人教版 (新课标)必修13 摩擦力课后练习题

1．在“探究弹力与弹簧伸长的关系”中，关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是

(　　)

A．先测量弹簧的原长，后竖直悬挂

B．先竖直悬挂，后测量弹簧的原长

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身重量

解析：由于弹簧自身重量的影响，弹簧平放时的长度与竖直悬挂时的长度不同，竖直悬挂时长度更长一些。由于实验时弹簧始终处于竖直状态，故弹簧长度一直受自重影响，所以测量原长时，应测量弹簧竖直悬挂时的长度，B、D 项正确。

答案：BD

2．某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验，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，挂上钩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图实－6 所示图像中的(　　)

图实－6

解析：由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量 x≠0，所以选 C。

答案：C

3．如图实－7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大小的关系图像(如图乙)。则下列判断正确的是(　　)

图实－7

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

解析：弹力与弹簧的形变量成正比，A错，B对；弹簧的劲度系数k＝＝ N/m＝200 N/m，C正确；劲度系数由弹簧本身决定，D正确。

答案：BCD

4．某同学要探究弹力与弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端每增加一个50 g的砝码时，指针示数分别记作L1、L2、…、L7。

(1)下表记录的是该同学测出的8个值：

根据表中数据，用“逐差法”计算出每增加50 g砝码时弹簧平均伸长量ΔL的数值为ΔL＝________ cm。

(2)根据以上数据，求出弹簧的劲度系数k＝________ N/m。(g取9.8 m/s2)

解析：(1)设每增加50 g砝码时弹簧伸长量为ΔL，由“逐差法”求解，d1＝L4－L0＝4·ΔL1，d2＝L5－L1＝4·ΔL2，d3＝L6－L2＝4·ΔL3，d4＝L7－L3＝4·ΔL4，整理得，ΔL＝＝1.75 cm。

(2)弹簧劲度系数为k＝＝28.0 N/m。

答案：(1)1.75　(2)28.0

5．以下是一位同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验。

(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来：________。

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来

B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度 L0

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺

D．依次在弹簧下端挂上 1 个、2 个、3 个、4 个…钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码

E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式

F．解释函数表达式中常数的物理意义

(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：

①在如图实－8所示的坐标上作出 F－x 图线。

图实－8

②写出曲线的函数表达式 (x 用 cm 作单位)：________。

③函数表达式中常数的物理意义：_______________________________________。

解析：(1)根据实验的实验操作过程应先安装仪器，再挂钩码然后记录数据，分析数据，最后整理即可，排列先后顺序为 CBDAEF。

(2)①如图所示：

②F＝0.43x　③弹簧的劲度系数

答案：(1)CBDAEF　(2)①见解析图　②F＝0.43x　

③弹簧的劲度系数

6. 在“探究弹力与弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图实－9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。                                          图实－9

(1)有一个同学通过以上实验测量后把 6 组数据描点在如图实－10坐标图中，请作出 F－L 图线。

图实－10

(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，由图像可知，

L0＝5×10－2 m＝5 cm。

劲度系数为图像直线部分的斜率，k＝20 N/m。

(3)记录数据的表格如下表：

(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　(2)5　20　(3)(4)见解析