探究弹力和弹簧伸长的关系知识点题库

根据所学知识完成填空：

（1）
有一种游标卡尺，与普通游标卡尺不同，它游标尺的刻线看起来就很“稀疏”，使得读数时清晰明了，方便了使用者正确读取数据（图1）．
①如果此游标尺的刻线是将“39mm等分成20份”那么它的准确度是 mm
②用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图所示，正确的读数是mm
（2）
一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力F与弹簧长度L的图象．如图2所示，下列表述正确的是

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 . 测得的弹力与弹簧的长度成正比
（3）
①如图3所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，若在图示状态下开始做实验，请从该同学的装置和操作中指出存在的问题或错误
②图4是①中更正后实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，求出小车运动加速度的大小为m/s² ，（计算结果保留2位有效数字）

利用图1所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．所用的钩码每只的质量为30g．实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端，稳定后依次测出相应的弹簧总长度，将数据填在表中．（弹力始终未超过弹性限度，取g=10m/s²）

记录数据组	1	2	3	4	5	6
钩码总质量（g）	0	30	60	90	120	150
弹簧总长（cm）	6.00	7.11	8.20	10.31	10.40	11.52

（1）在图2坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图线．
（2）由图线求得该弹簧的劲度系数k=N/m．（保留两位有效数字）

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．

（1）为完成实验，还需要的实验器材有：．
（2）实验中需要测量的物理量有：．
（3）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F﹣x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为N/m．图线不过原点的原因是由于．
（4）为完成该实验，设计的实验步骤如下：
A ．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
B ．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l₀；
C ．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D ．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；
F ．解释函数表达式中常数的物理意义；
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：．

某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该弹簧的自然长度为 cm；该弹簧的弹力F与弹簧总长度L的关系式是 N．

小楠同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，她想估测里面小弹簧在圆柱笔尾端压紧情况下的弹簧势能的增加量，请你帮助它完成这一想法．

（1）写出实验所用的器材：、．
（2）写出实验的步骤和所要测量的物理量（用字母量表示），要求能符号实际并尽量减少误差：．
（3）弹性势能的增加量的表达式△E_P=．

在“研究弹簧的形变与外力的关系”的实验中，将弹簧水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F．实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F﹣﹣x图线如图所示．

（1）由图求出弹簧的劲度系数，即k=N/m
（2）本题中弹簧的形变量x与外力F关系式F=N
（3）图线不过原点的原因是：．

某同学用如图1所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下（g=9.8m/s²）：

砝码质量

m/10²g

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

标尺刻度

x/10^﹣2m

15.00

18.94

22.82

26.78

30.66

34.60

42.00

54.50

（1）根据所测数据，在如图所示的坐标纸上做出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线．
（2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数为N/m．（保留2位有效数字）

某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量之间的关系”的实验时，所用实验装置如图1所示，所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．（弹簧始终未超过弹性限度，取g=10m/s²）

钩码质量/g	0	30	60	90	120	150
弹簧总长/cm	6.00	7.00	8.00	9.00	10.00	11.00

（1）在图2坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系图线．
（2）由图象求得图线斜率为；该图线的数学表达式F=．

某同学用如图所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验。

（1）实验中，他在弹簧两端各系一细绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度L，再算出弹簧伸长量x，并将数据填在下面的表格中。实验过程中，弹簧始终在弹性限度内。

在下图所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力F与弹簧伸长量x对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点用“+”描绘出来，并作出F-x图像。
（2） ①根据上述的实验过程，对实验数据进行分析可知，下列说法正确的是（选填选项前的字母）。
A．弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比

B．弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比

C．该弹簧的劲度系数约为25N/m

D．该弹簧的劲度系数约为2500N/m

②在匀变速直线运动的速度v随时间t变化关系图像中，图线与坐标轴围成的面积的物理意义表示位移。请类比思考，(1)问的F-x图像中图线与坐标轴围成的面积的物理意义是。

某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：

（1）弹簧的劲度系数为。
（2）为了用弹簧测定两木块A、B间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案（填“甲”或“乙”）更合理。

②甲方案中，若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，b的示数为11.0 N，则A、B间的动摩擦因数为。

某实验探究小组探究弹力和弹簧伸长量的关系。

图片_x0020_100017

①将弹簧水平放置，用毫米刻度尺正确操作测出其自然长度如图甲所示，则弹簧的原长L₀=cm。

②然后按图乙所示自然悬挂弹簧，实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，读出弹簧下端指针所指的标尺刻度，即可知道弹簧的长度L，用△L=L-L₀表示弹簧的伸长量。通过实验获得的数据，实验小组作出了弹簧的△L-F图像如图丙所示。根据图丙可得出弹簧的劲度系数k =N/m（结果保留2位有效数字）

③实验小组分析图像过程中发现图线从B点开始发生了弯曲，图线B点过后发生弯曲的原因是

④实验小组发现图线，并没有过原点，出现了误差，没能得出弹力与伸长量严格成正比的结论，本误差属于（选填“系统误差”或“偶然误差”）

在探究弹力和弹簧伸长的关系时,某同学先按图 $\text{[math]}$ 对弹簧甲进行探究,然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图 $\text{[math]}$ 进行探究 $\text{[math]}$ 在弹性限度内,将质量为 $\text{[math]}$ 的钩码逐个挂在弹簧下端,分别测得图 $\text{[math]}$ 、图 $\text{[math]}$ 中弹簧的长度 $\text{[math]}$ 如表所示．

