2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 2-4-1 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件.ppt

實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系,01,02,03,04,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理,1鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確帶來(lái)誤差2畫(huà)圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來(lái)誤差,1安裝裝置：要保持刻度尺豎直并靠近彈簧2不要超過(guò)彈性限度：實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超過(guò)彈簧的彈性限度3盡量多測(cè)幾組：要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)4觀察所描點(diǎn)的走向：不要畫(huà)折線5統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位,注意事項(xiàng),誤差分析,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,【例1】(2017蚌埠模擬)如圖1甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(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(zhǎng)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具有：_。,毫米刻度尺,轉(zhuǎn)到解析,(2)如圖乙所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖，縱軸是鉤碼質(zhì)量m，橫軸是彈簧的形變量x。由圖可知：圖線不通過(guò)原點(diǎn)的原因是_；彈簧的勁度系數(shù)k_N/m(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2)。(3)如圖丙所示，實(shí)驗(yàn)中用兩根不同的彈簧a和b，畫(huà)出彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度L的FL圖象，下列說(shuō)法正確的是()Aa的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)Ba的勁度系數(shù)比b的大Ca的勁度系數(shù)比b的小D彈力與彈簧長(zhǎng)度成正比,彈簧有重力,4.9,B,熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,轉(zhuǎn)回原題,解析(1)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，故需要毫米刻度尺。(2)圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長(zhǎng)量大小成正比，則kF/x4.9N/m。由圖可知，當(dāng)F0時(shí)，x大于零，說(shuō)明沒(méi)有掛重物時(shí)，彈簧有伸長(zhǎng)，是由于彈簧自身的重力造成的，故圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是彈簧有自重，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有考慮(或忽略了)彈簧的自重。(3)在圖象中橫截距表示彈簧的原長(zhǎng)，故b的原長(zhǎng)比a的長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k，故a的勁度系數(shù)比b的大，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；彈簧的彈力滿足胡克定律，彈力與彈簧的形變量成正比，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案(1)毫米刻度尺(2)彈簧有重力4.9(3)B,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,【變式訓(xùn)練1】(2017南岸區(qū)模擬)某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”時(shí)，將輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，彈簧下端掛一個(gè)小盤(pán)，在小盤(pán)中增添砝碼，改變彈簧的彈力，通過(guò)旁邊豎直放置的刻度尺可以讀出彈簧末端指針的位置x，實(shí)驗(yàn)得到了彈簧指針位置x與小盤(pán)中砝碼質(zhì)量m的圖象如圖乙所示，g取10m/s2?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)某次測(cè)量如圖2甲所示，指針指示的刻度值為_(kāi)cm(刻度尺單位為cm)。(2)從圖乙可求得該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。,18.00,轉(zhuǎn)回原題,(3)另一同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)有下列做法，其中正確的是()A實(shí)驗(yàn)中未考慮小盤(pán)的重力B刻度尺零刻度未與彈簧上端對(duì)齊C讀取指針指示的刻度值時(shí)，選擇彈簧指針上下運(yùn)動(dòng)最快的位置讀取D在利用xm圖線計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)時(shí)舍棄圖中曲線部分?jǐn)?shù)據(jù),0.30,AD,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,轉(zhuǎn)回原題,規(guī)律總結(jié),反思總結(jié)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的三種方法(1)圖象法：根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，在建好直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，以彈簧的彈力F為縱軸，彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫軸，根據(jù)描點(diǎn)的情況，作出一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線。(2)列表法：將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中，研究測(cè)量的數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的比值是一常數(shù)。(3)函數(shù)法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的函數(shù)關(guān)系。,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新本實(shí)驗(yàn)一般是在教材實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新情景進(jìn)行考查，因此，要在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問(wèn)題。