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： - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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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．他们认为：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，与横截面半径成反比．
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，用螺旋测微器、激光测距仪、传感器等比较精密的仪器测量线材的有关数据，以验证假设．
C．通过实验取得如下数据：

答案

核心考点

试题【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：】；主要考察你对弹力等知识点的理解。[详细]

举一反三

长度

拉力伸长直径

250.00N

500.00N

750.00N

1000.00N

1.00m

2.520mm

0.40mm

0.81mm

1.19mm

1.60mm

2.00m

2.520mm

0.80mm

1.59mm

2.41mm

3.21mm

1.00m

3.563mm

0.21mm

0.40mm

0.61mm

0.80mm

（1）确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和测量数据属“搜集证据”．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．
属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是B和C．
（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．
（3）种线材的伸长量与拉力以及材料的长度、截面积之间的关系式为：
x=

kFL

，代入数据解得：k=8.0×10^-12m²/N．

故答案为：（1）B、C
（2）他们的假设不是“全部正确”．
根据上述数据分析可知：在弹性限度内，金属丝的伸长量与拉力成正比，与横截面半径的平方成反比，还与金属丝的长度成正比；
（3）x=

kFL

式中：k=

=8.0×10^-12m²/N

下表是某同学为探索弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据：

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弹力F/N

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

弹簧秤的伸长X/cm

2.6

5.0

6.8

9.8

12.4

如图甲所示，一个轻质弹簧右端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧的左端施加变化的水平拉力时，在电脑上得到了弹簧形变量x与弹簧弹力大小F的关系图象（如图乙），弹簧始终在弹性限度内．则下列判断正确的是（　　）
魔方格

题型：不详难度：| 查看答案

A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比

B．弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比

C．该弹簧的劲度系数是2N/m

D．当对弹簧的左端施加水平压力时，弹簧劲度系数不变

用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长，十七世纪英国物理学家胡克发现，金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律．这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础．现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm²，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000，由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，就选用同种材料制成样品进行测试，通过测试，取得数据如下：

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热门考点

长度L	拉力F伸长x截面积S	250N	500N	750N	1000N
1m	0.05cm²	0.04cm	0.08cm	0.12cm	0.16cm
2m	0.05cm²	0.08cm	0.16cm	0.24cm	0.32cm
3m	0.05cm²	0.12cm	0.24cm	0.36cm	0.48cm
1m	0.10cm²	0.02cm	0.04cm	0.06cm	0.08cm
1m	0.20cm²	0.01cm	0.02cm	0.03cm	0.04cm
在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧外力的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x，作出F-x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为______ N/m，图线不过坐标原点的原因是由于______．
原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为______cm，此弹簧的劲度系数为______ N/m．