[命题报告·教师用书独具] 实验步骤及误差分析 实验数据处理 实验创新设计 1、5 2、6、7 3、4、5 1.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中关于操作步骤的先后顺序，下列说法正确的是( )
A．先测量原长，后竖直悬挂 B．先竖直悬挂，后测量原长 C．先后顺序对实验结果无影响
D．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重
解析：由于弹簧自身有重力，悬挂时的长度大于水平放置时的长度，所以测量其竖直悬挂时的长度为弹簧原长．
答案：BD
2．(2013年厦门模拟)如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图象(如图乙)．则下列判断正确的是( )
A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C．该弹簧的劲度系数是200 N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
20
解析：由题图知，F－x是一个过原点的直线，k＝0.10 N/m＝200 N/m，可
知A错，B、C、D正确．
答案：BCD
3．用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为 mm 的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示，再增加一个钩码后，P点对应刻度如图乙中cd虚线所示，已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g＝9.8 m/s2，则被测弹簧的劲度系数为________N/m.挂三个钩码时弹簧的形变量________cm.
解析：对钩码进行受力分析，根据平衡条件，得mg＝kΔx
3
mg50×10－×9.8
k＝Δx＝7.0×10－3 N/m＝70 N/m
挂三个钩码时，
可列方程(m＋m＋m)g＝kΔx′
3
3mg3×50×10－×9.8
Δx′＝k＝ m 70
＝21×10－3 m＝2.10 cm 答案：70 2.10
4．17世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律，受此启发，一组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下：
A．有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比．
B．他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设．
C．通过实验取得如下数据：
拉力 长度 直径 伸长量 1 m 2 m 1 m 2.52 mm 2.52 mm 3.57 mm 0.4 mm 0.8 mm 0.2 mm 0.8 mm 1.6 mm 0.4 mm 1.2 mm 2.4 mm 0.6 mm 1.6 mm 3.2 mm 0.8 mm 250 N 500 N 750 N 1 000 N D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善． (1)上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是________、________.
(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？若有错误或不足，请给予修正：__________________.
解析：(1)确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”，故B属于“制定计划”；实验过程，测量数据属“搜集证据”，此过程对应C.研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时，采用控制变量法，比如长度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法．这是物理实验中的一个重要研究方法．
(2)他们的假设不是全部正确．在弹性限度内，金属丝的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝的长度成正比．
答案：(1)B C (2)见解析
5.在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．
(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在图中的坐标图中，请作出FL图线．
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.
(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．
(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较． 优点在于：
________________________________________________________________________.
缺点在于：
________________________________________________________________________.
解析：(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示：
(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L0＝5×10－2 m＝5 cm.
劲度系数为图象直线部分的斜率，k＝20 N/m.
(3)记录数据的表格如下表：
次数 弹力F/N 弹簧的长度L/×10－2m 1 2 3 4 5 6 (4)优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；
缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差． 答案：(1)见解析图 (2)5 20 (3)(4)见解析
6．(2012年高考广东理综)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系． ①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)
②弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表所示：
代表 符号 数值 (cm) L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 表中有一个数值记录不规范，代表符号为________．由表可知所用刻度尺的最小长度为________．
③如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0或Lx”)．
④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图象可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)．
2014高三物理一轮复习练习必修一 1-2-4(一).
