探究弹簧测力计原理的实验知识点

1.探究目的
探究弹簧的伸长与所受的拉力有什么关系
2.猜想与假设
弹簧的伸长量与所受的拉力成正比
3.探究方法
用弹簧测力计测出一根弹簧在在不同拉力作用下被拉伸的长度
4.实验数据

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
拉力（钩码总重）F/N	0	1	2	3	4	5	6
弹簧伸长量ΔL/cm	0	0.4	0.8	1.7	1.6	2	2.4

5.分析与论证
利用描点法作出弹簧伸长的长度与受到的拉力的关系图像，我们得到过原点的一条直线，表明弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。

6.得出结论
弹簧的伸长量与所受的拉力成正比

探究弹簧测力计原理的实验知识点题库

在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比，即F=kx，其中F为弹力大小，x为伸长量，k为弹簧的劲度系数。已知某弹簧劲度系数为100N／m，原始长度为10cm，则在弹力为5N时，弹簧长度可能为（）

A . 10cm B . 15cm C . 20cm D . 25cm

某弹簧秤中的弹簧断掉了一小段，如果重新安装并调零以后继续使用，测量值与原来的测量值相比较( )

A . 测量值偏大 B . 测量值保持不变 C . 测量值偏小 D . 前三种情况都可能出现

请识别图中的测量仪器，并按要求完成填空．

（1）弹簧测力计是测量的工具，图1中所测物体的重为 N．
（2）图2中电流表示数是 A．
（3）小明用天平和量筒先后测出某一金属块的质量和体积如图3所示，则金属块的质量是 g；金属块的体积是 cm³ ，金属块的密度是 kg/m³ ．

如图所示，劲度系数均为k的甲、乙两轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，乙弹簧一端固定在水平地面上．当在甲的另一端挂一重物G，乙的另一端压一重物G时，两弹簧的长度均为L，现将两弹簧并联，并在其下方系一重物G，此时弹簧的长度应为（　　）

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

小明同学在学习“弹力”之后，课余时间利用刻度尺、砝码、弹簧来探究弹簧弹力与其伸长量的关系．探究活动如下：

（1）首先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方向．（水平/竖直）
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，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．由表可知所用刻度尺的最小分度值为．
（3）如图是该同学根据表中数据作的图象，纵轴是弹簧下端挂上砝码和砝码盘的质量，横轴是弹簧长度与的差值（L_x/L₁）．
（4）
通过图象和表可知砝码盘的质量为 g．

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，下面的表格是张翰做的某橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录．

拉力F/N	5	10	15	20	25
伸长量x/cm	1.6	3.2	4.7	6.4	8

（1）
请在如图所示坐标系中作出F﹣x图象．
（2）由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k= N/m．
（3）若用该橡皮筋做一个弹簧测力计，且弹簧测力计上的刻度均匀，则每1N的距离为 cm．
（4）若几根橡皮筋并排使用拉伸，则它们整体的k比一根橡皮筋的k要（选填“大”或“小”）．

阅读下列材料，回答下列问题：

弹簧在生活中随处可见，它在不同的领域发挥着重要的作用．弹簧的特点就是在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力，而且形变越大，产生的弹力越大．一旦外力消失，形变也消失．物理学家胡克研究得出结论：在弹性限度内，弹簧的形变量与它受到的拉力（或压力）成正比．弹簧具有测量功能、紧压功能、复位功能和缓冲功能，以及储存能量的功能．弹簧在生产与生活中有许多应用，例如，制作弹簧测力计，钢笔套上的夹片、机械钟表的发条等．

（1）弹簧时都产生反抗外力作用的弹力；
（2）弹簧测力计用到了弹簧的功能；
（3）下表是小明研究弹簧伸长的长度与所受拉力大小关系时记录数据的表格，空格中的数据是　；
钩码重/N
0
0.5
1.0

2.0
2.5
弹簧伸长的长度/cm
0
1
2
3
4
5
（4）举一个生活中弹簧具有缓冲功能的实例

小明利用钩码、弹簧及相关器材进行实验，记录的实验数据如表所示．请根据表中数据归纳出弹力F与弹簧伸长量x的关系式为：　　．

钩码重G/N	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5
弹簧伸长量x/cm	2	4	6	8	10	12	14
弹力F/N	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5

在研究弹簧的伸长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与弹簧的伸长量x作出的F﹣x图线如图所示．

（1）由图可知，该弹簧受到的拉力每增加1N，弹簧的伸长增加cm；
（2）该图线不过原点的原因是．

如图所示，将一根弹簧剪成长度不同的两段，用大小相同的力分别拉弹簧，测量比较弹簧伸长的长度．实验探究的是弹簧伸长的长度与其（）

A . 材料的关系 B . 长度的关系 C . 粗细的关系 D . 受力的关系

在“制作一个橡皮筋测力计”的小组活动中，小军提出了一个问题：“在一定的弹性范围内，橡皮筋伸长的长度跟它受到的拉力存在什么关系?”小明和小丽经过思考后的猜想如下图.究竟谁的猜想正确呢?他们决定通过实验来检验.