图片_x0020_100017 图片_x0020_100018

已知重力加速度 $\text{[math]}$ ,计算弹簧甲的劲度系数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ,由表中数据 $\text{[math]}$ 填“能”或“不能” $\text{[math]}$ 计算出弹簧乙的劲度系数．

如图（a）所示，深度h =15.0cm的套筒竖直倒置，轻质弹簧的上端固定在套筒内，弹簧处于原长时，其下端位于筒内。用测力计钩住弹簧的下端用力竖直向下拉，记录测力计的示数,和露出筒外的弹簧的长度l，为测量弹簧的劲度系数和原长，现在坐标纸上作出F-l图象，如图（b）所示。则弹簧的劲度系数k=N/m，弹簧的原长l₀ =cm

图片_x0020_100008

某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度)，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为L₀的橡皮筋的上端固定在O点，下端挂一重物．用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于N点，静止时记录下N点的位置a，请回答：

图片_x0020_100017

（1）若拉力传感器显示的拉力大小为F，用刻度尺测量橡皮筋ON的长为L及N点与O点的水平距离为x，则橡皮筋的劲度系数为(用所测物理量表示)．
（2）若换用另一个原长相同的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N点的位置b，发现O、a、b三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，则下列说法中正确的是__________．

A . 第二次拉力传感器显示的拉力示数较大 B . 两次拉力传感器显示的拉力示数相同 C . 第二次所用的橡皮筋的劲度系数小 D . 第二次所用的橡皮筋的劲度系数大

某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

图片_x0020_100010

（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持状态（填“水平”或“竖直”）。
（2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。劲度系数k＝ N/m。
（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x＝ cm。

两根原长相同、劲度系数不同的弹簧甲、乙串联接在一起，构成一个新弹簧丙，设弹簧甲、乙的劲度系数分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。新弹簧丙的劲度系数为 $\text{[math]}$ ，为探究 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大小关系，同学们设计了如图（a）所示的实验，实验步骤如下：

图片_x0020_100016

（1）将新弹簧丙悬挂在铁架台上，刻度尺竖直固定，零刻度与甲弹簧上端对齐，在甲、乙弹簧末端分别固定指针A、B。图（b）是不挂钩码时指针A在刻度尺上位置的放大图，则弹簧甲的原长为cm；

（2）对应指针A、B的读数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，如表格所示。若当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，根据表格中的数据，求出弹簧甲的劲度系数 $\text{[math]}$ N/m，新弹簧丙的劲度系数为 $\text{[math]}$ N/m（结果均保留三位有效数字）；

钩码数/ $\text{[math]}$	1	2	3	4	5
$\text{[math]}$ /cm	16.51	20.50	24.52	28.49	32.51
$\text{[math]}$ /cm	31.07	37.02	43.01	48.98	55.03
$\text{[math]}$ cm	14.56	16.52	18.49	20.49	22.52

（3）根据实验结果，可以判断串联新弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大小关系为___________。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

某同学利用如图所示实验装置探究弹簧弹力与形变量的关系，实验步骤如下：

图片_x0020_100018

（1）请按实验操作的先后顺序，将各步骤的序号写在横线上：；
A ．解释函数表达式中常数的物理意义

B ．以弹簧弹力F（弹簧下端所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧伸长的长度x（x= $\text{[math]}$ ）为横坐标，用描点法作图，画出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线

C ．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记录钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度L，然后取下钩码

D ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力F与弹簧伸长量x的关系式

E ．记下弹簧自由下垂时，其下端在刻度尺上的刻度L₀

F ．将铁架台固定于水平桌面上，如图所示安装好实验装置
（2）以下说法正确的是（______）

A . 可以将弹簧放置在水平桌面测量原长 B . 必须测出钩码质量 C . F随弹簧伸长量x变化的图线倾斜程度越大说明弹簧劲度系数越大 D . 实验中要注意不能超出弹簧的弹性限度

某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向

弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L₀ ，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L_x；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆ ，数据如下表：

代表符号	L₀	L_x	L₁	L₂	L₃	L₄	L₅	L₆
数值（cm）	25.35	27.35	29.35	31.30	33.4	35.35	37.40	39.30

表中有一个数值记录不规范，代表符号为。

（2）如下图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值（填“L₀”或“L_x”）。
（3）由图可知弹簧的劲度系数为N/m；
（4）通过图和表可知砝码盘的质量为（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s²）。

某同学用图甲所示的方案探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

（1）作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线后，发现图线不过原点。你认为造成这种结果的原因是。

（2）该同学找到原因后，进行了改进，采用图乙所示的方案，选择较光滑的水平桌面，滑轮涂上润滑油。实验数据记录如下：

钩码数量/个

（一个钩码10g）

弹簧长度/cm

25.35

27.35

29.36

31.35

33.35

35.34

37.35

弹簧形变量/cm

2.00

4.01

6.00

8.00

9.99

12.00

请根据表中数据在图丙中完成作图，纵轴表示钩码重力，横轴表示弹簧形变量。（重力加速度g取10m/s²）

（3）由作出的图可知弹簧的劲度系数为N/m（结果保留两位有效数字）。

如图所示，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，已知重力加速度g=9.8m/s²。

（1）实验中还需要的测量工具有∶。
（2）关于“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，以下说法正确的是____；

A . 弹簧被拉伸时，拉力越大越好 B . 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要使弹簧保持竖直状态 C . 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读数 D . 用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
（3）弹簧的劲度系数k=N/m（计算结果保留2位有效数字）；
（4）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的关系图像。则下列说法正确的是____。

A . a的原长比b的长 B . a的劲度系数比b的小 C . a的劲度系数比b的大 D . 弹力与弹簧长度成正比

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