《（通用版）2018-2019版高考物理總復習 主題二 相互作用與運動定律 實驗：探究彈力與彈簧伸長量的關系課件 新人教版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（通用版）2018-2019版高考物理總復習 主題二 相互作用與運動定律 實驗：探究彈力與彈簧伸長量的關系課件 新人教版.ppt（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、實驗：探究彈力與彈簧伸長量的關系,一、實驗目的 1.探究彈力與彈簧伸長的關系。 2.學會利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)。 3.驗證胡克定律。,二、實驗原理 1.如圖1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。,圖1,三、實驗器材,鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、坐標紙。,四、實驗步驟,1.按圖2安裝實驗裝置，記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0。,圖2,2.在彈簧下端懸掛一個鉤碼，平衡時記下彈簧的總長度并記下鉤碼的重力。 3.增加鉤碼的個數(shù)，重復上述實驗過程，將數(shù)據(jù)填入表格，以F表示彈力，l表示彈簧的總長度，xll0表示彈簧的伸長量。,五

2、、數(shù)據(jù)處理 1.以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖。連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線，如圖3所示。,圖3,六、誤差分析,由于彈簧原長及伸長量的測量都不便于操作，存在較大的測量誤差，另外由于彈簧自身的重力的影響，即當未放重物時，彈簧在自身重力的作用下，已經(jīng)有一個伸長量，這樣所作圖線往往不過原點。,七、注意事項 1.所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度。 2.每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀一些，這樣作出的圖線精確。 3.測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，刻度尺要保持豎直并

3、靠近彈簧，以免增大誤差。 4.描點畫線時，所描的點不一定都落在一條直線上，但應注意一定要使各點均勻分布在直線的兩側。 5.記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位。,要點一實驗原理及實驗操作 例1 某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系。,(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側。彈簧軸線和刻度尺都應在________方向(填“水平”或“豎直”)。 (2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6。數(shù)據(jù)如下表：,表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為________。由表可知所用

4、刻度尺的最小分度為________。 (3)圖4是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質量，橫軸是彈簧長度與________的差值(填“L0”或“Lx”)。,圖4,(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質量為________g。(結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2) 解析(1)為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力引起，所以彈簧軸線和刻度尺均應在豎直方向。 (2)彈簧靜止時，記錄原長L0；表中的數(shù)據(jù)L3與其他數(shù)據(jù)有效數(shù)字位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)L3不規(guī)范，標準數(shù)據(jù)應讀至厘米位的后兩位，最后一位應為估計值，精確至mm位，所以刻度尺的最小分度為1

5、mm。 (3)由題圖知所掛砝碼質量為0時，x為0， 所以xLLx。,答案(1)豎直(2)靜止L31 mm(3)Lx(4)4.910,要點二實驗數(shù)據(jù)處理 例2 一位同學做“探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關系”所測的幾組數(shù)據(jù)見下表，請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出分析。,(1)算出每一次彈簧的伸長量，并將結果填在表中的空格內。 (2)在坐標圖上作出Fx圖線。,(3)寫出圖線的函數(shù)表達式(x用cm作單位)：_____________。 (4)函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義：___________________。,圖5,解析(1),(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)在Fx坐標圖上描點，根據(jù)描的點作直線，使所描各點擬合在直線上(不在

6、直線上的點均勻分布在直線兩側)。,(3)根據(jù)(2)中的Fx圖線知，F(xiàn)與x是正比例函數(shù)，設表達式為Fkx，將F0.5 N、x1.0 cm代入得 k0.5 N/cm 故函數(shù)表達式為F0.5x(N)。 (4)函數(shù)表達式中常數(shù)就是彈簧的勁度系數(shù)。 答案見解析,要點三創(chuàng)新實驗 例3 在“探究彈力和彈簧伸長量的關系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖6所示。所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應的彈簧總長度。,圖6,(1)有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標系圖7中，請作出FL圖線。,圖

