高中物理人教版（2019）必修第一册同步练习：第三章 补充实验专题 探究弹力和弹簧伸长量的关系

某同学先在“探究弹力和弹簧伸长量之间的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为100N/m。如图所示，再用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧OC伸长5.00cm不变的条件下，

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。

某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验，他采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个砝码盘，在盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。根据实验所测数据做出砝码盘中砝码重力与弹簧形变量x的关系图像，如图乙所示。（g=10m/s²）

某实验小组同学，用铁架台、弹簧和多个质量均为 的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图（甲）所示。

某同学用图（a）所示装置“探究弹力和弹簧伸长的关系”。弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片（弹簧和纸片重力均忽略不计），激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。

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也位于筒内），如图甲所示，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F—l图线如图乙所示．

在“探究弹力与形变量的关系”实验中，某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，每个钩码的质量均为100g，g取10N/kg。他将实验数据记录在表格中并画出相应图像。弹簧B的实验数据如下表所示，根据数据记录表格回答下面问题：

钩码质量/g	0	100	200	300	400	500
弹簧下端指针位置/cm	4.50	10.31	16.38	22.47	28.40	34.51

某物理兴趣小组在验证胡克定律的实验中别出心裁，将弹簧一端固定在铁架台上，然后自然悬垂。当在弹簧的另一端悬挂一个钩码稳定后，用实验室打点计时器所用纸带比量弹簧长度，做好标记并整齐剪下这段纸带；然后再加挂一个相同钩码稳定后，同样用纸带比量弹簧长度，做好标记并整齐剪下第二段纸带；总共加挂了三次，剪下四条纸带。随后将纸带一端对齐，整齐排列在一张坐标纸上，如图所示。已知每个钩码的质量为50g，坐标纸最小方格的边长为1mm，当地重力加速度为9. 8m/s²。

某实验探究小组探究弹力和弹簧伸长量的关系。

①将弹簧水平放置，用毫米刻度尺正确操作测出其自然长度如图甲所示，则弹簧的原长L₀=cm。

②然后按图乙所示自然悬挂弹簧，实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，读出弹簧下端指针所指的标尺刻度，即可知道弹簧的长度L，用△L=L-L₀表示弹簧的伸长量。通过实验获得的数据，实验小组作出了弹簧的△L-F图像如图丙所示。根据图丙可得出弹簧的劲度系数k =N/m（结果保留2位有效数字）

③实验小组分析图像过程中发现图线从B点开始发生了弯曲，图线B点过后发生弯曲的原因是

④实验小组发现图线，并没有过原点，出现了误差，没能得出弹力与伸长量严格成正比的结论，本误差属于（选填“系统误差”或“偶然误差”）

在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，得到轻质弹簧的弹力F大小和弹簧长度L的关系图象如图所示，则由图线可知：

图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景．用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F（从电脑中直接读出）．所得数据记录在下列表格中：

拉力大小F/N	0.45	0.69	0.93	1.14	1.44	1.69
标尺刻度x/cm	57.02	58.01	59.00	60.00	61.03	62.00

某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时：

              

某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为 ）。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：

①在绳下端挂上一个硅码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；

②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；

③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）：

④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。

回答下列问题：