探究弹力和弹簧伸长的关系知识点题库

某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．

（1）图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△l为cm；
（2）本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是；（填选项前的字母）

A . 逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 B . 随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
（3）图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线．图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是．

某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，先把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L₀=4.6cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如表所示．

钩码个数	1	2	3	4	5
弹力F/N	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
弹簧的长度x/cm	7.0	9.0	11.0	13.0	15.0

（1）根据表中数据在图中作出F﹣x图线；
（2）由此图线可得，该弹簧劲度系数k=N/m；
（3）图线与x轴的交点表示，其数值大于L₀的原因是

如图甲所示，为了探究弹力和弹簧伸长的关系，将弹簧一端固定在与电脑相连的传感器上．当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹力的关系图象，如图乙所示．下列判断不正确的一项是（）

A . 弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B . 弹力变化量与对应的弹簧长度的变化量成正比 C . 该弹簧的劲度系数是200N/m D . 该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系．实验装置如图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触．将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．重力加速度为g．

（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为；（用m、g、s、h等四个字母表示）
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
弹簧压缩量x/cm
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小球飞行水平距离s/cm
20.10
30.00
40.10
49.90
69.90
根据表中已有数据，表中缺失的数据可能是s=cm；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y．若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为．（用L、h、y等三个字母表示）

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L₀；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．（本实验过程中未超出弹簧的弹性限度）．由图可知该弹簧的自然长度为m；该弹簧的劲度系数为N/m．（计算结果均保留两位有效数字）

某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图甲所示实验装置，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中．（弹簧始终在弹性限度内）

测量次数	1	2	3	4	5	6
弹簧弹力大小F/N	0	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
弹簧总长x/cm	6	7.16	8.34	9.48	10.85	11.75

（1）根据实验数据在图乙的坐标纸上已描出了前四次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长X之间的函数关系点，请把第5、6次测量的数据对应的点描出来，并作出F﹣X图线．
（2）图线跟坐标轴交点的物理意义是．
（3）该弹簧的劲度系数k=（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长度的关系实验图乙是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度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．

如图甲所示，用铁架台、一根粗弹簧和多个重力均为1N的钩码，通过实验，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

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（1）为完成实验，还需要的实验器材有；实验中还需要测量的物理量是；

（2）实验中，某同学进行了几次实验，实验数据如表格所示，请在图乙中作出反映弹簧弹力F与弹簧伸长量x之间关系的 $\text{[math]}$ 图线；

次序

物理量

$\text{[math]}$

弹力 $\text{[math]}$

伸长量 $\text{[math]}$

$\text{[math]}$

（3）由图象可求出弹簧的劲度系数为 $\text{[math]}$ 。根据所画图象，试分析图线不过原点的原因可能是由于。

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方向(填“水平”或“竖直”)．
（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L_x；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．

表中有一个数值记录不规范，代表符号为．
（3）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”)．
（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．(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s²)

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。

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（1）为完成实验，还需要的实验器材有。
（2）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。
（3）图线不过原点的原因是由于。
（4）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两根不同的弹簧a和b，得到弹力与弹簧伸长量的图像如图所示。下列表述正确的是（____）

A . b的原长比a的长 B . a的劲度系数比b的大 C . a的重力比b的小 D . 测得的弹力与弹簧的长度成正比

在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中。

（1）关于操作步骤先后顺序，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
（2）为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为。这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为N/m（结果保留3位有效数字）。若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧（填“甲”或“乙”）。

某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图2所示，取g＝10 m/s².回答下列问题．

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（1）某次测量如图1所示，指针指示的刻度值为cm(刻度尺单位为：cm)；
（2）从图2可求得该弹簧的劲度系数为N/m(结果保留两位有效数字)．

如图1所示装置可以用来测量劲度系数较大的弹黄的劲度系数k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g。电压表为理想电压表，当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。

（1）写出m、U与k之间所满足的关系式m=（用题目中所给符号表示）；
（2）已知E=1.50 V， L=12.0cm， g=9.80 m/s²。某次实验得到的数据描出了如图2所示的m-U图像，由图可得m-U直线的斜率为kg/V，弹簧的劲度系数k=N/m。（结果均保留三位有效数字）

