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- 2021-05-22 发布
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第二章 相互作用 实验
实验二:探究弹力与弹簧伸长的关系
班级 姓名 学号 评价
1.某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测量弹簧的劲度系数.做法是先将弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧的一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0;弹簧下端挂一个50g砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;…;挂七个50g砝码时,指针指示的刻度数值记作L7.测量记录表:
代表符号
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
刻度数值/cm
1.70
3.40
5.10
8.60
10.3
12.1
① 以上记录表中,有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是 ,
② 实验中,L3和L7两个值还没有记录,请你根据上图将这两个测量值填入表中.
③为了充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差.分别计算出三个差值:d1=L4-L0=6.90cm,d2=L5-L1=6.90cm,d3=L6-L2=7.00cm,请你给出第4个差值d4=___ ___=____ __ cm.
④根据以上差值,可以计算出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量△L,△L用d1、d2、d3、d4表示的式子为△L= ;
⑤计算弹簧的劲度系数k=______N/m(g取9.8m/s2)
2.(2020课标全国卷Ⅱ)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6
分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.
(1)将表中数据补充完整:① ,② ;
(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图象;
P1
P2
P3
P4
P5
P6
x0 (cm)
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x(cm)
2.64
5.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
10
20
30
40
50
60
k(N/m)
163
①
56.0
43.6
33.8
28.8
1/k(m/N)
0.0061
②
0.0179
0.0229
0.0296
0.0347
(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k= N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= N/m.
3.(2020福建卷)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图丙是该同学所描绘的弹簧的伸长量与弹力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
。
实验三:验证力的平行四边形定则
1. (2020·浙江卷)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x(×10-2 m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
根据表中数据在图3中作出F-x图象并求得该弹簧的劲度系数k=________N/m;
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如下图所示,其读数为______N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力F合;
(3)由图得到F合=________N.
2. 有同学利用如右图所示的装置来验证力的平行四边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能完成的是( ).
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是 ( ).
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为下图中________是正确的.(填“甲”或“乙”)
3. 对于“验证力的平行四形定则”的实验,某同学有以下认识:
A.实验中两个分力的夹角取得越大越好
B.细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行
C.拉橡皮条的细绳要长些,用铅笔画出两个定点的位置时,应使这两个点的距离尽量远些
D.作图要用细芯铅笔,图的比例要尽量大些,要用严格的几何作图法作出平行四边形,图旁要画出表示力的比例线段,且注明每个力的大小和方向
以上操作可以减小误差的是________.BCD