20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：實(shí)驗(yàn)二-探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系-【含答案】-資料下載頁(yè)
2025-04-03 02:52本頁(yè)面
【正文】 ，伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度(形變量)近似相等，故可以判斷胡克定律成立。(4)根據(jù)胡克定律有k＝＝N/m＝ N/m。3．(2020安徽黃山質(zhì)檢)某同學(xué)為研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系，做了如下實(shí)驗(yàn)：①如圖(甲)所示，將白紙固定在制圖板上，橡皮筋一端固定在O點(diǎn)，另一端A系一小段輕繩(帶繩結(jié))；將制圖板豎直固定在鐵架臺(tái)上。②將質(zhì)量m＝100 g的鉤碼掛在繩結(jié)上，靜止時(shí)描下橡皮筋下端點(diǎn)的位置A0；用水平力拉A點(diǎn)，使A點(diǎn)在新的位置靜止，描下此時(shí)橡皮筋下端點(diǎn)的位置A1；逐步增大水平力，重復(fù)5次……③取下制圖板，量出A1，A2，…各點(diǎn)到O的距離l1，l2，…量出各次橡皮筋與OA0之間的夾角α1，α2，…。④在坐標(biāo)紙上作出－l的圖像如圖(乙)。完成下列填空：(1)已知重力加速度為g，當(dāng)橡皮筋與OA0間的夾角為α?xí)r，橡皮筋所受的拉力大小為(用g，m，α表示)。(2)由圖(乙)可得橡皮筋的勁度系數(shù)k＝102N/m，橡皮筋的原長(zhǎng)l0＝。(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)[解析] (1)橡皮筋拉力沿豎直方向的拉力大小等于鉤碼的重力，即Tcos α＝mg，T＝。(2)根據(jù)胡克定律得T＝k(l－l0)，T＝，聯(lián)立解得＝l－，圖線斜率為＝＝，解得k＝102N/m；延長(zhǎng)圖(乙)中的圖線與l軸交點(diǎn)表示橡皮筋的原長(zhǎng)，即l0＝ m。4．(2020遼寧沈陽(yáng)東北育才學(xué)校一模)將兩根自然長(zhǎng)度相同、勁度系數(shù)不同、粗細(xì)也不同的彈簧套在一起，看作一根新彈簧，設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1，原細(xì)彈簧(記為B)勁度系數(shù)為k套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為k3，關(guān)于kkk3的大小關(guān)系，同學(xué)們做出了如下猜想：甲同學(xué)：和電阻并聯(lián)相似，可能是＝＋乙同學(xué)：和電阻串聯(lián)相似，可能是k3＝k1＋k2丙同學(xué)：可能是k3＝(1)為了驗(yàn)證猜想，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(裝置見(jiàn)圖甲)。(2)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相應(yīng)填空。a．彈簧A懸掛在鐵架臺(tái)上，用刻度尺測(cè)量彈簧A的自然長(zhǎng)度L0；b．在彈簧A的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮，并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1；c．由F＝nmg計(jì)算彈簧的彈力，由x＝L1－L0計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量，由k＝計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)；d．改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1；e．僅將彈簧分別換為B、C，重復(fù)上述操作步驟，求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值kk3，比較kkk3并得出結(jié)論。(3)圖乙是實(shí)驗(yàn)得到的圖線，由此可以判斷乙同學(xué)的猜想正確。[解析] 本題考查彈簧串并聯(lián)的等效勁度系數(shù)。(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知，彈簧的彈力F＝nmg；改變鉤碼的個(gè)數(shù)，可獲得多組數(shù)據(jù)求平均值。(3)由圖可知k1＝kA＝ N/m＝25 N/m，k2＝kB＝＝ N/m＝ N/m，k3＝kC＝ N/m＝ N/m，滿足k3＝k1＋k2，故乙同學(xué)猜想正確。 11
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