考點(diǎn)一 教材原型實(shí)驗(yàn)
作圖處理數(shù)據(jù)的規(guī)則
(1)要在坐標(biāo)軸上標(biāo)明代表的物理量符號(hào)、單位，恰當(dāng)?shù)剡x取縱軸、橫軸的標(biāo)度，并根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)正確確定坐標(biāo)起點(diǎn)，使所作出的圖像盡可能占滿整個(gè)坐標(biāo)圖紙。若彈簧原長(zhǎng)較長(zhǎng)，則橫坐標(biāo)的起點(diǎn)可以不從零開(kāi)始。
(2)作圖線時(shí)，盡可能使直線通過(guò)較多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能均勻分布在直線的兩側(cè)(若有個(gè)別點(diǎn)偏離太遠(yuǎn)，則是因偶然誤差太大所致，應(yīng)舍去)。
(3)要注意坐標(biāo)軸代表的物理量的意義，注意分析圖像的斜率、截距的意義。
例1 (2022·湖南卷，11)小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖1(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
(1)查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05 g；
(2)將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度l，記錄數(shù)據(jù)如下表：
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(b)上描點(diǎn)，繪制圖線；
圖1
(4)取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖(c)所示，此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)_______ cm；
(5)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為_(kāi)_______ g(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
答案 (3)見(jiàn)解析圖 (4)15.35 (5)128
解析 (3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線如圖。
(4)由題圖(c)可知刻度尺的分度值為1 mm，故讀數(shù)為l＝15.35 cm。
(5)設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為l0，則
n1mg＝k(l1－l0)，n2mg＝k(l2－l0)
則橡皮筋的勁度系數(shù)為k＝eq \f(（n2－n1）mg,l2－l1)
從作出的l－n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得
k＝eq \f(（n2－n1）mg,l2－l1)＝eq \f(10,3)mg (N/cm)
l0＝eq \f(n2l1－n1l2,n2－n1)＝9.00 cm
設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為m1，
則有m1g＝k(l－l0)
可得m1＝eq \f(10,3)×6.05×(15.35－9.00) g≈128 g。
跟蹤訓(xùn)練
1.(2023·江蘇蘇州模擬)某同學(xué)用圖2(a)所示裝置探究?jī)筛嗤瑥椈杉?、乙串?lián)后總的勁度系數(shù)與彈簧甲勁度系數(shù)的關(guān)系。他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧甲的長(zhǎng)度和兩彈簧的總長(zhǎng)度，再將鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，記錄數(shù)據(jù)填在下面的表格中。
(a)
(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是______。
A.懸掛鉤碼后立即讀數(shù)
B.鉤碼的數(shù)量可以任意增減
C.安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持豎直狀態(tài)
(2)已作出鉤碼重力F與彈簧總長(zhǎng)度L2的關(guān)系圖像，如圖(b)中實(shí)線所示，由圖像可知兩根彈簧串聯(lián)后總的勁度系數(shù)k為_(kāi)_______N/cm。
(b)
圖2
(3)在圖(b)的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)作出鉤碼重力F與彈簧甲的長(zhǎng)度L1的關(guān)系圖像。
(4)根據(jù)F－L1圖像可求出一根彈簧的勁度系數(shù)k′，k和k′的定量關(guān)系為_(kāi)_______。
(5)本實(shí)驗(yàn)中，彈簧的自重對(duì)所測(cè)得的勁度系數(shù)________(選填“有”或“無(wú)”)影響。
答案 (1)C (2)1.00 (3)見(jiàn)解析圖 (4)k′＝2k (5)無(wú)
解析 (1)懸掛鉤碼后應(yīng)等示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)，A錯(cuò)誤；因?yàn)樗鶔煦^碼重力不能超過(guò)彈簧彈性限度，即鉤碼的數(shù)量不可以任意增減，B錯(cuò)誤；安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持豎直狀態(tài)，C正確。
(2)因?yàn)镕－L圖像的斜率為勁度系數(shù)，
故k＝eq \f(ΔF,ΔL)＝1.00 N/cm。
(3)圖像如圖所示。
(4)根據(jù)F－L1圖像可求出一根彈簧的勁度系數(shù)為k′＝2.00 N/cm，故k和k′的定量關(guān)系為k′＝2k。
(5)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)中，用圖像斜率求得彈簧勁度系數(shù)，故彈簧的自重對(duì)所測(cè)得的勁度系數(shù)無(wú)影響。
考點(diǎn)二 創(chuàng)新拓展實(shí)驗(yàn)
創(chuàng)新角度：實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)
例2 (2021·廣東卷，11)某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)。緩沖裝置如圖3所示，固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個(gè)質(zhì)量為200 g 的鋼球(直徑略小于玻璃管內(nèi)徑)逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)n和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)Ln，數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。
圖3
(1)利用ΔLi＝Li＋3－Li(i＝1，2，3)計(jì)算彈簧的壓縮量：ΔL1＝6.03 cm，ΔL2＝6.08 cm，ΔL3＝________cm，壓縮量的平均值eq \(ΔL,\s\up6(－))＝eq \f(ΔL1＋ΔL2＋ΔL3,3)＝________cm；
(2)上述eq \(ΔL,\s\up6(－))是管中增加________個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；
(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80 m/s2，該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
答案 (1)6.04 6.05 (2)3 (3)48.6
解析 (1)ΔL3＝L6－L3＝18.09 cm－12.05 cm＝6.04 cm，壓縮量的平均值
eq \(ΔL,\s\up6(－))＝eq \f(ΔL1＋ΔL2＋ΔL3,3)＝6.05 cm。
