20xx版高考物理人教版一輪學案：實驗二-探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系-【含答案】-資料下載頁
2025-04-03 02:52本頁面
【正文】 ，伸長的長度(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)某同學為研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系，做了如下實驗：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，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上。②將質(zhì)量m＝100 g的鉤碼掛在繩結(jié)上，靜止時描下橡皮筋下端點的位置A0；用水平力拉A點，使A點在新的位置靜止，描下此時橡皮筋下端點的位置A1；逐步增大水平力，重復5次……③取下制圖板，量出A1，A2，…各點到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，當橡皮筋與OA0間的夾角為α時，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；延長圖(乙)中的圖線與l軸交點表示橡皮筋的原長，即l0＝ m。4．(2020遼寧沈陽東北育才學校一模)將兩根自然長度相同、勁度系數(shù)不同、粗細也不同的彈簧套在一起，看作一根新彈簧，設原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1，原細彈簧(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，同學們做出了如下猜想：甲同學：和電阻并聯(lián)相似，可能是＝＋乙同學：和電阻串聯(lián)相似，可能是k3＝k1＋k2丙同學：可能是k3＝(1)為了驗證猜想，同學們設計了相應的實驗(裝置見圖甲)。(2)簡要實驗步驟如下，請完成相應填空。a．彈簧A懸掛在鐵架臺上，用刻度尺測量彈簧A的自然長度L0；b．在彈簧A的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個數(shù)，每個鉤碼的質(zhì)量m和當?shù)氐闹亓铀俣却笮，并用刻度尺測量彈簧的長度L1；c．由F＝nmg計算彈簧的彈力，由x＝L1－L0計算彈簧的伸長量，由k＝計算彈簧的勁度系數(shù)；d．改變鉤碼的個數(shù)，重復實驗步驟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)圖乙是實驗得到的圖線，由此可以判斷乙同學的猜想正確。[解析] 本題考查彈簧串并聯(lián)的等效勁度系數(shù)。(2)根據(jù)共點力平衡可知，彈簧的彈力F＝nmg；改變鉤碼的個數(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，故乙同學猜想正確。 11
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