第5講實(shí)驗(yàn)2探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系

1、2013年咼考解決方條實(shí)驗(yàn)2：探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系學(xué)生姓名: 上課時(shí)間:d第5講實(shí)驗(yàn)2探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系階段復(fù)習(xí)1. 前段時(shí)間學(xué)習(xí)的內(nèi)容現(xiàn)在是否依然很熟練?2. 是否需要去自己的錯(cuò)題寶庫游覽一番？2014年高考怎么考考點(diǎn)解讀2011 年2012 年2013基礎(chǔ)知識講解一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶剿鲝椓εc彈簧伸長的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)其中的科學(xué)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：彈簧受到拉力會伸長，平衡時(shí)彈贊產(chǎn)牛的彈力和外力大小柑等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而 得出（可以用懸掛鉤碼的方法給彈贊施加拉力）；彈贊的伸長可用直尺測出。多測幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖 的方法探索出彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)器材：輕

2、彈簧、鉤碼（一盒）、刻度尺、鐵架臺、三角板、重垂線、坐標(biāo)紙。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 將鐵架臺放于桌面上，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺固定于鐵架臺 上，并用重垂線檢查刻度尺是否垂直。2 記下彈簧的原長（口然長度）/03. 在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈贊的的現(xiàn)長/及彈力f,算出伸長量x = z-/0,并改 變鉤碼個(gè)數(shù)，多次測量。4 根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出f-x圖像。（以f為縱軸，以x為橫軸）5.探索結(jié)論：按照尸譏圖中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試做出一條平滑的曲線（包括直線）。所畫的點(diǎn)不一 定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。嘗試寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試

3、尸" 是否為一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，應(yīng)得出彈力的大小與彈簧的伸長量成正比，即尸=也，其中r的單位由f和兀的單 位決定。五、注意事項(xiàng)：1. 強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的探索性，即實(shí)驗(yàn)前并不知道彈力和彈簧的伸長有什么關(guān)系。2. 實(shí)驗(yàn)中懸掛鉤碼時(shí)注意不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度。3. 要使用輕質(zhì)彈簧，為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)卩兀圖線，嘗試做出一條平滑曲線時(shí)要注意：如果有一兩個(gè)點(diǎn)遠(yuǎn)偏離絕大多數(shù)點(diǎn)所決定的曲線, 就要考慮將這些點(diǎn)刪除掉?！纠?】在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系'，實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是（）a. 彈簧被拉伸時(shí)，偶爾可以超出它的

4、彈性限度b. 川懸掛鉤碼的方法給彈簧就加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置h.處于平衡狀態(tài)c. 用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量d. 用幾個(gè)不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長最，得出拉力與伸長最之比相等20f/n/10/o/-105a0 15xcm/-10【例2】如圖甲所示，一個(gè)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(shí)，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力的關(guān)系圖像（如圖實(shí)一2 7乙）。則下列 判斷錯(cuò)誤的是（）3z電腦lj ij 甲 a. 彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比b. 彈簧長度的增加雖與對應(yīng)的彈力增加屋成正比c. 該彈簧的勁度系數(shù)是200

5、n/md. 該彈簧受到反向壓力時(shí)，勁度系數(shù)不變【例3】某同學(xué)要探究彈力和彈贊伸長的關(guān)系，并測彈贊的勁度系數(shù)九做法是先將待測彈贊的一端固定在 鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎肓放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度 尺上。當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作s，彈贊下端每增加一個(gè)50 g的祛碼時(shí)，指針示 數(shù)分別記作厶1、厶2、厶7。（1）下表記錄的是該同學(xué)測出的8個(gè)值：代表符號loli厶2厶3厶5l（、厶7刻度數(shù)值/cm1.703.405.106.858.6010.3012.1014.05根據(jù)表中數(shù)據(jù)，用“逐差法十算出每增加50 g祛碼時(shí)彈簧平均仲長雖l的數(shù)值為l=（2）根據(jù)