7、7,(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0________cm，勁度系數(shù)k________ N/m。 (3)試根據(jù)該同學以上的實驗情況，幫助他設計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))。 (4)該同學實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較，優(yōu)點在于：_____________________________________________， 缺點在于：_____________________________________________ _____________________________________________________。,解析(1)FL圖線如圖所示

8、：,(2)彈簧的原長L0即彈力為零時彈簧的長度，由圖象可知，L05102 m5 cm。 勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率，k20 N/m。,(3)記錄數(shù)據(jù)的表格如下表,(4)優(yōu)點是：可以避免彈簧自身重力對實驗的影響。 缺點是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦會造成實驗誤差。 答案(1)見解析圖(2)520(3)、(4)見解析,1.下列關于“探究彈力和彈簧伸長量的關系”實驗的說法中正確的是(),A.實驗中k的具體數(shù)值必須計算出來 B.如果沒有測出彈簧原長，用彈簧長度L代替x，F(xiàn)L圖線也是過原點的一條直線 C.利用Fx圖線可求出k值 D.實驗時要把所有點連到線上，才能探究得到真實規(guī)律,解析“探究彈力

9、和彈簧伸長量的關系”實驗中利用Fx圖線可求出k值，但不一定要求解出k值，實驗中用彈簧長度L代替x，F(xiàn)L圖線不是過原點的一條直線，作圖時絕大多數(shù)點通過直線，偏離較大的點應舍去。C項正確。 答案C,2.某同學做“探究彈力與彈簧伸長量的關系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然增長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把LL0作為彈簧的伸長量x。這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是(),解析由于考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量x0，所以選項C正確。 答案C,3.某同學在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時，安裝好實驗裝置，

10、讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖8甲所示，圖乙是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大圖，示數(shù)l1________cm。在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5。已知每個鉤碼質量是50 g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2________N(當?shù)刂亓铀俣萭9.8 m/s2)。要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是__________，作出Fx曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關系。,解析由圖乙可估讀為25.85 cm。掛2個鉤碼時，彈簧彈力等于鉤碼的重力，即F22mg0.98 N。由于

11、彈簧伸長量等于彈簧現(xiàn)在的長度減去彈簧原長，因此要得到伸長量，還需要測量彈簧原長。 答案25.850.98彈簧原長,圖8,4.在“探究彈力和彈簧伸長關系”的實驗中，某實驗小組將不同數(shù)量的鉤碼分別掛在豎直彈簧下端進行測量，根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)，利用描點法作出了所掛鉤碼的重力G與彈簧總長L的關系圖象，根據(jù)圖象回答以下問題。,(1)彈簧的原長為________cm。 (2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。 (3)分析圖象，總結出彈力F跟彈簧長度L之間的關系式為________________________。(L用m為單位),圖9,答案(1)10(2)1 000(3)F1 000(L0.10) N

12、,5.某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗。,圖10,(1)圖10甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量l為________cm。,(2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是________。(填選項前的字母) A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 B.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 (3)圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)

13、象的主要原因是_____________________________________________________。,解析(1)由題圖乙標尺刻度可知示數(shù)l214.66 cm，ll2l16.93 cm。(2)為防止彈簧超出彈性限度，應逐漸增加鉤碼的重量，故選A。(3)由圖知AB段伸長量與彈力不成線性關系，主要原因是鉤碼重力超出彈簧的彈性限度。 答案(1)6.93(2)A(3)超出彈簧的彈性限度,6.某同學用如圖11甲所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗。他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指刻度尺的刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，分別測出指針所指刻度尺的刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下(g取10 m/s2)：,圖11,(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在坐標紙(圖乙)上畫出彈簧指針所指刻度尺的刻度x與鉤碼質量m的關系圖線。 (2)根據(jù)xm圖線可計算出，該彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(結果保留3位有效數(shù)字),解析(1)描點作圖，如圖所示：,答案(1)見解析圖(2)58.3(56.558.5),