【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第1章 實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件 大綱

實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系知識(shí)要點(diǎn)歸納過(guò)程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析知能優(yōu)化演練知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系．2．學(xué)會(huì)利用列表法、圖象法研究物理量之間的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)原理1．彈簧受力會(huì)發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān)．沿著彈簧的方向拉彈簧，當(dāng)形變穩(wěn)定時(shí)，彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的．2．用懸掛法測(cè)量彈簧的彈力，運(yùn)用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等．3．彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算．這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系．即尋求F＝kx的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)器材彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺(tái)、鉤碼若干、坐標(biāo)紙．過(guò)程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟1．將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0，即原長(zhǎng)．2．如圖1－5－1所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測(cè)量彈簧的總長(zhǎng)度并測(cè)出鉤碼的重力，填寫(xiě)在記錄表格里．圖1－5－11234567F/NL/cmx/cm3.改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程多次．二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖．連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線．2．以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)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(zhǎng)之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義．三、實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源1．彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量誤差．2．描點(diǎn)畫(huà)線的作圖誤差．四、注意事項(xiàng)1．所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超出它的彈性限度．要注意觀察，適可而止．2．每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀，這樣作出的圖線更精確．3．測(cè)彈簧簧長(zhǎng)度時(shí)時(shí)，一定定要在彈彈簧豎直直懸掛且且處于平平衡狀態(tài)態(tài)時(shí)測(cè)量量，以免免增大誤誤差．4．描點(diǎn)畫(huà)畫(huà)線時(shí)，，所描的的點(diǎn)不一一定都落落在一條條曲線上上，但應(yīng)應(yīng)注意一一定要使使各點(diǎn)均均勻分布布在曲線線的兩側(cè)側(cè)．5．記錄數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)要要注意彈彈力及彈彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)量的對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系系及單位位．實(shí)驗(yàn)典例精析例1實(shí)驗(yàn)操作及原理的考查題型一(1)在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是(

)A．彈簧被拉伸時(shí)，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(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C．用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D．用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等(2)某同學(xué)做做“探究彈力力與彈簧簧伸長(zhǎng)的的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，，他先把把彈簧平平放在桌桌面上使使其自然然伸長(zhǎng)，，用直尺尺測(cè)出彈彈簧的原原長(zhǎng)L0，再把彈彈簧豎直直懸掛起起來(lái)，掛掛上鉤碼碼后測(cè)出出彈簧伸伸長(zhǎng)后的的長(zhǎng)度L，把L－L0作為彈簧簧的伸長(zhǎng)長(zhǎng)量x，這樣操操作，由由于彈簧簧自身重重力的影影響，最最后畫(huà)出出的圖線線可能是是圖1－5－2中的圖1－5－2【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)應(yīng)以所研研究的一一根彈簧簧為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)對(duì)象，，在彈性性限度內(nèi)內(nèi)通過(guò)增增減鉤碼碼的數(shù)目目來(lái)改變變對(duì)彈簧簧的拉力力，以探探索彈力力與彈簧簧伸長(zhǎng)的的關(guān)系，，并且拉拉力和重重力平衡衡，所以以選A、B.(2)由于考慮慮彈簧自自身重力力的影響響，當(dāng)不不掛鉤碼碼時(shí)，彈彈簧的伸伸長(zhǎng)量x>0，所以選選C.【答案】(1)AB(2)C在“探究彈力力與彈簧簧伸長(zhǎng)的的關(guān)系，，并測(cè)定定彈簧的的勁度系系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中中，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置如如圖1－5－3.所用的每每個(gè)鉤碼碼的重力力相當(dāng)于于對(duì)彈簧簧提供了了向右恒恒定的拉拉力．實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)先先測(cè)出不不掛鉤碼碼時(shí)彈簧簧的自然然長(zhǎng)度，，再將5個(gè)鉤碼逐逐個(gè)掛在在繩子的的下端，，每次測(cè)測(cè)出相應(yīng)應(yīng)的彈簧簧總長(zhǎng)度度．例2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理題型二圖1－5－3(1)有一個(gè)同同學(xué)通過(guò)過(guò)以上實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)量量后把6組數(shù)據(jù)描描點(diǎn)在坐坐標(biāo)圖1－5－4中，請(qǐng)作作出F－L圖線．圖1－5－4(2)由此圖線線可得出出該彈簧簧的原長(zhǎng)長(zhǎng)L0＝________cm，勁度系系數(shù)k＝________N/m.(3)該同學(xué)實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，，把彈簧簧水平放放置與彈彈簧懸掛掛放置相相比較．．優(yōu)點(diǎn)在于于：________________________________________________________________________.缺點(diǎn)在于于：________________________________________________________________________.【解析】(1)用平滑的的曲線將將各點(diǎn)連連接起來(lái)來(lái)，如圖圖1－5－5所示：圖1－5－5(2)彈簧的原原長(zhǎng)L0即彈力為為零時(shí)彈彈簧的長(zhǎng)長(zhǎng)度，由由圖象可可知，L0＝5×10－2m＝5cm.勁度系數(shù)數(shù)為圖象象直線部部分的斜斜率，k＝20N/m.(3)優(yōu)點(diǎn)是：：避免彈彈簧自身身所受重重力對(duì)實(shí)實(shí)驗(yàn)的影影響；缺點(diǎn)是：：彈簧與與桌面及及繩子與與滑輪間間存在的的摩擦造造成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的誤差差．【答案】(1)見(jiàn)解析(2)520(3)見(jiàn)解析例3創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型三(1)在國(guó)際單單位中，，楊氏模模量Y的單位應(yīng)應(yīng)該是________．A．NB．mC．N/mD．Pa(2)有一段橫截面面積是圓形的的橡皮筋，應(yīng)應(yīng)用如圖圖1－5－6(3)用如圖甲所示示的裝置就可可以測(cè)出這種種橡皮筋的Y值，下面的表表格是橡皮筋筋受到的拉力力F與伸長(zhǎng)量x的實(shí)驗(yàn)記錄.請(qǐng)?jiān)趫D乙中作作出F－x圖象，由圖象象可求得該橡橡皮筋的勁度度系數(shù)k＝________N/m.(4)這種橡皮筋的的楊氏模量Y＝________.(保留一位有效效數(shù)字)拉力F(N)510152025伸長(zhǎng)量x(cm)1.63.24.86.48.0【解析】(1)由題意將公式式k＝Y(jié)S/L整理得Y＝kL/S，將各已知量量的國(guó)際單位位代入并整理理可知Y的單位為Pa(1N/m2＝1Pa)．(2)20.00cm準(zhǔn)確到毫米，，故測(cè)量工具具為毫米刻度度尺，而數(shù)據(jù)據(jù)4.000mm數(shù)據(jù)準(zhǔn)確到1/100mm，估讀到1/1000mm，必為