(2)根據(jù)(1)問(wèn)可知，eq \(ΔL,\s\up6(－))為增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的平均壓縮量。
(3)根據(jù)胡克定律的推論可知，3mgsin θ＝keq \(ΔL,\s\up6(－))，代入數(shù)值解得k＝48.6 N/m。
跟蹤訓(xùn)練
2.(2022·廣東珠海模擬)用如圖4甲所示的裝置來(lái)探究胡克定律，輕質(zhì)彈簧的左端與固定在墻上的拉力傳感器連接，在右端水平拉力F的作用下從原長(zhǎng)開(kāi)始沿水平方向緩慢伸長(zhǎng)，彈簧與水平面不接觸，通過(guò)刻度尺可以讀出彈簧的伸長(zhǎng)量x，通過(guò)拉力傳感器可以讀出F，多次測(cè)量F、x作出F－x圖像如圖乙所示，回答下列問(wèn)題：
甲
乙
圖4
(1)伸長(zhǎng)量達(dá)到某個(gè)點(diǎn)后圖像變彎曲，原因可能是__________________________________________________________________。
(2)彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______。
(3)彈簧的伸長(zhǎng)量分別為x2和x1時(shí)，拉力傳感器的示數(shù)之差為_(kāi)_______。
答案 (1)彈簧超過(guò)了最大彈性限度 (2)eq \f(F2,x2) (3)eq \f(F2（x2－x1）,x2)
解析 (1)當(dāng)彈力增大，圖像變彎曲，原因是彈簧超過(guò)了最大彈性限度。
(2)F－x圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，則k＝eq \f(F2,x2)。
(3)彈簧的伸長(zhǎng)量為x1時(shí)，設(shè)拉力傳感器的示數(shù)為F1，
由k＝eq \f(F1,x1)，結(jié)合k＝eq \f(F2,x2)，
可得F1＝eq \f(F2x1,x2)
則有F2－F1＝eq \f(F2（x2－x1）,x2)。
1.彈簧是大家在生活中比較常見(jiàn)的機(jī)械零件，彈簧在外力作用下發(fā)生形變，撤去外力后，彈簧就能恢復(fù)原狀。很多工具和設(shè)備都是利用彈簧這一性質(zhì)來(lái)工作的。實(shí)驗(yàn)室中有五根一模一樣的彈簧，小明想測(cè)量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在水平鐵架臺(tái)上，如圖1甲所示，1號(hào)彈簧不掛鉤碼，2號(hào)掛1個(gè)鉤碼，3號(hào)掛2個(gè)鉤碼，依此類(lèi)推，鉤碼均相同。計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字。
(1)為了更直觀地呈現(xiàn)出彈力大小F與伸長(zhǎng)量Δx的關(guān)系，小明以1號(hào)彈簧末端指針?biāo)傅奈恢脼樵c(diǎn)，作出豎直的y軸及水平的x軸，其中y軸代表________，x軸代表________(均選填“F”或“Δx”)。
圖1
(2)為測(cè)量彈簧的伸長(zhǎng)量，小明取來(lái)一把米尺，豎直放置在地上，米尺的100 cm刻度剛好與1號(hào)彈簧末端指針在同一水平線上，測(cè)量2號(hào)彈簧末端指針位置時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，則此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為_(kāi)_______cm。
(3)小明依次測(cè)量3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)彈簧的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)作出圖像，如圖丙，已知圖中數(shù)據(jù)的單位均取國(guó)際單位制單位，則這些彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m。
答案 (1)Δx F (2)4.00 (3)50
解析 (1)由題圖甲知，y軸代表彈簧的伸長(zhǎng)量Δx，x軸代表彈力大小F。
(2)由題圖乙知，2號(hào)彈簧末端指針位置對(duì)應(yīng)的刻度為96.00 cm，故彈簧伸長(zhǎng)量
Δx＝100 cm－96.00 cm＝4.00 cm。
(3)由題圖丙得k＝eq \f(F,Δx)＝eq \f(4,0.08) N/m＝50 N/m。
2.(2023·湖南長(zhǎng)沙模擬)某同學(xué)想測(cè)量?jī)筛牧喜煌?、粗?xì)不同、長(zhǎng)度不同的輕彈簧的勁度系數(shù)，他設(shè)計(jì)了如圖2(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
圖2
①將一根粗細(xì)均勻的桿豎直固定在水平面上，在其表面涂上光滑材料；
②將輕彈簧A套在豎直桿上，將輕彈簧B套在彈簧A外面，彈簧A與桿之間以及彈簧B與彈簧A之間均有一定間隙；
③將刻度尺豎直固定在彈簧左側(cè)，讀出此時(shí)彈簧A、B的長(zhǎng)度；
④將金屬圓環(huán)套在豎直桿上并輕輕放在彈簧上，待圓環(huán)平衡后從刻度尺上讀出彈簧A、B的長(zhǎng)度；
⑤逐漸增加金屬圓環(huán)(與此前所加的金屬圓環(huán)完全相同)個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟④；
⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出彈簧上方所加金屬圓環(huán)的個(gè)數(shù)n及彈簧A對(duì)應(yīng)的形變量x，通過(guò)計(jì)算機(jī)擬合出如圖(b)所示的x－n圖像；
⑦用天平測(cè)量出一個(gè)金屬圓環(huán)的質(zhì)量為100 g，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未超過(guò)彈簧的彈性限度，重力加速度g取9.80 m/s2。
回答下列問(wèn)題：
(1)彈簧A、B的勁度系數(shù)分別為kA＝________N/m，kB＝________N/m。
(2)若把彈簧A、B串接在一起，將一端固定在天花板上，另一端懸掛一重力為G的物塊，則物塊靜止時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量之和Δl＝________(用kA、kB、G表示)。
答案 (1)156.8 235.2 (2)Geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,kA)＋\f(1,kB)))
解析 (1)由題可知，圓環(huán)數(shù)為4個(gè)時(shí)，恰好壓在彈簧B上，且不受到B的彈力，此前，圓環(huán)僅受彈簧A的彈力，此后受到A、B兩個(gè)彈簧的彈力，n＝4時(shí)
4mg＝kAx1
解得kA＝156.8 N/m
n＝8時(shí)8mg＝kAx2＋kB(x2－x1)
解得kB＝235.2 N/m。
(2)串聯(lián)時(shí)，兩個(gè)彈簧的拉力相等，
則lA＝eq \f(G,kA)，lB＝eq \f(G,kB)
可得Δl＝lA＋lB＝G(eq \f(1,kA)＋eq \f(1,kB))。
3.某同學(xué)探究如圖3甲中臺(tái)秤的工作原理。他將臺(tái)秤拆解后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖乙所示，托盤(pán)A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C固定連在一起，齒輪D可無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，與齒條C完全嚙合，在齒輪上固定指示示數(shù)的輕質(zhì)指針E，兩根完全相同的彈簧將橫桿H吊在秤的外殼I上。他想根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)，經(jīng)過(guò)調(diào)校，托盤(pán)中不放物品時(shí)，指針E恰好指在豎直向上的位置。若放上質(zhì)量為m的物體指針偏轉(zhuǎn)了θ弧度(θ

