组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 探究弹簧弹力与形变量的关系 > 探究弹力和弹簧伸长量的关系的数据处理与误差分析
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:375 题号:6355850
某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物,他对此行为表示强烈谴责,为了教育其他同学不要玩弹弓,他想用学过的物理知识来实际测量它的威力.于是他准备了一个节目中类似的弹弓(如图甲),它每侧固定有两根完全相同的橡胶管.金属弹珠质量为10g,直径为10mm.

(1)他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律,为了验证猜想进行了实验.由于实验室的传感器量程较小,于是他取其中一根橡胶管进行实验,通过传感器拉动橡皮管,记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小,并在坐标纸画出图乙所示的图像.

为了便于研究,他在老师的启发下将原图像拟合成如图丙所示,请你根据图像,计算出该单根橡胶管的原长L0=__________,劲度系数k=__________.
(2)同学查阅资料发现,当弹丸发射后的比动能(动能与最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2就可被认定为枪支,并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E=kx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm.请你估算弹珠离开弹弓时的比动能____________________(π3,结果保留两位有效数字)

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【推荐1】橡皮筋具有类似弹簧的力学性质,但在不同的拉力下,橡皮筋的横截面积会发生明显变化,小明同学猜想橡皮筋的劲度系数可能不是定值,于是他利用图甲所示装置进行探究。

请完善下列实验步骤:
(1)把橡皮筋上端固定在铁架台的横梁上,毫米刻度尺竖直固定,其“0”刻度对齐橡皮筋的上端。观察到橡皮筋自然下垂时,其下端在刻度尺上对应的位置如图乙所示,记为x0,则x0= _____________ cm;
(2)在橡皮筋下端悬挂不同质量的重物,记录橡皮筋在不同弹力下的长度;
(3)以橡皮筋的弹力F为纵轴、伸长量x为横轴建立直角坐标系,根据实验数据在坐标纸上描点,如图丙所示;
(4)请在图丙中作出F-x图像_________
(5)观察图像,你认为小明同学应该得出的实验结论是_______________
2021-02-08更新 | 152次组卷
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【推荐2】在测量弹簧的劲度系数时,将弹簧自然悬挂,长度记为L,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L0;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1L6,数据如下表:
代表符号LL0L1L2L3L4L5L6
数值(cm)5.357.359.3511.3013.415.3517.4019.30
(1)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分度为________
(2)如图所示是该同学根据表中数据作的图线,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与______的差值(“L“L0”).

(3)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过分析图和表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g9.8 m/s2).
2018-09-14更新 | 158次组卷
实验题 | 适中 (0.65)
【推荐3】某物理实验探究小组利用所学的知识探究某弹簧的特性.
(1)他们先用三角板和刻度尺测量该弹簧的原长如图甲所示,则该弹簧的原长l0=_______cm.
(2)接下来,设计了如图乙所示的装置探究轻弹簧(材质较硬)的弹力与伸长量之间的关系.

数据记录如表:
伸长量

x/(×10-2m)

2.004.006.008.0010.0
弹力F/N1. 502. 934. 555. 987.50

已知实验操作准确无误,其中数据记录有误的是_______,正确记录为_______
(3)应用Exce1软件进行数据拟合,得到如图丙所示的函数图象,则该弹簧的劲度系数为_______N/m.(计算结果保留三位有效数字)       
2019-10-22更新 | 93次组卷
共计 平均难度:一般