,高考考情演變：裝置時(shí)代化、求解智能化1.彈力的獲得：彈簧豎直懸掛，重物的重力作為彈簧的拉力，存在彈簧自重的影響彈簧水平使用，重物的重力作為彈簧的拉力，消除了彈簧自身的影響。2.圖象的獲得：由坐標(biāo)紙作圖得Fx圖象由傳感器和計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)直接得Fx圖象。,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,【例2】用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系。輕彈簧上端固定一個(gè)力傳感器，然后固定在鐵架臺(tái)上，當(dāng)用手向下拉伸彈簧時(shí)，彈簧的彈力可從傳感器讀出。用刻度尺可以測(cè)量彈簧原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度，從而確定伸長(zhǎng)量。測(cè)量數(shù)據(jù)如表格所示：(1)以x為橫坐標(biāo)，F(xiàn)為縱坐標(biāo)，在圖4的坐標(biāo)紙上描繪出能夠正確反應(yīng)彈力與伸長(zhǎng)量關(guān)系的圖線。(2)由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)(保留兩位有效數(shù)字)。,解析橫軸表示伸長(zhǎng)量x，縱軸表示彈力F，按照表格數(shù)據(jù)，描點(diǎn)畫(huà)圖，得到一條直線，圖象斜率代表彈簧勁度系數(shù)。答案(1)如圖(2)75N/m(7476N/m均正確),75N/m,實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破,【變式訓(xùn)練2】(2017商丘模擬)(1)某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長(zhǎng)度L關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到如圖5a所示的FL圖象，由圖象可知：彈簧原長(zhǎng)L0_cm，求得彈簧的勁度系數(shù)k_N/m。(2)按如圖b的方式掛上鉤碼(已知每個(gè)鉤碼重G1N)，使(1)中研究的彈簧壓縮，穩(wěn)定后指針指示如圖b，則指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為_(kāi)cm。由此可推測(cè)圖b中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為_(kāi)個(gè)。,3.0,200,1.50,3,解析(1)由胡克定律Fk(L-L0)，結(jié)合題圖a中數(shù)據(jù)得L03.0cm，k200N/m。(2)由題圖b知指針?biāo)究潭葹?.50cm，由Fk(L0-L)，可求得此時(shí)彈力為F3N，故所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為3個(gè)。答案(1)3.0200(2)1.503,備選訓(xùn)練,審題視點(diǎn)(1)要讓盡可能多的點(diǎn)分布在畫(huà)出的直線上；不在直線上的點(diǎn)，要盡可能均勻分布在直線兩側(cè)；偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去.(2)由F=kx求k.,【備選訓(xùn)練1】(2011安徽卷，21(1)為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來(lái)，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長(zhǎng)度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖中標(biāo)出.(g9.8m/s2)作出ml的關(guān)系圖線；彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m.,0.259,注意畫(huà)線方法,備選訓(xùn)練,【備選訓(xùn)練2】(2016長(zhǎng)春質(zhì)量監(jiān)測(cè))在探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，某同學(xué)先按圖6對(duì)彈簧甲進(jìn)行探究，然后把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來(lái)按圖7進(jìn)行探究。在彈簧彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為m50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，分別測(cè)得圖6、圖7中彈簧的長(zhǎng)度L1、L2，如下表所示。(1)已知重力加速度g9.8m/s2，要求盡可能多地利用測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算彈簧甲的勁度系數(shù)k_N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(2)由表中數(shù)據(jù)_(填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧乙的勁度系數(shù)。,49能,轉(zhuǎn)到解析,備選訓(xùn)練,轉(zhuǎn)回原題,備選訓(xùn)練,【備選訓(xùn)練3】某同學(xué)探究一條橡皮筋的彈力和伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)使用了一條拉伸一定長(zhǎng)度后粗細(xì)會(huì)明顯變化的橡皮筋。利用彈簧秤測(cè)出橡皮筋彈力的大小，利用刻度尺測(cè)出橡皮筋的長(zhǎng)度。(1)某次測(cè)橡皮筋的彈力時(shí)，彈簧秤的示數(shù)如圖8所示，讀數(shù)為_(kāi)N。(2)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的橡皮筋的彈力F與橡皮筋伸長(zhǎng)量x的數(shù)據(jù)作出Fx圖象，如圖9所示。從圖上可以看出，在彈力較小時(shí)，橡皮筋的彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系遵循胡克定律，這時(shí)橡皮筋的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m。(3)由圖9可以看出，當(dāng)拉力較大時(shí)，橡皮筋的彈力與伸長(zhǎng)量的比值發(fā)生了明顯的變化，這時(shí)拉力越大，橡皮筋越_(填“容易”或“不容易”)發(fā)生形變。,1.30,轉(zhuǎn)到解析,12,不容易,備選訓(xùn)練,轉(zhuǎn)回原題,備選訓(xùn)練,【備選訓(xùn)練4】(2017安徽黃山模擬)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)。彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在_方向(填“水平”或“豎直”)。(2)彈簧自然懸掛，待彈簧_時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0；彈簧下端掛上砝碼盤(pán)時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)x；在砝碼盤(pán)中每次增加10g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6。數(shù)據(jù)如下表：表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為_(kāi)。由表可知所用