：F=0N）；（4）因?yàn)樵趶椈傻膹椥韵薅葍?nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)與其所受的拉力成正比；綜合上述分析四個(gè)圖象中只有C符合。故選C。4. 【答案】(1)豎直；(2) 4，50；(3)6【詳解】(1)由于彈簧掛上重物后處于豎直狀態(tài)，因此刻度值必須保持豎直狀態(tài)。(2)圖像與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)就是彈簧的原長(zhǎng)，因此該彈簧的原長(zhǎng)在F-x圖像中，圖像的斜率表示勁度系數(shù)，因此勁度系數(shù)(3)根據(jù)可得5. 【答案】(1)81.7；0.0122；(2) 見解析；(3) ；【詳解】(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)①中根據(jù)表中數(shù)據(jù)②中(2)以n為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)畫出-n圖像圖線如圖
(3)由圖線可知直線的斜率為，故直線方程滿足即（N/m）（在之間均可）由于60匝彈簧的總長(zhǎng)度為11.88cm；則n匝彈簧的原長(zhǎng)滿足代入可得（在之間均可）6. 【答案】(1)見解析；(2) 5cm ；；(3)可以避免彈簧自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪?shí)驗(yàn)誤差【詳解】(1)用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，如圖所示：(2)彈簧的原長(zhǎng)L0即為彈力為零時(shí)彈簧的長(zhǎng)度，由圖象可知，L0=5×10-2m=5cm．勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率，k=20N/m.(3)優(yōu)點(diǎn)是：避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；缺點(diǎn)是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差．