實驗二探究彈簧彈力與形變量的關系(限時40分鐘)1.[2023·湖北孝感模擬]某同學利用如圖甲所示裝置做“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗.(1)圖乙所示的彈簧用毫米刻度尺測得的長度為cm.

(2)用兩根不同規(guī)格的彈簧a和b進行實驗,得到彈力F與彈簧形變量x關系如圖丙所示,關于圖像分析下列說法正確的是.

A.彈性限度內,彈簧a的勁度系數(shù)比b小B.彈簧a的自重比彈簧b的大C.彈簧a的原長一定比彈簧b的大D.彈簧a的圖像彎曲,是因為超過了彈簧的彈性限度2.[2024·山東青島模擬]某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置測量彈簧的勁度系數(shù),讓毫米刻度尺的0刻度線與彈簧上端對齊,實驗時通過改變彈簧下端懸掛的鉤碼數(shù)量,改變彈簧的彈力F,并利用刻度尺讀出對應的彈簧長度L.(1)下列說法不正確的是.

A.懸吊鉤碼時,應在鉤碼靜止后再讀數(shù)B.每次必須增加相同個數(shù)的鉤碼,鉤碼的總重力與彈力F大小相等C.如果未測量彈簧原長,實驗就無法得到彈簧的勁度系數(shù)D.用幾個不同的彈簧分別測出幾組彈力與伸長量,得出彈力與伸長量之比相等(2)實驗小組先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長,用刻度尺測出彈簧的原長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,則作出的彈簧彈力F與彈簧的伸長量x之間的關系圖像,可能正確的是.

ABCD(3)通過F-x圖像的斜率求出彈簧的勁度系數(shù)k,則k(選填“大于”“小于”或“等于”)勁度系數(shù).

(4)若實驗中毫米刻度尺沒有完全豎直,而讀數(shù)時視線保持水平,則由實驗數(shù)據(jù)測量得到的彈簧勁度系數(shù)將(選填“偏大”“偏小”或“不受影響”).

3.實驗小組測量某彈簧的勁度系數(shù),彈簧形狀如圖甲所示.把彈簧懸掛在鐵架臺上,并在彈簧旁邊沿豎直方向固定一刻度尺,刻度尺的零刻度對齊彈簧上端.0個鉤碼時,彈簧長5.5cm.在彈簧下端逐個增掛鉤碼,每個鉤碼重力為0.5N,并記錄彈簧的長度,如表所示.表:彈簧長度與鉤碼個數(shù)關系數(shù)據(jù)編號ABCDn(鉤碼個數(shù))個1234L(彈簧長度)/cm6.108.1010.1112.10數(shù)據(jù)編號EFGHn(鉤碼個數(shù))個5678L(彈簧長度)/cm14.0916.1018.0920.11(1)把表中數(shù)據(jù)全部描在圖乙上(已描好四個數(shù)據(jù)點),并根據(jù)圖中的點擬合出該彈簧的L-n圖像.(2)根據(jù)圖乙中的擬合直線可以判斷該彈簧的勁度系數(shù)為N/m(結果保留2位有效數(shù)字).該擬合直線在縱軸上的截距表示的理論值,該理論值與實際值(選填“相等”或“不相等”)

(3)小明通過在彈簧下端預先掛上重物的方法“改造彈簧”,使彈簧處于拉伸狀態(tài).然后逐個增掛鉤碼,重新繪制出L-n圖像.根據(jù)該L-n圖像測量出彈簧的勁度系數(shù)將(選填“偏大”“偏小”或“不變”)

(4)小明發(fā)現(xiàn),利用L-n圖像求勁度系數(shù)不夠直觀,需要將圖線斜率進行轉化.如想令圖線斜率直接等于待測的勁度系數(shù),且以N/m為單位.則需要計算并添加的數(shù)據(jù)行,并將L行單位化為m,再作的圖像.

4.[2024·湖南長沙模擬]某實驗小組設計實驗探究彈簧的勁度系數(shù)與哪些因素有關,在研究彈簧勁度系數(shù)與彈簧的圈數(shù)關系時:(1)實驗小組選取材料相同,直徑相同,粗細相同,長度相同,圈數(shù)不同的兩個彈簧進行實驗.按照如圖甲所示的方案設計實驗,1的圈數(shù)少,2的圈數(shù)多,改變被支撐重物的質量m,靜止時測出彈簧的形變量x,得到形變量x與質量m的關系圖像,如圖乙所示則可知彈簧單位長度的圈數(shù)越(選填“多”或“少”),彈簧的勁度系數(shù)越小.

(2)圖乙中,已知彈簧1的勁度系數(shù)為k,則彈簧2的勁度系數(shù)為.

(3)如圖丙所示,某學習小組把兩根彈簧連接起來,測量彈簧1的勁度系數(shù),彈簧2的重力(選填“會”或“不會”)引起彈簧1的勁度系數(shù)的測量誤差.

(4)如圖丙所示,某學習小組把兩根彈簧連接起來,若不考慮彈簧自身重力,把兩根彈簧當成一根新彈簧,則新彈簧的勁度系數(shù)為.

5.在“探究彈力與彈簧伸長量的關系,并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中,實驗裝置如圖甲,所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力.實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測出相應的彈簧總長度.(1)有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標圖乙中,請作出F-L圖線;(2)由此圖線可得出的結論是,該彈簧的原長為L0=cm,勁度系數(shù)k=N/m;

(3)試根據(jù)以上該同學的實驗情況,請你幫助他設計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格;(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))(4)該同學實驗時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較;優(yōu)點在于;

缺點在于.

6.[2024·安徽淮南模擬]實驗小組利用圖甲所示裝置探究彈力與彈簧形變量的關系.重物放在水平放置的電子秤上面,輕質彈簧一端與重物相連,另一端與跨過處于同一水平高度的兩個光滑定滑輪的細線的M端相連,調整滑輪1的位置,使其下方的細線處于豎直狀態(tài).初始時,細線各部分均伸直但無張力,滑輪2的右側豎直固定一刻度尺,調整刻度尺的高度,使其零刻度線恰與細線N端點對齊.現(xiàn)緩慢豎直向下拉端點N,分別記錄端點N移動的距離x及對應的電子秤的示數(shù)m,如下表所示.x/cm51015202530m/kg3.53.02.42.01.51.0(1)以電子秤的示數(shù)m為縱軸,端點N移動的距離x為橫軸建立坐標系,如圖乙所示,請在坐標系中描點畫出m-x圖像.(2)小組查得當?shù)氐闹亓铀俣萭取9.8m/s2