（1）要完成实验，除了需要一条橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外，还必需的一种器材是.
（2）小明和小丽的实验记录数据如下表：
①没有挂钩码时，橡皮筋的长度L₀=cm；
②请将表格中第3行的数据补充完整；
③要知道小丽的猜想是否正确，则应对表格中的哪两行数据进行分析和比较?
答：应对(选填序号)两行数据进行比较；
④分析表格中的数据，你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的?
你是如何分析数据并做出此判断的?

小榕利用如图所示的装置探究“弹簧片弯曲时末端的形变量x与所受拉力F大小的关系”。在一定范围内，用弹簧测力计对同一弹簧片施加竖直向上大小不同的拉力F，实验数据如下表：

（1）实验次数4中弹簧测力计的示数如图所示，为N；
（2）请根据表中的数据，在如图的坐标系中描点，并画出弹簧片弯曲时末端的形变量x与所受拉力F关系的图像。
（3）分析可知，当拉力为2.5N时，弹簧片弯曲时末端的形变量x是cm。
（4）请你猜想弹簧片弯曲时末端的形变量x可能还与有关。（至少写出一个猜想）

课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与所受的拉力的关系”实验时，实验数据如表。

（1）在一定范围内，弹簧所受的拉力F与伸长量△L (△L=L−L₀)(其中L₀指弹簧不受力时的长度，L是指弹簧受到的拉力F时的长度)成正比，即 F=k△L(其中k叫做劲度系数，对同一个弹簧来说是一个固定不变的值)，请你根据该小组的实验数据计算出该小组同学所用弹簧的劲度系数k。
（2）当弹簧所受拉力为F时，弹簧长度是25.5cm，求该弹簧所受的拉力F。

某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究，并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量△x，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。

（1）当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时，橡皮筋A的伸长量为cm，橡皮筋B的伸长量为cm；
（2）分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤，则用橡皮筋制成的测力计量程大，用橡皮筋制成的测力计测量的精确程度高（均选填“A”或“B”）；
（3）根据图象信息可知，若将两根A或两根B橡皮筋分别并联使用起来代替弹簧测力计，则能够测量力的最大值为N。

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（1）当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时，橡皮筋A的伸长量为cm，橡皮筋B的伸长量为cm。
（2）分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤，则用橡皮筋制成的测力计量程大，用橡皮筋制成的测力计测量的精确程度高。（均选填“A”或“B”）
（3）将与本实验中相同的两根细橡皮筋并联起来代替弹簧测力计，能够测量力的最大值为N。
（4）弹簧测力计的原理是

如图所示，静止的弹簧测力计两端受到方向相反、大小都为4N的力F₁和F₂的作用，那么弹簧测力计的示数为；该弹簧测力计中弹簧的原长为4cm且此时伸长了4cm，当小华将这个弹簧测力计弹簧拉长为5cm时，小华拉弹簧的力是．

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在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量（或压缩量）与所受的拉力（或压力）成正比，即 $\text{[math]}$ ，其中，k叫作弹簧的劲度系数， $\text{[math]}$ 为弹簧的伸长量（或压缩量）。现有一根轻质弹簧，在其弹性限度内，当所受的拉力为36N时，弹簧伸长到9.0cm；当将弹簧压缩至4.0cm时，所需的压力为24N。试求该弹簧的劲度系数和原长。

为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧伸长的长度与拉力的关系作了探究，下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据

（1）分析表格数据可知：

弹簧受到的拉力/N	0	1	2	3	4
甲弹簧的长度/cm	6	7	8	9	10
乙弹簧的长度/cm	6	8	10	12	14

①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成（选填“正比”或“反比”）；

②计算乙弹簧每增加1N的拉力，乙弹簧应伸长m。

（2）如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧。它们的外壳相同，刻度线分布情况相同，若甲弹簧的刻度如图A所示：

①由图可知A弹簧的量程是0~N，则B弹簧的量程应是N。

②B弹簧的分度值是。
（3）经实验探究发现：在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，现为探究在拉力相同的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系，设计实验如下：①将一根弹簧剪成长度（选填“相同”或“不同”）的两段；②分别用大小（选填“相同”或“不同”）的力拉两弹簧，然后比较弹簧伸长的长度。

为了选择合适的弹簧制作弹簧测力计，小杨选了甲、乙两根不同的弹簧进行了测试，记录了表一和表二的数据（表一中缺一数据）。

表一：甲弹簧的实验数据

拉力F（N）	0	1	2	3	4	5	6
弹簧长（cm）	5		7	8	9	10	10.5

表二：乙弹簧的实验数据

拉力F（N）	0	1	2	3	4	5	6
弹簧长（cm）	5	5.5	6	6.5	7	7.5	8

（1）分析表中数据，表一中拉力F=1N时，甲弹簧伸长了cm；
（2）如果根据两只弹簧的性能，都将制成的弹簧测力计量程各自做到最大，则甲弹簧制作成的测力计量程比乙的（选填“大”或“小”）；
（3）如果要制成准确程度较高的测力计，应选用弹簧。

小红在探究弹簧的特点时，得出了弹簧受到的拉力与弹簧长度的关系图，如图所示。这根弹簧的原长是cm；弹簧在受到6N的拉力时，弹簧比原来伸长了cm；该弹簧如果做成测力计，则量程是。

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

钩码重/N	0	0.5	1.0		2.0	2.5
弹簧伸长的长度/cm	0	1	2	3	4	5

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