江西省宜春一中2016届高考物理实验专题复习：探究弹力和弹簧伸长的关系

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约1530字。
　　探究弹力和弹簧伸长的关系
　　1．2014•惠州调研某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验．他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列图线中的(　　)
　　图S2­1
　　2．2014•浙江丽水模拟某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25 m、开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内)，如图S2­2甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F­l图线如图乙所示．
　　图S2­2
　　(1)由此图线可得出的结论是________________．
　　(2)弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长l0＝________m.
　　(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较，优点在于：________________；缺点在于：________________．
　　3．2014•山西平遥模拟某研究小组用如图S2­3所示装置做“探究弹力和弹簧伸长量关系”的实验．他们先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，得出指针所指的标尺刻度，所得数据如下表(重力加速度g取9.8 m/s2)：
　　图S2­3
　　钩码质量m/(102 g) 0 1.00 2.00 3.00
　　标尺刻度x/(10－2 m) 15.00 18.94 22.82 26.78
　　钩码质量m/(102 g) 4.00 5.00 6.00 7.00
　　标尺刻度x/(10－2 m) 30.66 34.60 42.00 54.50
　　(1)根据所测数据，在下图坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系图线．
　　图S2­4
　　(2)根据所测得的数据和关系图线可以判断，在________范围内弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为________N/m.
　　4．英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长量与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这一发现为后人对材料的研究奠定了基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4 m，横截面积为0.8 cm2，设计要求它受到拉力后伸长不超过原长的11000，问它能承受的最大拉力为多大？由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，因此，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试获得数据如下：
　　长度/m 拉力/N伸长量/cm横截面积/cm2 250 500 750 1000
　　1 0.05 0.04 0.08 0.12 0.16
　　2 0.05 0.08 0.16 0.24 0.32
　　1 0.10 0.02 0.04 0.06 0.08
　　(1)测试结果表明金属丝或金属杆受拉力作用后其伸长量与材料的长度成________比，与材料的横截面积成________比．
　　(2)上述金属杆所能承受的最大拉力为________N.