题型：实验探究题 题类：常考题 难易度：普通
探究弹力和弹簧伸长的关系++++++2 39
①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验：将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长d．
②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验：将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧．拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量l和小铁球上升的最大高度H．
③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将这根弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为l，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为x．
A同学测出的物理量x与d、H的关系式是：x=．
B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是：x=．
经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后实验取得数据如下：
样 品 | 长 度 | 200N | 400N | 600N | 800N | |
样品A | 1m | 0.50cm2 | 0.02cm | 0.04cm | 0.06cm | 0.08cm |
样品B | 2m | 0.50cm2 | 0.08cm | 0.16cm | 0.24cm | 0.32cm |
样品C | 1m | 1.00cm2 | 0.01cm | 0.02cm | 0.03cm | 0.04cm |
样品D | 3m | 0.50cm2 | 0.18cm | 0.36cm | 0.54cm | 0.72cm |
样品E | 1m | 0.25cm2 | 0.04cm | 0.08cm | 0.12cm | 0.32cm |
分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位N）与伸长量x（单位m）遵循的函数关系式是{#blank#}1{#/blank#}．对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度{#blank#}2{#/blank#}成正比、与悬索的横截面积的大小成正比．
托盘及砝码质量（g） | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 |
弹簧长度（cm） | 8.61 | 7.79 | 6.98 | 6.15 | 5.32 |
（1）试根据这些实验数据，在图乙的坐标纸上作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度L之间的函数关系图像即F-L图像{#blank#}1{#/blank#}（在坐标图中画图像），该弹簧的劲度系数k={#blank#}2{#/blank#}N/m。（保留3位有效数字）
（2）若某共享电动车的减震弹簧的劲度系数为10000N/m，相比于实验小组的弹簧，则共享电动车的减震弹簧是{#blank#}3{#/blank#}弹簧。（选填“软”或“硬”）
悬挂钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
力F/N | 3.00 | 3.80 | 4.59 | 5.39 | 6.19 | 6.98 | 7.79 |
位移L/cm | 18.6 | 19.6 | 20.6 | 21.6 | 22.8 | 23.8 | 24.9 |
实验过程中在位移发射器的挂钩上依次挂上钩码，如图，待稳定后通过电脑采集力传感器和位移传感器的数据。力传感器记录力F，位移传感器记录发射端到接收端的距离L（两个端口间的位移可以看成竖直方向），采集到的数据如上表。
（1）悬挂钩码数为4时，由悬挂的所有钩码引起的弹簧伸长量为{#blank#}1{#/blank#}cm；
（2）为了探究弹簧弹力和伸长量的关系，实验小组成员将悬挂1至6个钩码时的力和位移分别减去未悬挂钩码时的力和位移，通过电脑拟合得到的关系图像；由图像可得弹簧的劲度系数k={#blank#}2{#/blank#}N/m；（结果保留小数点后一位）
（3）取下所有钩码，用手托住位移发射器，使位移发射器恰对弹簧无抗力，发现此时位移传感器采集到的数据为15.8cm，由此可计算位移发射器所受重力为{#blank#}3{#/blank#}N。（结果保留小数点后两位）
试题篮
