《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題二 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題二 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件 新人教版（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗準(zhǔn)備實驗?zāi)康?1)探究彈力與彈簧的伸長量的定量關(guān)系(2)學(xué)會利用圖象研究兩個物理量之間的關(guān)系的方法實驗原理(1)如圖 S2-1 所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與鉤碼重力大小_圖 S2-1相等(2)用_測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量x，建立坐標(biāo)系，以_表示彈力大小 F，以_表示彈簧的伸長量 x，在坐標(biāo)系中描出實驗所測得的各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量之間的關(guān)系縱坐標(biāo)橫坐標(biāo)實驗器材輕質(zhì)彈簧(一根)、鉤碼(一盒)、刻度尺、鐵架臺、重垂線、坐標(biāo)紙、三角板等刻度尺實驗過程實驗步驟(1

2、)如圖 S2-2 所示，將_放在桌面上(固定好)，將_ 的 一端 固定 在鐵 架臺 的橫 梁上 ，在接近彈簧處將_(最小分度為 1 mm )固定于鐵架臺上，并檢查刻度尺是否_鐵架臺彈簧刻度尺豎直圖 S2-2(2)記下彈簧下端_時所對應(yīng)的刻度 L0.(3)在彈簧下端掛上一個鉤碼，記下靜止時彈簧所對應(yīng)的刻度 L1.(4)用上面的方法，記下彈簧下端掛 2 個、 3 個、 4 個鉤碼時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度 L2 、 L3、 L4，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中.不掛鉤碼鉤碼個數(shù)刻度伸長量x彈力F0 L0001L1x1L1L0F12L2x2L2L0F23 L3x3L3L0F3 6L6x6L6L0F6數(shù)據(jù)處理

3、(1)用 xn_計算出彈簧掛 1 個、2 個、3 個鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?g，計算出所掛鉤碼的_，這個_就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格LnL0(2)以伸長量 x 為橫軸、彈力 F 為縱軸建立坐標(biāo)系，要注意標(biāo)上坐標(biāo)軸表示的物理量及單位(3) 在坐標(biāo)軸上選擇合適的標(biāo)度( 能使數(shù)據(jù)布滿整個坐標(biāo)系)，并將以上數(shù)據(jù)描點表示在圖象中，描點時要留下痕跡(4)將以上描點連線要讓盡可能多的點落在同一直線上，讓其余的點落在直線的兩側(cè)，誤差較大的點舍棄(5)這就是彈簧彈力的 F-x 圖象，如果圖象在誤差范圍內(nèi)是一條_的直線，那么說明彈簧彈力與彈簧的伸長量成正比過原點總重力總重力實驗分

4、析注意事項自然下垂用毫米刻度尺彈性限度彈力(1)由于彈簧有一定重量，將其自然懸掛時的長度與平放時的長度不一樣量取 L0 時，應(yīng)將彈簧一端固定在鐵架臺上的鐵夾上，讓其_，再_量得自然狀態(tài)下的原長，否則圖象將不過原點(2) 只有在_ 內(nèi)，彈簧的_ 才與彈簧的_成正比所以在彈簧下掛鉤碼時，注意不要使彈簧所受拉力超過其_伸長量彈性限度(3)若用作圖法研究彈簧的彈力與其伸長量的關(guān)系，由于實驗誤差，依據(jù)實驗數(shù)據(jù)描成的點不完全在一條直線上這時所作直線應(yīng)盡量多地通過這些點，并使不在直線上的點盡量均勻分布在所作直線的兩側(cè)明顯與其他相差很遠(yuǎn)的點應(yīng)該舍去(4)如果實驗中不用彈簧的伸長量而用彈簧的總長，得到的圖象將_

5、根據(jù)實驗?zāi)康囊脧椈傻腳如果彈簧伸長量的單位用米，彈力的單位用牛，則函數(shù)表達(dá)式中常數(shù) k 的單位是牛每米，即 N/m.不過原點伸長量誤差分析(1)本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶然誤差(2)彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響(3)為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)實驗改進(jìn)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，也可以不測量彈簧的自然長度，而以彈簧的總長作為自變量，彈力為因變量，作出彈力隨彈簧長度的關(guān)系圖線這樣可避免因測彈簧的自然伸長而帶來的誤差【基礎(chǔ)檢測】1(多選)如圖 S2-3 甲所示，一個彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連當(dāng)對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時，在電腦上得

6、到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系)圖象，如圖乙所示則下列判斷正確的是(圖 S2-3A彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度成正比C該彈簧的勁度系數(shù)是 200 N/mD該彈簧受到反向壓力時，勁度系數(shù)不變解析：由圖象知，F(xiàn)-x 是一個過原點的直線，k200.10N/m200 N/m，可知 A 錯誤；彈力增加量與對應(yīng)的彈簧長度的增加量成正比，與對應(yīng)的彈簧長度不成正比，B 錯誤答案：CD2(2015 年廣東陽東一中、廣雅中學(xué)聯(lián)考)某同學(xué)利用如圖S2-4 甲裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實驗圖 S2-4(1)在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持_狀態(tài)(2)他通過實驗