如图所示，是某学习小组探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图像，则：弹簧的劲度系数是N/m，当弹簧伸长量 $\text{[math]}$ 时，弹簧中的拉力F=N。

如图（1）所示，在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，某同学将弹簧悬挂在固定铁架台上，毫米刻度尺数值固定在弹簧旁，在弹簧下端挂上钩码。

（1）以下说法正确的是______；

A . 悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数 B . 应在弹簧的弹性限度范围内进行测量 C . 在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 D . 在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度
（2）某同学多次改变钩码质量m，读出钩码静止时固定在挂钩上的指针对应的刻度尺示数l，用所测数据在m-l坐标系描点如图（2）所示

a．在答题纸上作出m-l图线；

b．根据图线算出弹簧的劲度系数为N/m（结果取三位有效数字）。

某同学研究“弹簧弹力和弹簧伸长的关系”实验。

（1）安装实验装置，让毫米刻度尺零刻度线与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码时，静止时弹簧的长度为 $\text{[math]}$ ，刻度尺示数如图乙所示， $\text{[math]}$ cm。在弹簧下端分别挂2，3，4，5个钩码时，弹簧的长度为 $\text{[math]}$ 。要测出弹簧的伸长量 $\text{[math]}$ ，还需要测量的是（填“弹簧自由下垂时的原长”或“水平放置时的原长”）。作出 $\text{[math]}$ 图像，得到弹力与伸长量的关系；
（2）该同学没能按照实验要求做，使 $\text{[math]}$ 图像上端成为曲线，如图所示，这是因为。

用力传感器探究弹力与弹簧形变的关系实验中，可将力传感器与位移传感器组合使用：将位移传感器接人数据采集器的第一输入口，力传感器接入第二输入口，位移接收传感器固定在弹簧的上方，位移接收传感器与力传感器固定在一起，用位移传感器测量弹簧的长度替代钢尺的读数，得到如图所示的实验结果，锁定一条图线，更换不同的弹簧，可得到另一条“ $\text{[math]}$ ”图线．

（1）根据所得图线是直线你得到的结论是：弹簧的弹力与弹簧的长度具有函数关系（填“线性”或“非线性”）．
（2）由两条直线的斜率不同你得到的结论是：

某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

（1）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小 $\text{[math]}$ 与弹簧长度 $\text{[math]}$ 的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，劲度系数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
（2）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，该弹簧的伸长量为 $\text{[math]}$ 。

某同学想将一弹簧改装成简易弹簧测力计，进行如下操作（弹簧始终未超出弹性限度范围）。

（1）首先将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长；
接着，将刻度尺靠近弹簧固定。弹簧下端悬挂不同质量的物体，待物体静止后读出指针指示的相应刻度。该同学以悬挂物体的重力为纵轴，弹簧的形变量为横轴，根据测得的实验数据，作出如图所示的图像。由图像可知此弹簧的劲度系数为N/m；
（2）然后再在刻度尺的刻度旁标注对应力的大小。如果未悬挂物体时，指针对应刻度为6cm，则该同学应在6cm处标注为N，在12cm处标注为N。
（3）最后该同学为了验证改装后的弹簧测力计标度是否准确，找了一只标准的弹簧测力计，他可以采用的方法是。（回答一种即可）
（4）将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长，然后用力竖直向下缓慢拉弹簧，当弹簧伸长了6cm时，拉力做的功为。

某同学利用如下图甲所示的装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持状态；
（2）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。由此图线可得该弹簧的劲度系数k=N/m；
（3）他又把该弹簧做成一个弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x=cm；
（4）他再用该弹簧做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如下图甲所示，用该弹簧c和弹簧测力计a、b，在保持弹簧伸长10cm不变的条件下：
①若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数如下图乙所示，则弹簧测力计b的读数应为N；
②若弹簧测力计a、b间夹角大于90°，保持弹簧测力计a与弹簧c的夹角不变，减小弹簧测力计b与弹簧c的夹角∠boc，则弹簧测力计a的读数（填“变大”“变小”或“不变”）。

弹簧压缩量x/cm	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50
小球飞行水平距离s/cm	20.10	30.00	40.10	49.90		69.90

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