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课时检测十一探究弹簧形变与弹力的关系实验增分课
1为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了甲、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图像。
1从图像上看,该同学没能完全按照实验要求做,从而使图像上端成为曲线,图像上端成为曲线是因为____________________________。
2甲、乙弹簧的劲度系数分别为______Nm和______Nm结果均保留三位有效数字;若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________填“甲”或“乙”。
解析:1在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,超过弹簧的弹性限度,则此规律不成立,所以图像上端为曲线是因为弹簧的伸长量超过其弹性限度。
2由题图可知甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为k甲=ΔΔFx甲甲=6×410-2Nm≈667Nm,k乙=ΔΔFx乙乙=4×810-2Nm=200Nm;要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选在一定的外力作用时,弹簧的伸长量大的弹簧,故选弹簧甲。
答案:1弹簧的伸长量超过其弹性限度2667200甲2.2019泰安一诊在探究弹簧形变与弹力的关系时,小明同学用如图甲所示的实验装置进行实验,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上质量不计的砝码盘,逐渐增加盘中砝码的质量并用刻度尺测出对应的弹簧长度。
1小明同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出xm图像如图乙所示,根据图像他得出结论:弹簧弹力和弹簧伸长量不是正比例关系,而是一次函数关系。他的结论错误的原因是________________________________________________________________________。
2作出的图线在纵轴的截距的物理意义是________________________;该弹簧的劲度系数k=________Nmg取98Nkg,结果保留三位有效数字。
3该同学得到的劲度系数与考虑砝码盘的质量时相比,结果________选填“偏大”“偏小”或“相同”。
解析:1在xm图像中,x表示弹簧的长度而不是弹簧的伸长量,故他得出的结论是错误的。
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f2图线在纵轴的截距表示拉力等于0时弹簧的长度,即未放砝码时弹簧的长度;由ΔF=Δmg=kΔx可知,图线的斜率ΔΔmx=gk,即重力加速度与弹簧的劲度系数之比,由图线对应数据可知,其斜率为13mkg,解得弹簧的劲度系数为k=294Nm。
3根据以上方法计算出劲度系数时,是否考虑砝码盘的质量对结果无影响,故结果相同。
答案:1xm图像的纵坐标不是弹簧的伸长量2未放砝码时弹簧的长度2943相同
3.在探究弹簧形变与弹力的关系实验中,所用装置如图甲所示,将轻弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,其伸长量通过刻r
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