7、得到如圖乙所示的彈力大小 F 與彈簧長度 x的關(guān)系圖象由此圖象可得該彈簧的原長 x0_cm，勁度系數(shù) k_N/m.(3)他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧測力計，當(dāng)彈簧測力計上的示數(shù)如圖丙所示時，該彈簧的長度 x _cm.答案：(1)豎直(2)450(3)10考點1 用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)重點歸納在 F-x 圖象中，(1)圖象的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)大小(2)圖象是過原點的一直線，若實驗處理數(shù)據(jù)方法不一樣，導(dǎo)致圖象與縱軸、橫軸有交點，應(yīng)具體分析交點所表示的物理意義 典例剖析例 1：(2014 年新課標(biāo)卷)某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù) k 與其長度(圈數(shù))的關(guān)系實驗裝置如圖 S2-5 所示：一

8、均勻長彈簧豎直懸掛，7 個指針 P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6 分別固定在彈簧上距懸點 0、10、20、30、40、50、60 圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0 指向 0 刻度設(shè)彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為 x0 ；掛有質(zhì)量為0.100 kg 的砝碼時，各指針的位置記為 x.測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n 為彈簧的圈數(shù)，重力加速度 g 取 9.80 m/s2)已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為 60，整個彈簧的自由長度為 11.88cm.(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：_；_.圖 S2-5項目P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.051

9、0.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.8 (m/N)0.00610.01790.02290.02960.03471k圖 S2-6(3)圖 S2-6 中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為 n 的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù) k 與其圈數(shù) n 的關(guān)系的表達(dá)式為 k_N/m；該彈簧的勁度系數(shù) k 與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k_N/m.【考點練透】1某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小 F 和彈簧長度 l 的關(guān)系如圖 S2-7

10、 所示，則由圖線可知：圖 S2-7(1)彈簧的勁度系數(shù)為_(2)為了用彈簧測定兩木塊 A 和 B 間的動摩擦因數(shù)，兩位同學(xué)分別設(shè)計了如圖 S2-8 所示的甲、乙兩種方案甲乙圖 S2-8為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示 A 和 B 之間的滑動摩擦力的大小，你認(rèn)為方案_更合理若 A 和 B 的重力分別為 10.0 N 和 20.0 N當(dāng) A 被拉動時，彈簧測力計 a 的示數(shù)為 6.0 N，b 的示數(shù)為 11.0 N，c 的示數(shù)為 4.0 N，則 A 和 B 間的動摩擦因數(shù)為_答案：(1)300 N/m(2) 甲 0.32(2015 年山東臨沂模擬)如圖 S2-9 甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量

11、且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系甲乙圖 S2-9(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有：_.(2)實驗中需要測量的物理量有：_.(3)圖乙是彈簧彈力 F 與彈簧伸長量 x 的 F-x 圖象，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.(4)為完成該實驗，設(shè)計的實驗步驟如下：A以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點，并用平滑的曲線連接起來B記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度 l0.C將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺D依次在彈簧下端掛上 1 個、2 個、3 個、4 個鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)

12、的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼E以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)F解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義G整理儀器請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：_.答案：(1)刻度尺(2)彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與彈簧對應(yīng)的長度)(3)200(3)CBDAEFG 或 CBDGAEF考點2 實驗誤差分析本實驗的誤差主要來源于：彈簧拉力大小的不穩(wěn)定、彈簧長度的測量和作圖 重點歸納典例剖析例 2：某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗先把彈簧放在水平桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長為 L0，再把彈簧豎直懸掛起來，然后用鉤

13、碼掛在彈簧下端，測出彈簧的長度為 L，把 LL0 作為彈簧的伸長量 x1，改變鉤碼個數(shù)重復(fù)操作由于彈簧自身重力的影響，最后作出的 F-x 圖象，可能是下圖中的()ABCD解析：先把彈簧放在光滑水平桌面上使其自然伸長，再把彈簧豎直懸掛起來，在沒施加拉力時，由于彈簧自身重力的影響彈簧長度就大于自然長度，即 F-t 圖象橫軸有截距故C 正確答案：C均值xi (x加ix減i)的數(shù)據(jù)如下表：(下標(biāo) i 表示掛在繩下端鉤【考點練透】3在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”的實驗中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧，為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為 m0.1

14、kg，取 g10 m/s2)，并記錄繩下端的坐標(biāo) x加i，然后逐個拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標(biāo) x減i，繩下端坐標(biāo)的平碼個數(shù))12掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)(xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的 x加i_x減i (填“大于”或“小于”)(2)_ 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(填 “ 甲 ” 或“乙”)(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m)(4)為了更好地測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？答案：(1)小于(2)乙(3)取乙

15、同學(xué)的數(shù)據(jù)作圖，如圖 D12 所示圖 D12由圖可得：k58 N/m.(4)選用鉤碼的質(zhì)量不能過大，否則很容易超出橡皮繩的彈性限度，質(zhì)量也不能過小，否則橡皮繩的形變量很小，測量誤差大4某實驗小組在探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系時，先把彈簧平放在桌面上，用刻度尺測出彈簧的原長 L04.6 cm，再把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一個鉤碼均記下對應(yīng)的彈簧長度 x，數(shù)據(jù)記錄如下表所示.鉤碼個數(shù)12345彈力F/N1.02.03.04.05.0彈簧長度x/cm7.09.011.013.015.0圖 S2-10(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖 S2-10 中作出 F-x 圖線(2)由此圖線可得，該彈簧勁度系數(shù) k_N/m.(3)圖線與 x 軸的交點坐標(biāo)大于 L0 的原因是_答案：(1)如圖 D13 所示圖 D13(2)50(3)彈簧自身重力的影響