（人教通用版）2014年高三物理一轮复习专讲专练 实验2　探究弹力和弹簧伸长的关系

（人教通用版）2014年高三物理一轮复习专讲专练 实验2　探究弹力和弹簧伸长的关系内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 探究弹力和弹簧伸长的关系图 1某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图 所示，则：(1)弹簧的原长为_2)弹簧的劲度系数为_N/3)若弹簧的长度为 2l2l 1 时仍在弹簧的弹性范围内，此时弹簧的弹力为_2通过“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长(或压缩)量 x 成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同已知一根原长为度系数为 长弹簧 A，现把它截成长为 B、C 两段，设 B 段的劲度系数为23 13 段的劲度系数为 于 k1、k 2、k 3 的大小关系，同学们做出 2、了如下猜想：甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以 k1k 2k 3；乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以 1)可以通过实验来验证猜想实验所需的器材除铁架台外，还有_(2)简要写出实验步骤(3)图 是实验得到的弹力与弹簧伸长的关系图线根据图线，弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系。 图 3橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度范围内，伸长量 x 与弹力 F 成正比，即 Fkx，k 的值与橡皮筋未受到拉力时的长度 L、横截面积 S 有关，理论与实践都表明 kY ，其中 Y 是一料力学上称之为杨氏模量(1)在国际单位制中，杨氏模量 Y 的单位应该是()ANBmCN/mD 3(2)有一段横截 3、面是圆形的橡皮筋，应用如图 所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量 Y 的值首先利用测量工具 a 测得橡皮筋的长度 L再利用测量工具 b 测得橡皮筋未受到拉力时的直径 D那么测量工具 a 应该是 _，测量工具 b 应该是_(3)下面的表格是用图示装置得到的橡皮筋受到的拉力 F 与伸长量 x 的实验记录请在图 中作出 Fx 图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数 k_N/4(4)这种橡皮筋的杨氏模量 Y_4用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质现有一种纳米合金丝，欲测定出其伸长量 x 4、与所受拉力 F、长度 L、截面直径 D 的关系(1)测量上述物理量需要的主要器材是_、_、_等(2)若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出 x 与 F、L、D 间的关系式：x_ (若用到比例系数，可用 k 表示)长度L/(3)在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是_(只需写出一种)(4)若有一根纳米合金丝的长度为 20 面直径为 用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一， ( 二)1(1)l 1(2) (3)2 析 (1)F0 时对应的弹簧长度即为弹簧的原长 (2)在 Fl 图象中，图线的斜率即为弹簧的劲度系数(3) 弹簧的形变量为 2l2l 1l 12(l 2l 1) 5、，故此时弹簧的弹力为 1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(或弹簧测力计)(2)实验步骤：a将弹簧 B 悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度 弹簧 B 的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如 n 个)，并用刻度尺测量弹簧的长度 F算弹簧的弹力；由 xL 1L B 计算出弹簧的伸长量由 k 计算弹簧的劲变钩码的个数，重复实验步骤 b、c，并求出弹簧 B 的劲度系数 平均值e按实验步骤 a、b、c、d 求出弹簧 C 的劲度系数 平均值f比较 k1、k 2、k 3，得到结论(3)从同一根弹簧上截下的几段，越短劲度系数越大3(1)D(2)毫米刻度尺螺旋测微器 (3) 如图所示0 2 N/m(4)510 6 6、析 (1)在弹性限度范围内，弹力 F 与伸长量 x 成正比，有 F由题意知 kY ， ，各物理量取国际单位可得杨氏模量的单位是 N/ 2)毫米刻度尺精 旋测微器精确度为 a 是毫米刻度尺，b 是螺旋测微器(3)作图如图所示根据图线斜率的物理意义表示劲度系数 k，得 k 0 2 N/m.(4)根kY 求得 Y510 6 1)弹簧测力计刻度尺螺旋测微器(2) (3) 控制变量法 (4)析 (1)用弹簧测力计测量力的大小，用刻度尺测量纳米合金丝的长度，用螺旋测微器测量纳米合金丝的直径(2)用表格中的数据分析可知：当力、直径一定时，伸长量与长度成正比；当力、长度一定时，伸长量与直径成反比；当长度、直径一定时，伸长量与力成正比所以有：x )研究伸长量 x 与拉力 F 的关系时，先控制长度、直径不变，再研究伸长量与拉力的关系，这种方法称为控制变量法这是物理实验中的一个重要研究方法光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (4)代入表中数据求出 k，再求该纳米合金丝能承受的最大拉力k 0 8 m/N，则 0 30 10 2 0 0 8100N.。