導學教程高考物理總復習 第二章 相互作用 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件 新人教

1、實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系2021/8/8 星期日1【實驗目的】1探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系。2學會用列表法和圖象法處理實驗數(shù)據(jù)?！緦嶒炘怼?如圖實1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。課前預習基礎(chǔ)落實2021/8/8 星期日2圖實12彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了。2021/8/8 星期日3【實驗器材】鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標紙、重垂線、鉛筆?！緦嶒炦^程】一、實驗步驟1將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用

2、刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0，即原長。2如圖實2所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，量出此時彈簧的長度l1，記錄m1和l1，填入自己設(shè)計的表格中。2021/8/8 星期日4圖實23改變所掛鉤碼的質(zhì)量，量出對應的彈簧長度，記錄m2、m3、m4、m5和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5，并得出每次彈簧的伸長量x1、x2、x3、x4、x5。2021/8/8 星期日5鉤碼個數(shù)長度伸長量x鉤碼質(zhì)量m彈力F0l01l1x1l1l0m1F12l2x2l2l0m2F23l3x3l3l0m3F32021/8/8 星期日6二、數(shù)據(jù)處理1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐

3、標，用描點法作圖。連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線。2以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)。首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)。3得出彈力和彈簧伸長之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。2021/8/8 星期日7【誤差分析】1彈簧拉力大小的不穩(wěn)定會造成誤差。因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當對彈簧的拉力，待穩(wěn)定后再讀數(shù)可以提高實驗的準確度。2彈簧長度的測量，是本實驗的主要誤差來源。所以，測量時盡量精確地測量彈簧的長度。2021/8/8 星期日8【注意事項】1所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度，要注意觀察，適可而止。2每次所

4、掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確。3測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，以免增大誤差。2021/8/8 星期日94描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)。5記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關(guān)系及單位。2021/8/8 星期日10課堂互動考點突破考點一實驗原理與操作例1 (2016臨沂模擬)如圖實3甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(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量的關(guān)系。2021/8/8 星期日11圖實3(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有_。(2)實驗中需要測

5、量的物理量有_。2021/8/8 星期日12(3)圖實3乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的Fx圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m。圖線不過原點的原因是由于_。(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，以彈力為縱坐標，描出各組(x，F(xiàn))對應的點，并用平滑的曲線連接起來；2021/8/8 星期日13B記下彈簧不掛鉤碼時其下端的刻度尺上的刻度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的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；2021/8/8 星期日14E

6、以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關(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：_。2021/8/8 星期日15解析(1)根據(jù)實驗原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長和形變量；(2)根據(jù)實驗原理，實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧所受外力與對應的伸長量(或與彈簧對應的長度)；(3)取圖象中(0.5，0)和(3.5，6)兩個點，代入Fkx可得k200 N/m，由于彈簧自重的影響，使得彈簧不加外力時就有形變量。(4)根據(jù)完成實驗的合理性可知先后順序為CBDAEFG。答案(1)刻度尺(2)彈簧原長

7、、彈簧所受外力與對應的伸長量(或與對應的長度)(3)200彈簧自重(4)CBDAEFG2021/8/8 星期日16規(guī)律總結(jié)實驗中要選取輕彈簧，盡可能減小彈簧重力產(chǎn)生的影響。根據(jù)胡克定律，彈簧的彈力與彈簧的伸長量成正比，因而實驗中需做Fx圖象，其中x為彈簧的伸長量。2021/8/8 星期日171(1)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗中，以下說法正確的是A彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度B用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等2021/8/8 星期日18

8、(2)某同學做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，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伸長后的長度L，把LL0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2021/8/8 星期日19解析(1)實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對彈簧的拉力，以探索彈力與彈簧伸長量的關(guān)系，并且拉力和重力平衡，所以選A、B。(2)由于考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量x0，所以選C。答案(1)AB(2)C2021/8/8 星期日20考點二實驗數(shù)據(jù)的處理例2

9、(2014浙江理綜)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，某同學把兩根彈簧如圖實4連接起來進行探究。(1)某次測量如圖實5所示，指針示數(shù)為_cm。2021/8/8 星期日21圖實4 圖實52021/8/8 星期日22(2)在彈性限度內(nèi)，將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表所示。用表中數(shù)據(jù)計算彈簧的勁度系數(shù)為_N/m(重力加速度g10 m/s2)。由表中數(shù)據(jù)_(填“能”或“不能”)計算出彈簧的勁度系數(shù)。鉤碼數(shù)1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.362021/8/8 星期日23答案(1)15.9516.

10、05(有效數(shù)字位數(shù)正確) (2)(12.2012.80均可)能2021/8/8 星期日242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/cm7.09.011.013.015.02021/8/8 星期日25圖實6(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖實6中作出Fx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軸的交點坐標大于L0的原因是_。2021/8/8 星期日26答案

11、(1)如圖所示(2)50(3)彈簧自身重力的影響2021/8/8 星期日27考點三創(chuàng)新實驗設(shè)計本實驗的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力，所以改進實驗的思路應該是盡可能減小彈簧自身重力的影響。1可以是將彈簧穿過一根水平光滑的桿，在水平方向做實驗。2利用計算機及傳感器技術(shù)，將彈簧水平放置，且一端固定在傳感器上，傳感器與計算機相連，對彈簧施加變化的作用力(拉力或推力)時，計算機上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖象(如圖實7甲、乙所示)，分析圖象得出結(jié)論。2021/8/8 星期日28圖實72021/8/8 星期日29例3 (2016重慶質(zhì)檢)某同學在研究性學習中，利用所學的知識解決了如下問題：一輕彈簧一端固定于

12、某一深度為h0.25 m、且開口向右的小筒中(沒有外力作用時彈簧的另一部分位于筒內(nèi))，如圖實8甲所示，如果本實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l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學通過改變掛鉤碼的個數(shù)來改變l，作出Fl變化的圖線如圖實8乙所示。2021/8/8 星期日30圖實8(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l0_ m；2021/8/8 星期日31 (3)該同學實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較，優(yōu)點在于_；缺點在于_。解析(1)在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的伸長量成正比。(2)由Fkx和乙圖可知：(3010)k2010

13、2所以k100 N/m由乙圖可知F20 N時，l10 cm0.1 m，2021/8/8 星期日32所以20k(0.10.25l0)，即l00.15 m。(3)優(yōu)點是避免彈簧自身重力對實驗的影響，缺點是彈簧與筒及繩子與滑輪間存在的摩擦會造成實驗誤差。答案見解析2021/8/8 星期日332021/8/8 星期日349、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:14:22 AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022/9/92022/9/

14、92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、比不了得就不比，得不到的就不要。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、行動出成果，工作出財富。2022/9/92022/9/909 September 202217、做

15、前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:14:22 AM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/9/92022/9

16、/92022/9/9Friday, September 9, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、楚塞三湘接，荊門九派通。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/9/92022/9/909 September 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9

17、/99、楊柳散和風，青山澹吾慮。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:14:22 AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/9/9