實驗：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系(25分鐘50分)1．(8分)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中，彈簧彈力的大小為F，彈簧的形變量(伸長量或壓縮量)為x，下列說法正確的是()A．實驗中勁度系數(shù)k的具體數(shù)值只能用逐個計算的方法求出來，而沒有其他的方法B．如果沒有測出彈簧原長，用彈簧長度L代替x，F(xiàn)-L圖線也是過原點的一條直線C．利用F-x圖線可求出勁度系數(shù)kD．實驗時要把所有點連到線上，才能探索得到真實規(guī)律【解析】選C。該實驗中進行數(shù)據(jù)處理，可以采用圖像法，并非只能用逐個計算的方法來求勁度系數(shù)k，故A項錯誤；用彈簧長度L代替x，F(xiàn)-L圖線不過原點，故B項錯誤；在F-x圖像中圖線的斜率表示勁度系數(shù)，故利用F-x圖線可以求出k值，故C項正確；實驗時并非把所有點連到線上，而是讓線穿過盡量多的點，不能穿過的點盡量分布在線的兩側(cè)，這樣可以剔除誤差比較大的點，故D項錯誤。2．(8分)某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把L－L0作為彈簧的伸長量x。在彈性限度內(nèi)，由于彈簧自身重力的影響，該同學(xué)最后畫出的圖線可能是()【解析】選C。由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時，彈簧的伸長量x＞0，又因為是在彈性限度內(nèi)，所以圖像應(yīng)為一條與x軸正半軸有交點的傾斜的直線，故C項正確。3．(10分)某同學(xué)在豎直懸掛的彈簧下加掛鉤碼，做研究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系實驗。他將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。實驗時彈力始終未超過彈性限度，g取10N/kg。鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150彈簧總長度l/cm彈力F/N0______彈簧伸長量x/m0______(1)將表格中的兩個數(shù)據(jù)補齊。(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上作出彈力F跟彈簧伸長量關(guān)系的F-x圖像。(3)根據(jù)F-x圖像計算出彈簧的勁度系數(shù)為k＝____________N/m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)，此彈簧的彈力大小F彈跟彈簧伸長量x的關(guān)系是____________?！窘馕觥?1)鉤碼的質(zhì)量為90g時，重力G＝90×10－3×10N＝0.9N，彈簧的彈力大小等于鉤碼重力的大小，故為0.9N。此時彈簧長度為9.5cm，故伸長量x＝(9.5－6.0)cm＝3.5cm＝0.035m(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)進行描點、連線，得到F-x圖像如圖所示(3)根據(jù)胡克定律，勁度系數(shù)k＝eq\f(ΔF,Δx)＝26N/m；故由F＝kx可得：F彈＝26x。答案：(1)0.90.035(2)見解析圖(3)26F彈＝26x4．(12分)(2021·溫州高一檢測)為了探究彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系，A同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試、根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示圖像。(1)從圖像上看，該同學(xué)沒能完全按照實驗要求做，從而使圖像上端成為曲線，圖像上端成為曲線是因為___________________________；(2)甲、乙兩彈簧的勁度系數(shù)分別為______N/m和__________N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧__________(選填“甲”或“乙”)；(3)B同學(xué)某次用毫米刻度尺測量彈簧長度時如圖所示，指針示數(shù)為__________cm，他以鉤碼重力為縱坐標(biāo)，彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，作出的圖線如圖所示，造成圖線不過坐標(biāo)原點的原因是____________________?！窘馕觥?1)由胡克定律可知：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與形變量成正比，F(xiàn)-x圖象是直線，由圖示圖像可知，當(dāng)拉力較大時，圖像向上發(fā)生彎曲，這是由于彈簧已經(jīng)超過了彈簧的彈性限度；(2)由圖示圖像可知，彈簧的勁度系數(shù)k甲＝eq\f(ΔF甲,Δx甲)＝eq\f(4,6×10－2)N/m≈66.7N/mk乙＝eq\f(ΔF乙,Δx乙)＝eq\f(8,4×10－2)N/m＝200N/m由于甲的勁度系數(shù)小，因此其精確度高，若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧甲；(3)毫米刻度尺的最小分度為0.1cm，如題圖所示的示數(shù)為16.00cm；當(dāng)豎直懸掛時，由于自身重力的影響彈簧會有一段伸長量，但此時所掛鉤碼的重力為0N，造成圖線不過坐標(biāo)原點的原因是彈簧自身重力的影響。答案：(1)彈簧已經(jīng)超過了彈簧的彈性限度(2)66.7200甲(3)16.00彈簧自身重力的影響5．(12分)橡皮筋具有類似彈簧的力學(xué)性質(zhì)，但在不同的拉力下，橡皮筋的橫截面積會發(fā)生明顯變化，小明同學(xué)猜想橡皮筋的勁度系數(shù)可能不是定值，而與其橫截面積有關(guān)。于是他利用圖甲所示裝置進行探究。請完善下列實驗步驟：(1)把橡皮筋上端固定在鐵架臺的橫梁上，毫米刻度尺豎直固定，其“0”刻度對齊橡皮筋的上端。觀察到橡皮筋自然下垂時，其下端在刻度尺上對應(yīng)的位置如圖乙所示，記為x0，則x0＝________cm；(2)在橡皮筋下端懸掛不同質(zhì)量的重物，記錄橡皮筋在不同彈力下的長度；(3)以橡皮筋的彈力F為縱軸、伸長量x為橫軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點，如圖丙所示；(4)請在圖丙中作出F-x圖像；(5)觀察圖像，隨著橡皮筋不斷伸長，勁度系數(shù)__________(選填“變大”“變小”或“不變”)。你認(rèn)為小明同學(xué)應(yīng)該得出的實驗結(jié)論是_______________________?！窘馕觥?1)由圖乙讀出橡皮筋原長為x0＝4.75cm(4)作出F-x圖像，如圖所示：(5)觀察圖像，隨著橡皮筋變長，圖像