高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)2 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系課件.ppt

實(shí)驗(yàn)2探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 欄目導(dǎo)航 1 2 3 抓知識(shí)點(diǎn) 抓重難點(diǎn) 課時(shí)跟蹤檢測(cè) 實(shí)驗(yàn)原理與操作 數(shù)據(jù)處理與分析 數(shù)據(jù)處理 1 以力為縱坐標(biāo) 以彈簧的伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo) 根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 2 按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向 作出一條平滑的圖線 所畫的點(diǎn)不一定正好都在這條圖線上 但要注意使圖線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同 3 以彈簧的伸長(zhǎng)為自變量 寫出圖線所代表的函數(shù)表達(dá)式 并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義 誤差分析 1 鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確 彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確帶來誤差 2 畫圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來誤差 注意事項(xiàng) 1 安裝實(shí)驗(yàn)裝置 要保持刻度尺豎直并靠近彈簧 2 不要超過彈性限度 實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多 以免超過彈簧的彈性限度 3 盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 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 如圖甲所示 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 例1 1 為完成實(shí)驗(yàn) 還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 2 實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有 3 圖乙是彈簧彈力f與彈簧伸長(zhǎng)量x的f x圖線 由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為 n m 圖線不過原點(diǎn)的原因是由于 4 為完成該實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下 a 以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo) 以彈力為縱坐標(biāo) 描出各組 x f 對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 并用平滑的曲線連接起來 b 記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度l0 c 將鐵架臺(tái)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(gè) 2個(gè) 3個(gè) 4個(gè) 鉤碼 并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度 并記錄在表格內(nèi) 然后取下鉤碼 e 以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量 寫出彈力與彈簧伸長(zhǎng)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(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來 解析 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來測(cè)量彈簧原長(zhǎng)和形變量 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有彈簧的原長(zhǎng) 彈簧掛不同個(gè)數(shù)的鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量 或?qū)?yīng)的彈簧長(zhǎng)度 3 取圖象中 0 5 0 和 3 5 6 兩個(gè)點(diǎn) 代入f kx可得k 200n m 由于彈簧自重的原因 使得彈簧不加外力時(shí)就有形變量 4 根據(jù)完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知先后順序?yàn)閏bdaefg 答案 1 刻度尺 2 彈簧原長(zhǎng) 彈簧掛不同個(gè)數(shù)的鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量 或?qū)?yīng)的彈簧長(zhǎng)度 3 200彈簧自身存在重力 4 cbdaefg 1 實(shí)驗(yàn)中不能掛過多的鉤碼 使彈簧超過彈性限度 2 作圖象時(shí) 不要連成 折線 而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在兩則 提分秘笈 2017屆寧夏銀川一中上學(xué)期第一次月考 某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中 利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問題 一輕彈簧一端固定于某一深度為h 0 25m 開口向右的小筒中 沒有外力作用時(shí)彈簧的另一端也位于筒內(nèi) 如圖甲所示 如果本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒外彈簧的長(zhǎng)度l 現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0和彈簧的勁度系數(shù) 該同學(xué)通過改變所掛鉤碼的個(gè)數(shù)來改變l 作出f l圖線如圖乙所示 跟蹤訓(xùn)練1 1 由此圖線可得出的結(jié)論是 2 彈簧的勁度系數(shù)為 n m 彈簧的原長(zhǎng)l0 m 答案 1 在彈性限度內(nèi) 彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比 2 1000 15 某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度 圈數(shù) 的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛 7個(gè)指針p0 p1 p2 p3 p4 p5 p6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)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(shí) 各指針的位置記為x0 掛有質(zhì)量為0 100kg的砝碼時(shí) 各指針的位置記為x 測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示 n為彈簧的圈數(shù) 取重力加速度為9 80m s2 已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60 整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11 88cm 例2 3 上圖中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn) 若從實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度l0 單位為m 的關(guān)系的表達(dá)式為k n m 2015年福建卷 某同學(xué)做 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn) 1 下圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度 其示數(shù)為7 73cm 圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度 此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量 l為 cm 跟蹤訓(xùn)練2 2 本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力 關(guān)于此操作 下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是 填選項(xiàng)前的字母 a 逐一增掛鉤碼 記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重b 隨意增減鉤碼 記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 3 圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量 l與彈力f的關(guān)系圖線 圖線的ab段明顯偏離直線oa 造成這種現(xiàn)象的主要原因是 解析 1 由題圖乙知 讀數(shù)為14 66cm 所以彈簧伸長(zhǎng)量 l 14 66 7 73 cm 6 93cm 2 若隨意增減砝碼 作圖不方便 有可能會(huì)超出彈簧的彈性限度 所以應(yīng)逐一增掛鉤碼 選項(xiàng)a正確 3 由題圖丙知ab段彈簧伸長(zhǎng)量與彈力不成線性關(guān)系 是因?yàn)殂^碼重力超過彈簧的彈性限度 答案 1 6 93 2 a 3 鉤碼重力超過彈簧的彈性限度 以本實(shí)驗(yàn)為背景 通過改變實(shí)驗(yàn)條件 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)置題目 不脫離教材而又不拘泥教材 體現(xiàn)開放性 探究性等特點(diǎn) 1 將彈簧水平放置或穿過一根水平光滑的直桿 在水平方向做實(shí)驗(yàn) 消除了彈簧自重的影響 2 彈簧的彈力直接由力傳感器測(cè)得 用如圖甲所示的實(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 例3 1 以x為橫坐標(biāo) f為縱坐標(biāo) 在圖乙的坐標(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 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 2016屆陜西延安質(zhì)檢 用如圖所示的裝置測(cè)定彈簧的勁度系數(shù) 被測(cè)彈簧一端固定于a點(diǎn) 另一端b用細(xì)繩繞過定滑輪掛鉤碼 旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺 當(dāng)掛兩個(gè)鉤碼時(shí) 繩上