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[!--downpath--]2023屆中考數(shù)學一輪備考訓練實驗探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系1.某同事想檢測兩根材料不同、粗細不同、長度不同的輕彈簧的勁度系數(shù),他設計了如圖(a)所示的實驗裝置。實驗操作步驟如下:①將一根粗細均勻的桿豎直固定在水平面上,在其表面涂上光滑材料;②將輕彈簧A套在豎直桿上,將輕彈簧B套在彈簧A外邊,彈簧A與桿之間以及彈簧B與彈簧A之間均有一定間隙;③將刻度尺豎直固定在彈簧兩側(cè),讀出此時彈簧A、B的寬度;④將金屬圓環(huán)套在豎直桿上并輕輕放到彈簧上,待圓環(huán)平衡后從刻度尺上讀出彈簧A、B的寬度;⑤逐漸降低金屬圓環(huán)(與此前所加的金屬圓環(huán)完全相同)個數(shù),重復步驟④;⑥根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出彈簧上方所加金屬圓環(huán)的個數(shù)n及彈簧A對應的形變量x,通過計算機擬合出如圖(b)所示的圖象;⑦用天平檢測出一個金屬圓環(huán)的質(zhì)量為100g,實驗過程中未超過彈簧的彈性限度,重力加速度g取。回答下述問題:(1)彈簧A、B的勁度系數(shù)分別為/m,/m;(2)若把彈簧A、B串接在一起,將一端固定在天花板上,另一端懸掛一重力為G的物塊,則物塊靜止時兩彈簧的伸長量之和(用、、G表示)。
2.某同事用圖a所示裝置做“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實驗。(1)請按合理的操作次序?qū)⒉襟E的序號寫在橫線上;A.以彈簧寬度l為橫座標,以鉤碼質(zhì)量m為縱座標,標出各組數(shù)據(jù)(l,m)對應的點,并用平滑的曲線或直線聯(lián)接上去;B.記下彈簧上端不掛鉤碼時,其上端A處表針所對刻度尺上的刻度;C.將鐵架臺固定于桌上,將彈簧一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一把刻度尺;D.依次在彈簧上端掛上1個、2個、3個……鉤碼,待鉤碼靜止后,讀出彈簧上端表針指示的刻度記錄在表格內(nèi),之后取下鉤碼;E.由m-l圖象,進一步找出彈簧彈力與彈簧形變量之間的關(guān)系。(2)圖b為依據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)標出的對應點,在圖b中做出鉤碼質(zhì)量m與彈簧寬度l間的關(guān)系圖線;(3)由圖象可知,彈簧上端不掛鉤碼時,表針A處所對刻度尺上的刻度;(4)此彈簧的勁度系數(shù)/m。(g取10,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)3.橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內(nèi),伸長量x與彈力F成反比,即,k的值與橡皮筋未遭到拉力時的寬度L、橫截面積S有關(guān),理論與實踐都表明,其中Y是一個由材料決定的常數(shù),材料熱學上稱之為楊氏泊松比。
(1)在國際單位制中,楊氏撓度Y的單位應當是。A.NB.mC.N/mD.Pa(2)有一段橫截面是方形的橡皮筋,應用如圖1所示的實驗裝置可以檢測出它的楊氏撓度Y的值.首先借助刻度尺測得橡皮筋的寬度L=20.00cm,借助檢測工具測得橡皮筋未遭到拉力時的半徑,這么檢測工具應當是。(3)作出橡皮筋遭到的拉力F與伸長量x的圖像彈簧彈力與形變量的關(guān)系,如圖2所示,由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù),這么,這些橡皮筋的Y值等于(只要填寫Y的數(shù)值并保留兩位有效數(shù)字)4.某同事借助如圖甲所示的裝置檢測輕彈簧的勁度系數(shù)。其中支架帶有游標千分尺和主尺,游標千分尺(帶固定的表針),主尺通過支架固定。一輕質(zhì)彈簧穿在細桿上,上端固定,右端與細繩聯(lián)接,且細繩越過光滑定滑輪,其上端可以懸掛若干質(zhì)量均為50g的砝碼。彈簧右端連有一豎直表針,所在位置可通過主尺讀出。實驗步驟如下:(1)在繩上端懸掛一個砝碼,調(diào)整滑輪,使彈簧與滑輪間的細線水平且彈簧與細桿沒有接觸,調(diào)整游標千分尺,使表針與彈簧右端表針對齊。游標千分尺讀數(shù)如圖乙所示,為。(2)逐次降低砝碼個數(shù),并重復步驟(1)(保持彈簧在彈性限度內(nèi))。
(3)用n表示砝碼的個數(shù)彈簧彈力與形變量的關(guān)系,L表示相應的表針位置,將獲得的數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)。n12345m/g50100150200250重力G/N0.490.981.471.962.45L/mm73.583.293.1102.9(4)按照上表的實驗數(shù)據(jù)在圖中補足數(shù)據(jù)點并做出彈簧彈力F-L圖象,得彈簧的勁度系數(shù)k=/m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)5.某學習小組的朋友用圖甲所示裝置做“探究彈簧彈力與伸長量的關(guān)系”實驗,檢測彈簧原長時,為了便捷檢測,她們把彈簧平置于桌面上使其自然伸長,彈簧頂端與刻度尺零刻線對齊,用刻度尺測出彈簧的原長如圖乙所示。之后把彈簧懸掛在鐵架臺上,仍使頂端的同一位置對齊刻度尺的零刻線,將6個完全相同的鉤碼挨個加掛在彈簧