探究彈力和彈簧伸長關(guān)系

1、基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練第第4講實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系講實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練 注意事項注意事項1安裝實驗裝置：安裝實驗裝置：要要保持刻度尺豎直并靠近彈簧保持刻度尺豎直并靠近彈簧2不要超過彈性限度：不要超過彈性限度：實驗實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超過彈簧的彈性限度以免超過彈簧的彈性

2、限度3盡量多測幾組：盡量多測幾組：要要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)據(jù)4觀察所描點的走向：觀察所描點的走向：不不要畫折線要畫折線5統(tǒng)一單位：統(tǒng)一單位：記記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位關(guān)系及單位基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練 誤差分析誤差分析1鉤鉤碼標值不準確，彈簧長度測量不準確帶來誤差碼標值不準確，彈簧長度測量不準確帶來誤差2畫圖時描點及連線不準確也會帶來誤差畫圖時描點及連線不準確也會帶來誤差基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦

3、拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練熱點實驗原理及數(shù)據(jù)處理熱點實驗原理及數(shù)據(jù)處理【典例【典例1】 (2012廣東卷，廣東卷，34(2)某某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系量的關(guān)系將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在側(cè)彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在_方向方向(填填“水平水平”或或“豎直豎直”)彈簧自然懸掛，待彈簧彈簧自然懸掛，待彈簧_時，長度記為時，長度記為L0；彈；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增；在砝碼盤中每次增加加10 g砝碼，彈簧長度依次記為砝碼

4、，彈簧長度依次記為L1至至L6.數(shù)據(jù)如下表數(shù)據(jù)如下表.基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_由表可由表可知所用刻度尺的最小分度為知所用刻度尺的最小分度為_圖圖2-4-1是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與橫軸是彈簧長度與_的差值的差值(填填“L0”或或“Lx”)代表代表符號符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值數(shù)值(cm)25.3527.35 29.3531.3033.4 35.3537.4

5、039.30基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練圖圖2-4-1由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_N/m；通過圖和表可；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為知砝碼盤的質(zhì)量為_g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取力加速度取9.8 m/s2)基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練解析解析為保證彈簧的形變只由砝碼和砝碼盤的重力引起，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(yīng)在豎直方向所以彈簧軸線和刻度尺均應(yīng)在豎直方向彈簧靜止時

6、，記錄原長彈簧靜止時，記錄原長L0；表中的數(shù)據(jù)；表中的數(shù)據(jù)L3與其他數(shù)據(jù)有效與其他數(shù)據(jù)有效位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)位數(shù)不同，所以數(shù)據(jù)L3不規(guī)范，標準數(shù)據(jù)應(yīng)讀至不規(guī)范，標準數(shù)據(jù)應(yīng)讀至cm位的后兩位的后兩位，最后一位應(yīng)為估計值，精確至位，最后一位應(yīng)為估計值，精確至mm位，所以刻度尺的最位，所以刻度尺的最小分度為小分度為1 mm.基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練答案答案豎豎直直靜止靜止L31 mmLx4.910基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練處理實驗數(shù)據(jù)的方法處理實驗數(shù)據(jù)的方法1

7、圖象法：圖象法：根根據(jù)測量數(shù)據(jù)，在建好直角坐標系的坐標紙上據(jù)測量數(shù)據(jù)，在建好直角坐標系的坐標紙上描點，以彈簧的彈力描點，以彈簧的彈力F為縱軸，彈簧的伸長量為縱軸，彈簧的伸長量x為橫軸，為橫軸，根據(jù)描點的情況，作出一條經(jīng)過原點的直線根據(jù)描點的情況，作出一條經(jīng)過原點的直線2列表法：列表法：將將實驗數(shù)據(jù)填入表中，研究測量的數(shù)據(jù)，可發(fā)實驗數(shù)據(jù)填入表中，研究測量的數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，現(xiàn)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)， 彈力與彈簧伸長量的比值彈力與彈簧伸長量的比值是一常數(shù)是一常數(shù)3函數(shù)法：函數(shù)法：根根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，找出彈力與彈簧伸長量的函數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)，找出彈力與彈簧伸長量的函數(shù)關(guān)系關(guān)系基本實驗要求基

8、本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練【變式跟蹤【變式跟蹤1】 (2011安徽卷，安徽卷，21(1)為為了測量某一彈簧的勁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)度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實驗測出了砝碼質(zhì)量量的砝碼實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點已在圖據(jù)，其對應(yīng)點已在圖2-4-2中標出中標出(g9.8 m/s2)作出作出ml的關(guān)系圖線；的關(guān)系圖線；彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.圖圖2-4-2基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新

9、實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練答案答案如圖所示如圖所示0.259(0.2480.262)基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練【典例【典例2】 (2013麗水模擬麗水模擬)某某同學(xué)在研究性學(xué)習中，利用所同學(xué)在研究性學(xué)習中，利用所學(xué)的知識解決了如下問題：一輕彈簧一端固定于某一深學(xué)的知識解決了如下問題：一輕彈簧一端固定于某一深度為度為h0.25 m、且開口向右的小筒中、且開口向右的小筒中(沒有外力作用時沒有外力作用時彈簧的另一端位于筒內(nèi)彈簧的另一端位于筒內(nèi))，如圖，如圖2-4-3甲所示，如果本實甲所示，如果本實驗的長度測量工具只能