相關(guān)試卷

備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第二章相互作用實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系命題點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新：

這是一份備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第二章相互作用實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系命題點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新，共3頁(yè)。試卷主要包含了01，49等內(nèi)容，歡迎下載使用。

備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第二章相互作用實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系命題點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新：

這是一份備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第二章相互作用實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系命題點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新，共2頁(yè)。試卷主要包含了05g；，35　cm；，51，02，54等內(nèi)容，歡迎下載使用。

備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第二章相互作用實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系命題點(diǎn)1教材原型實(shí)驗(yàn)：

這是一份備考2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第二章相互作用實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系命題點(diǎn)1教材原型實(shí)驗(yàn)，共4頁(yè)。試卷主要包含了實(shí)驗(yàn)原理與過(guò)程，實(shí)驗(yàn)誤差分析與注意事項(xiàng)，15　cm，9　N/m，812×10－2N/m＝4，01kg＝10g，考創(chuàng)新，35等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

2024高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第二章 實(shí)驗(yàn)二 探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

2024高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第二章 實(shí)驗(yàn)二 探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系
(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí)第2章實(shí)驗(yàn)二《探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系》(含解析)

(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí)第2章實(shí)驗(yàn)二《探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系》(含解析)
高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)考點(diǎn)二相互作用——力第15練實(shí)驗(yàn)：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系含解析

高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)考點(diǎn)二相互作用——力第15練實(shí)驗(yàn)：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系含解析
高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練07《實(shí)驗(yàn)：探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系》(含解析)

高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練07《實(shí)驗(yàn)：探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系》(含解析)
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專(zhuān)區(qū)
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專(zhuān)業(yè)更值得信賴(lài)
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部