学生实验教案评析

实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系

一、选择题

1．某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验时，先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长为l0，再把弹簧竖直悬挂起来，然后用钩码挂在弹簧下端，测出弹簧的长度为l，把l－l0作为弹簧的伸长量x1，改变钩码个数重复操作．由于弹簧自身重力的影响，最后作出的F-x图象，可能是下图中的(

)

A

B

C

D 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，得到弹力与弹簧长度的图象如图KS2-1所示．下列表述正确的是(

) 图KS2-1

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．下列关于“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验的说法正确的是(

) A．实验中F的具体数值必须计算出来

B．如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度l代替x，F-l图线也是过原点的一条直线

C．利用F-x图线可求出k值

D．作F-x图象时要把所有的点都连到线上，才能得到真实规律

4．(多选)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中关于操作步骤的先后顺序，下列说法正确的是(

) A．先测量原长，后竖直悬挂

B．先竖直悬挂，后测量原长

C．先后顺序对实验结果无影响

D．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重

二、非选择题

5．(2016年黑龙江大庆实验中学高三检测)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在竖直方向．

(2)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lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为l1至l6，数据如下表所示：

l0

lx

l1

l2

l3

l4

l5

l6

代表符号

25.35 27.35 29.35 31.30 33.40 35.35 37.40 39.30 数值/cm (3)图KS2-2为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________(填“l0”或“lx”)的差值．

图KS2-2 (4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为________g．(计算结果保留2位有效数字，g取9.8 m/s2) 6．(2016年湖北荆门龙泉中学高三月考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学先按如图KS2-3甲所示装置对弹簧甲进行探究，然后把原长相同的弹簧a和弹簧b并联起来按如图乙所示装置进行探究．在弹性限度内，将质量为m＝50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图甲、图乙中弹簧的长度l1、l2如下表所示. 1 2 3 4 钩码个数

l1/cm 30.00 31.04 32.02 33.02 l2/cm 29.33 29.65 29.97 30.30

甲

乙

图KS2-3 2已知重力加速度g＝9.8 m/s，要求尽可能多地利用测量数据，计算出弹簧a的劲度系数k＝________N/m(计算结果保留2位有效数字)．由表中数据______(填“能”或“不能”)计算出弹簧b的劲度系数．

7．(2017年广东揭阳高三调研)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根轻质弹簧如图KS2-4甲连接起来进行探究．

甲

乙

图KS2-4 (1)某次用厘米刻度尺测量如图乙所示，则指针的示数为________cm. (2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数lA和lB如下表所示．用表中数据计算弹簧I的劲度系数为________N/m(g取10 m/s2，计算结果保留到小数点后两位)．由表中数据________(填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数. 1 2 3 4 钩码数

lA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76 lB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 8.(2017年第一次全国大联考)在“探究弹力和弹簧伸长的关系并测定弹簧的劲度系数”实验中，实验装置如图KS2-5甲所示．所悬挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．作出弹簧的长度x随钩码个数n变化的图象如图乙所示，则：

甲

乙

图KS2-5 (1)图线与x轴的交点的物理意义是：__________________. (2)图线BC段偏离了直线，其原因是：________________________. (3)该同学实验时，把弹簧水平放置与把弹簧竖直悬挂放置相比，优点在于：_________ ___________________________；缺点在于：________________________________. 9．(2017年江西师范大学附属中学高三月考)橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度l、横截面积S有关，S理论与实践都表明k＝Y，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．

l(1)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．Pa (2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图KS2-6甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值．首先利用刻度尺测得橡皮筋的长度l＝20.00 cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径d＝4.000 mm，那么测量工具a应该是________________．

(3)如图乙所示，作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k＝________N/m. (4)这种橡皮筋的Y值等于________(计算结果保留1位有效数字)．

甲

乙

图KS2-6