第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系胡克定律課時(shí)對(duì)點(diǎn)練[分值：70分][1~4題，每題5分]1.(2024·南京市秦淮中學(xué)高一期中)一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為8cm，在4N的拉力作用下伸長(zhǎng)了2cm，彈簧未超出彈性限度，則該彈簧的勁度系數(shù)為()A.2.5cm/N B.40N/mC.0.5cm/N D.200N/m答案D解析由胡克定律可得k＝Fx＝40.02N/m＝2002.(2024·邵陽(yáng)市高一期中)如圖所示，重力為6N的物體掛在輕質(zhì)彈簧的下端時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了0.03m。現(xiàn)換用另一個(gè)重力為12N的物體掛在該彈簧的下端(形變?nèi)栽趶椥韵薅葍?nèi))，這時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量、勁度系數(shù)分別是()A.0.03m100N/mB.0.04m200N/mC.0.05m100N/mD.0.06m200N/m答案D解析根據(jù)胡克定律F＝kx可得，彈簧的勁度系數(shù)k＝F1x1＝60.03N/m＝200N/m，重力為12N的物體掛在彈簧的下端，彈簧的伸長(zhǎng)量x2＝3.如圖所示，輕質(zhì)彈簧的兩端在兩等大拉力F＝2N的作用下，伸長(zhǎng)了2cm(在彈性限度內(nèi))。下列說法正確的是()A.彈簧的彈力為2NB.彈簧的彈力為4NC.該彈簧的勁度系數(shù)為50N/mD.該彈簧的勁度系數(shù)為25N/m答案A解析輕質(zhì)彈簧的兩端均受2N的拉力作用，彈簧的彈力為F彈＝2N，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)胡克定律得彈簧的勁度系數(shù)為k＝Fx＝20.02N/m＝100N/m，4.(多選)在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是()A.在彈簧下端掛鉤碼時(shí)，不能掛太多鉤碼，以保證彈簧處于彈性限度內(nèi)B.用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量C.彈簧豎直懸掛于鐵架臺(tái)的橫梁上，刻度尺應(yīng)豎直固定在彈簧附近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)量之比均相等答案AC解析在彈簧下端掛鉤碼時(shí)，不能掛太多鉤碼，以保證彈簧處于彈性限度內(nèi)，故A正確；用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度減去彈簧原長(zhǎng)即為彈簧的伸長(zhǎng)量，故B錯(cuò)誤；彈簧豎直懸掛于鐵架臺(tái)的橫梁上，刻度尺應(yīng)豎直固定在彈簧附近，故C正確；拉力與伸長(zhǎng)量之比是勁度系數(shù)，由彈簧自身的長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料等因素決定，同一彈簧的勁度系數(shù)是不變的，不同的彈簧的勁度系數(shù)不一定相同，故D錯(cuò)誤。5.(6分)(來自魯科教材)在“探究彈簧彈力的大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖所示的圖像。根據(jù)此圖像可求出該彈簧的原長(zhǎng)為cm，彈簧的勁度系數(shù)為N/m。

答案850解析由題圖知，當(dāng)l＝8cm時(shí)，F(xiàn)＝0，即彈簧原長(zhǎng)為l0＝8cm；當(dāng)l＝16cm時(shí)，F(xiàn)＝4N。根據(jù)胡克定律F＝kx＝k(l－l0)得k＝Fl?l0＝6.(10分)(2024·江西省高一期中)某同學(xué)用圖甲裝置做“彈簧的彈力與伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)(4分)圖示實(shí)驗(yàn)裝置中，刻度尺保持豎直，為了便于直接讀出彈簧的長(zhǎng)度，刻度尺的零刻度應(yīng)與彈簧的(選填“上端”或“下端”)對(duì)齊；不掛鉤碼時(shí)指針?biāo)缚潭瘸叩奈恢萌鐖D乙所示，則此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度L0＝cm。

(2)(4分)改變所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，記錄每次所掛鉤碼的質(zhì)量m及彈簧的長(zhǎng)度L，根據(jù)F＝mg求得彈力(g為重力加速度)，根據(jù)x＝L－L0求出彈簧伸長(zhǎng)量，根據(jù)求得的多組F、x作F－x圖像，如圖丙所示。由圖像可求得彈簧的勁度系數(shù)為k＝N/m(保留一位小數(shù))，由圖像可知：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成。