6、以上數(shù)據(jù)，求出彈簧的勁度系數(shù)n/m。（g取9.8 m/s2）【例4】某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)屮，利用所學(xué)的知識解決了如下問題：一輕質(zhì)彈簧豎直懸掛于某一深度為h = 30.0 cm且開口向下的小筒中（沒有外力作用時(shí)彈簧的下端位于筒內(nèi)，用測力計(jì)可以同彈簧的下端接觸）, 如圖實(shí)一28甲所示，若本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量露出筒外彈簧的長度/,現(xiàn)要測出彈費(fèi)的原長a）和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變i而測出對應(yīng)的彈力f,作出f/圖像如圖實(shí)一2 8乙所示,則彈簧的勁度系數(shù)為k =n/m,彈簧的原長/o=圖實(shí)_2_8【例5】某同學(xué)用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。鉤碼質(zhì)量7?/x102 g01.002

7、.003.004.005.006.007.00標(biāo)尺刻度x/xl0_2m15.001&9422.8226.7830.6634.6042.0054.50（1）根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖實(shí)一210所示的朋標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與鉤碼質(zhì)量加的他先測岀不掛鉤碼時(shí)彈簧卜端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼， 并逐個(gè)增加鉤碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（垂力加速度 g=9.8m/s2）x/x102m關(guān)系曲線。5550454035302520% 1 2 3 4 5 6 7 8m/xi02g圖實(shí)一 2-10（2）根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在n范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長

8、關(guān)系滿足胡克定律，這種規(guī)格的彈費(fèi)的勁度系數(shù)為n/nio【例6】通過“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，我們知道在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力f的大小與彈簧的伸長 （或壓縮）量兀成正比，并不同的彈簧，其勁度系數(shù)不同。已知一根原長為厶）、勁度系數(shù)為b的長2 1彈簧兒 現(xiàn)把它截成長為亍6利亂。的b、c兩段，設(shè)b段的勁度系數(shù)為他、c段的勁度系數(shù)為心，關(guān)于 燈、他、居的人小關(guān)系，同學(xué)們做出了如下猜想：甲同學(xué)：既然是同一根彈簧截成的兩段，所以，k=k2=k3乙同學(xué)：同一根彈簧截成的兩段，越短勁度系數(shù)越人，所以，k<k2<k3丙同學(xué)：同一根彈簧截成的兩段，越長勁度系數(shù)越大，所以，2&也（1）為了驗(yàn)

9、證猜想，對以通過實(shí)驗(yàn)來完成。實(shí)驗(yàn)所需的器材除鐵架臺外，述需要的器材有（2）簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟。（3）如圖是實(shí)驗(yàn)得到的圖線。根據(jù)圖線得出彈贊的勁度系數(shù)與彈贊長度有怎樣的關(guān)系?【例7】下表是菜同學(xué)為探索彈簧的彈力和伸長的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)。彈力f/n0.51.01.52.02.5伸長x/cm2.305.086.899.8012.40/7n(1)請你在圖屮的坐標(biāo)紙上作出f譏圖線。(2)寫出illi線所代表的函數(shù)式。(3) 解釋函數(shù)表達(dá)式中常量的物理意義。(4) 若彈簧的原長為40cm,并h以彈簧的總長為h變最，請你寫出它的函數(shù)式?！纠?】某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面

10、上使其自然伸長，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仲氏后的反度l,把l-l0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圖中的()【例9】為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的舷碼。實(shí)驗(yàn)測出 了祛碼質(zhì)量m與彈簧長度1的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點(diǎn)已在圖實(shí)一2 5上標(biāo)出。(g=9.8m/s2)m(«)（1）作出m1的關(guān)系圖線;（2）彈簧的勁度系數(shù)為n/mo【例10】某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測彈簧的勁度系數(shù)做法是先將待測彈簧的一端 固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落 在刻度尺上。當(dāng)彈簧白然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作厶°,彈簧下端掛一個(gè)50g的祛碼時(shí)，指針 指示的刻度數(shù)值記作厶“彈簧下端掛兩個(gè)50g的舷碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作厶2；;掛七個(gè) 50g的磁碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作b。（1）下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個(gè)值，其中冇兩個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)冇誤，它們的代表符號分別（3）為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個(gè)差值:tz, =