实验二-探究弹簧弹力与形变量的关系.doc

实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系
1. 某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图像如图乙所示，取g＝10 m/s2.回答下列问题：

甲 乙
(1) 某次测量如图甲所示，指针指示的刻度值为____________________cm.
(刻度尺单位为cm)
(2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为__________N/m.(结果保留两位有效数字)
(3) 另一同学在做该实验时有下列做法，其中错误的是__________．
A. 实验中未测量小盘的重力
B. 刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐
C. 读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针上下运动最快的位置读取
D. 在利用x－m图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据
2. (1) 某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是__________．作出F－x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．

(2) 该同学更换弹簧，进行重复实验，得到如图丙所示的弹簧弹力F与伸长量x的关系图线，由此可求出该弹簧的劲度系数为________N/m，图线不过原点的原因是__________________________．
3. 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．
(1) 图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为_______cm.
,甲)　,乙)　,丙)
(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中做法规范的是________．(填选项前的字母)
A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B. 随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
(3) 图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_________________________．
4. 弹簧的弹力与其形变量是遵循胡克定律的．其实橡皮条也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，其中k是一个比例系数，类似于弹簧的劲度系数，k的值与橡皮条未受到拉力时的长度L、横截面积S有关．理论与实验都表明k＝，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量．
(1) 物理公式能够反映物理量的单位关系，则在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是________．
A. N B. m
C. N/m D. N/m2
(2) 有一段横截面积是圆形的橡皮条，用螺旋测微器测量它的直径如图甲所示，则读数为________mm.
(3) 通过实验测得该橡皮条的一些数据，并作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图乙所示．图像中图线发生弯曲的原因是________________________．

甲 乙
5. 某实验小组成员利用如图所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．通过改变弹簧下面所挂钩码个数，测出弹力和弹簧伸长量的几组数据：

弹力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧的伸长量x/cm
2.6
5.0
7.4
9.8
12.4
(1) 请作出F－x图像．

(2) 实验得到的结论为____________________________．
(3) 此弹簧的劲度系数为____________．
(4) 若小组成员先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图像可能是图中的________．

6. 如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验．

甲 乙

丙
(1) 实验中还需要的测量工具有：__________.
(2) 如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x.由图可知图线不通过原点的原因是____________________________．弹簧的劲度系数 k＝__________N/m.(计算结果保留两位有效数字)
(3) 如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F－L图像，下列说法中正确的是________．
A. a的原长比b的长
B. a的劲度系数比b的大
C. a的劲度系数比b的小
D. 弹力与弹簧长度成正比