(3)(2分)若該同學(xué)重新實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)多用了幾個(gè)鉤碼，作出的F－x圖像出現(xiàn)了彎曲現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因是。答案(1)上端15.10(2)312.5正比(3)彈簧超出了彈性限度解析(1)零刻度應(yīng)與彈簧的上端對(duì)齊。由題圖乙可知該刻度尺的分度值為1mm，估讀一位，則彈簧的長(zhǎng)度L0＝151.0mm＝15.10cm。(2)由題圖丙可得勁度系數(shù)k＝250.08N/m＝312.5由圖像可知：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比。(3)圖像出現(xiàn)彎曲說明彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量不再成正比，原因是彈簧超出了彈性限度。[7題6分]7.(2023·西安市第三中學(xué)高一期中)如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度和彈力大小的關(guān)系圖像。根據(jù)圖像可知()A.彈簧的勁度系數(shù)為1.5N/cmB.彈簧的勁度系數(shù)為1.5N/mC.彈簧的原長(zhǎng)為2cmD.若給彈簧施加一個(gè)大小為3N的作用力，彈簧的長(zhǎng)度一定為8cm答案A解析從題圖可以看出，L＝6cm時(shí)，F(xiàn)為0，故該彈簧的原長(zhǎng)為6cm，C錯(cuò)誤；根據(jù)胡克定律有k＝ΔFΔL＝610?6N/cm＝1.5N/cm，即彈簧的勁度系數(shù)為1.5N/cm，A正確，B錯(cuò)誤；作用力為3N時(shí)，彈簧的形變量為ΔL'＝F'k＝31.5cm＝2cm8.(10分)(2024·廣東省深圳中學(xué)高一期中)用鐵架臺(tái)、帶掛鉤的不同彈簧若干、50g的鉤碼若干、刻度尺等，安裝如圖甲所示的裝置，探究彈簧彈力F的大小與伸長(zhǎng)量x之間的定量關(guān)系。(1)(2分)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)。彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在(選填“水平”或“豎直”)方向。

(2)(6分)由圖乙可知?jiǎng)哦认禂?shù)較大的是彈簧(填“A”或“B”)；還可算出B彈簧的勁度系數(shù)為N/m(保留三位有效數(shù)字)。若把兩個(gè)彈簧分別制作成彈簧測(cè)力計(jì)，(填“A”或“B”)的靈敏度更高。

(3)(2分)若某同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，誤把彈簧長(zhǎng)度當(dāng)成伸長(zhǎng)量作為橫坐標(biāo)作圖，則該同學(xué)所作圖像得到的勁度系數(shù)將(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

答案(1)豎直(2)A10.0B(3)不變解析(1)彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在豎直方向。(2)根據(jù)胡克定律有k＝ΔFΔx，F(xiàn)－x圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，則可知AB彈簧的勁度系數(shù)為k＝20.2N/m＝10.0把兩個(gè)彈簧分別制作成彈簧測(cè)力計(jì)，選擇勁度系數(shù)小的，即B，形變更加明顯，更加準(zhǔn)確。(3)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，彈簧長(zhǎng)度當(dāng)成伸長(zhǎng)量，函數(shù)關(guān)系可得F＝k(L－L0)可知圖像斜率仍為勁度系數(shù)，不會(huì)發(fā)生改變。9.(11分)一根輕質(zhì)彈簧在10.0N的拉力作用下，其長(zhǎng)度由原來的5.00cm伸長(zhǎng)為6.00cm。則：(彈簧始終在彈性限度內(nèi))(1)(5分)當(dāng)這根彈簧長(zhǎng)度為4.20cm時(shí)，彈簧受到的壓力是多大？(2)(6分)當(dāng)彈簧受到15.0N的拉力時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度是多少？答案(1)8.00N(2)6.50cm解析彈簧原長(zhǎng)L0＝5.00cm＝5.00×10－2m在拉力F1＝10.0N的作用下伸長(zhǎng)到L1＝6.00cm＝6.00×10－2m根據(jù)胡克定律得F1＝kx1＝k(L1－L0)解得彈簧的勁度系數(shù)k＝F110.0(6.00?5.00)×10?2N/m＝1.00×(1)設(shè)當(dāng)壓力大小為F2時(shí)，彈簧被壓縮到L2＝4.20cm＝4.20×10－2m根據(jù)胡克定律得，壓力大小F2＝kx2＝k(L0－L2)＝1.00×103×(5.00－4.20)×10－2N＝8.00N。(2)設(shè)彈簧的彈力大小F＝15.0N時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x，由胡克定律得x＝Fk＝15.01.00×103m＝1.50此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝L0＋x＝6.50cm。[7分]10.(2024·安陽(yáng)市高一期中)如圖所示為鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長(zhǎng)度都是40cm，某人用300N的力把它們拉長(zhǎng)至1m，則()A.