2021高考物理一轮复习实验二探究弹力和弹簧伸长的关系题型突破练含解析

-1-实验二实验二探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系热点一教材原型实验【典例1】(2019·和平区模拟)在做“探究弹簧弹力与弹簧形变的关系”实验时:(1)甲同学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,在其下端施加竖直向下的外力F,通过实验得出弹簧弹力与弹簧形变量的关系,此操作对实验结果产生影响的原因是___________________________。(2)乙同学按正确操作步骤进行实验,但未测量弹簧原长和形变量,而是每次测出弹簧的总长度L,并作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图甲所示,由图可知,该弹簧的原长为__________cm;该弹簧的劲度系数为__________N/m。(3)丙同学通过实验得出弹簧弹力与弹簧形变量的关系图线如图乙所示,造成图线后来弯曲的原因是_____________________________________。【解析】(1)由于弹簧自身重力的影响,弹簧竖直悬挂时,弹簧在没有外力的情况下已经伸长了一段距离,故作出的F-x图象不过坐标原点。(2)由图线和坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长可知弹簧的原长为10cm;当拉力为10N时,弹簧的形变量为x=(30-10)cm=20cm=0.2m,由胡克定律F=kx得:k==N/m=50N/m。(3)乙图,当弹力达到一定范围时,出现拉力与形变量不成正比,说明弹力超出最大限度。答案:(1)弹簧自身有重量(2)1050(3)外力已超过弹性限度【解题通法】数据处理的三种方法(1)解析法:以弹簧的伸长量为自变量,尝试写出弹力和弹簧伸长量的函数解析式,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数。(2)列表法:将测得的F、x填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的。