10、測量出距筒口右端彈簧的長度驗的長度測量工具只能測量出距筒口右端彈簧的長度l，現(xiàn)要測出彈簧的原長現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變掛鉤碼的個數(shù)來改變改變掛鉤碼的個數(shù)來改變l，作出，作出Fl變化的圖線如圖乙所變化的圖線如圖乙所示示基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練圖圖2-4-3(1)由此圖線可得出的結(jié)論是由此圖線可得出的結(jié)論是_；(2)彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m，彈簧的原長，彈簧的原長l0_ m；(3)該同學(xué)實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較，該同學(xué)實驗時，把彈簧水

11、平放置與彈簧懸掛放置相比較，優(yōu)點在于：優(yōu)點在于：_；缺點在于：缺點在于：_.基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練解析解析(1)在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的伸長量成正比在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的伸長量成正比(2)由由Fkx和由乙圖可知：和由乙圖可知：(3010)k20102所以所以k100 N/m，由乙圖可知由乙圖可知F20 N時，時，l10 cm0.1 m，所以所以20k(0.10.25l0)，即即l00.15 m.(3)避免彈簧自身重力對實驗的影響，彈簧與筒及繩子與滑輪避免彈簧自身重力對實驗的影響，彈簧與筒及繩子與滑輪間存在的摩擦造成

12、的實驗誤差間存在的摩擦造成的實驗誤差答案答案見解析見解析基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練掛在橡皮繩下掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標橡皮繩下端的坐標(Xi/mm)甲甲乙乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練(1)同一橡皮繩的同一

13、橡皮繩的X加加i_X減減i(填填“大于大于”或或“小于小于”)(2)_同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(填填“甲甲”或或“乙乙”)(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)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)為了更好的測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時需考慮的因素有為了更好的測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？哪些？解析解析(1)因為橡皮繩在伸長后不能完全恢復(fù)到原來的長度，因為橡皮繩在伸長后不能完全恢復(fù)到原來的長度，所以同一橡皮繩的所以同一橡皮繩的X加加i小于小于X減減i.(2)由于橡皮繩的伸長與拉力大小由于橡皮繩的伸長與拉力大小(鉤碼個數(shù)鉤碼個

14、數(shù))成正比，橡皮繩成正比，橡皮繩下端坐標下端坐標(橡皮繩長度橡皮繩長度)應(yīng)隨鉤碼個數(shù)的增加線性增加，即每應(yīng)隨鉤碼個數(shù)的增加線性增加，即每增加一個鉤碼，橡皮繩下端坐標值的增加相同，從增加一個鉤碼，橡皮繩下端坐標值的增加相同，從表中數(shù)據(jù)可以看出，乙同學(xué)的測量數(shù)據(jù)較符合這一要求表中數(shù)據(jù)可以看出，乙同學(xué)的測量數(shù)據(jù)較符合這一要求基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練(3)由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示由所給數(shù)據(jù)得改變量如下表所示.掛在橡皮繩下掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)端的鉤碼個數(shù)改變量改變量(XiX1)/mm甲甲乙乙100230.215.5367.5

15、30.04118.547.75178.064.86245.584.5基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練因甲同學(xué)所用橡皮繩已超過了彈性限度，故應(yīng)選用乙同學(xué)數(shù)因甲同學(xué)所用橡皮繩已超過了彈性限度，故應(yīng)選用乙同學(xué)數(shù)據(jù)作圖以乙同學(xué)數(shù)據(jù)作圖得據(jù)作圖以乙同學(xué)數(shù)據(jù)作圖得由圖可得由圖可得k乙乙5770 N/m(4)盡可能使彈簧的伸長量在彈性限度內(nèi)，同時有足夠大的伸盡可能使彈簧的伸長量在彈性限度內(nèi)，同時有足夠大的伸長量，以減小長度測量的誤差長量，以減小長度測量的誤差答案答案(1)小于小于(2)乙乙(3)5770 N/m(4)見解析見解析基本實驗要求基本

16、實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練預(yù)測高考命題視角預(yù)測高考命題視角以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，以本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特不脫離教材而又不拘泥教材，體現(xiàn)開放性、探究性等特點點視角視角1可能對實驗方案進行改進可能對實驗方案進行改進將彈簧水平放置或穿過一根水平光滑的杠桿，在水平方向?qū)椈伤椒胖没虼┻^一根水平光滑的杠桿，在水平方向做實驗做實驗(如典例如典例2)基本實驗要求基本實驗要求實驗熱點聚焦實驗熱點聚焦拓展創(chuàng)新實驗拓展創(chuàng)新實驗隨堂基礎(chǔ)演練隨堂基礎(chǔ)演練視角視角2對實驗器材的改進對實驗器材的改進利用計算機及傳感器技術(shù)，將彈利用計算機及傳感器技術(shù)，將彈簧水平