考点6 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则
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2025-03-17
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《金版教程》高考总复习首选用卷·物理(旧高考)
考点 6 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的
平行四边形定则
题组一 基础与经典题
1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，小明同学用如图甲所示的实验装
置进行实验：将该弹簧竖直悬挂，在自由端挂上砝码盘，改变盘中砝码的质量，
用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得实验数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5 6
砝码质量 m/g 0 30 60 90 120 150
弹簧的长度 x/cm 6.00 7.14 8.34 9.48 10.64 11.80
(1)小明同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出 xm 图象如图乙所示，根
据图象他得出结论：弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系，而是一次函数关系。
他的结论错误的原因是：_______________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是：_________________
___，该弹簧的劲度系数 k＝______ N/m(取g＝10 m/s2，保留三位有效数字)。
(3)请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果 _______
_(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
答案 (1)xm 图象的纵坐标不是弹簧的伸长量，横坐标不是砝码和砝码盘的
总质量
(2)未加砝码时弹簧的长度 25.9 (3)相同
解析 (1)在他画出的 xm 图象中，x表示的是弹簧的长度而不是弹簧的伸长
量，m表示的是砝码的质量而不是砝码和砝码盘的总质量，设砝码盘的质量为
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m0，弹簧的自然长度为 x0，由胡克定律有：(m0＋m)g＝k(x－x0)，得 x＝m＋，故
他得出弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系而是一次函数关系的错误结论。
(2)图线的纵截距表示未加砝码时弹簧的长度。该弹簧的劲度系数 k＝＝＝
N/m≈25.9 N/m。
(3)根据公式 ΔF＝kΔx计算出的劲度系数，与砝码盘的质量没有关系，故结
果相同。
2．(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是______
__。
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且钩码处
于平衡状态
C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之
比相等
(2)甲同学研究弹簧所受拉力 F与弹簧长度 L的关系时，得到如图所示的 FL
图象，由 FL 图象可知：弹簧原长 L0＝________ cm，求得弹簧的劲度系数 k＝
________ N/m。
(3)乙同学做实验时，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
的图线可能是图中的________。
答案 (1)AB (2)3.0 200 (3)C
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解析 (1)弹簧被拉伸时，不能超过弹性限度，否则弹簧会损坏，故 A正确；
根据二力平衡，用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置，
且使钩码处于平衡状态，这时钩码的重力大小等于弹簧的弹力大小，故 B正确；
弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故 C错误；不同的弹簧劲度系数不同，则拉
力与伸长量的比值不同，故 D错误。
(2)弹簧所受拉力为零时弹簧的长度就是弹簧原长，由图象可知弹簧原长 L0
＝3.0 cm，由图象的斜率可求得弹簧的劲度系数 k＝＝ N/m＝200 N/m。
(3)由于弹簧自身重力的影响，当把弹簧竖直悬挂起来后，不挂钩码时伸长
量已经大于零，则最后画出的图线可能是图中的 C。
3．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端
系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用
两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡
皮条。
(1)下列对实验操作的说法，正确的是________。
A．用两个弹簧测力计把结点拉到 O点之后，为防止结点变动，应用图钉把
结点固定在 O点
B．在同一组实验中，用两个弹簧测力计拉橡皮条和用一个弹簧测力计拉橡
皮条时结点位置相同
C．为使实验结果更具有说服力，应多做几组，且每组实验两细绳套的夹角
不能变
D．为使实验结果更精确，两弹簧测力计的规格必须一样
(2)某同学根据实验在纸上画出了如图所示的力的图示(F与AO 共线)，其中_
_______是F1和F2的理论合力，________是F1和F2的实际合力。
答案 (1)B (2)F′ F
解析 (1)根据合力与分力是等效的，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的
长度要相同，只要在白纸上记录下第一次结点所在位置 O，第二次拉至同一位置
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《金版教程》高考总复习首选用卷·物理(旧高考)考点6 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则题组一 基础与经典题1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，小明同学用如图甲所示的实验装置进行实验：将该弹簧竖直悬挂，在自由端挂上砝码盘，改变盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得实验数据如下表：实验次数123456砝码质量m/g0306090120150弹簧的长度x/cm6.007.148.349.4810.6411.80(1)小明同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出xm图象如图乙所示，根据图象他得出结论：弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系，而是一次函数关系。他的结论错误的原...
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