【優(yōu)化方案】高考物理總復習 第1章 實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系課件 大綱

實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系知識要點歸納過程分析導引實驗典例精析知能優(yōu)化演練知識要點歸納實驗目的1．探究彈力與彈簧伸長的定量關系．2．學會利用列表法、圖象法研究物理量之間的關系．實驗原理1．彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關．沿著彈簧的方向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧產生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的．2．用懸掛法測量彈簧的彈力，運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系．即尋求F＝kx的關系.實驗器材彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、坐標紙．過程分析導引一、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1－5－1所示，將已知質量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測量彈簧的總長度并測出鉤碼的重力，填寫在記錄表格里．圖1－5－11234567F/NL/cmx/cm3.改變所掛鉤碼的質量，重復前面的實驗過程多次．二、實驗數(shù)據的處理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系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義．三、實驗誤差的來源1．彈簧長度的測量誤差．2．描點畫線的作圖誤差．四、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．每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確．3．測彈簧簧長度時時，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)時測量量，以免免增大誤誤差．4．描點畫畫線時，，所描的的點不一一定都落落在一條條曲線上上，但應應注意一一定要使使各點均均勻分布布在曲線線的兩側側．5．記錄數(shù)數(shù)據時要要注意彈彈力及彈彈簧伸長長量的對對應關系系及單位位．實驗典例精析例1實驗操作及原理的考查題型一(1)在“探究彈力與彈簧伸長的關系”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(2)某同學做做“探究彈力力與彈簧簧伸長的的關系”的實驗，，他先把把彈簧平平放在桌桌面上使使其自然然伸長，，用直尺尺測出彈彈簧的原原長L0，再把彈彈簧豎直直懸掛起起來，掛掛上鉤碼碼后測出出彈簧伸伸長后的的長度L，把L－L0作為彈簧簧的伸長長量x，這樣操操作，由由于彈簧簧自身重重力的影影響，最最后畫出出的圖線線可能是是圖1－5－2中的圖1－5－2【解析】(1)實驗中應應以所研研究的一一根彈簧簧為實驗驗對象，，在彈性性限度內內通過增增減鉤碼碼的數(shù)目目來改變變對彈簧簧的拉力力，以探探索彈力力與彈簧簧伸長的的關系，，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，當不不掛鉤碼碼時，彈彈簧的伸伸長量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的的關系，，并測定定彈簧的的勁度系系數(shù)”的實驗中中，實驗驗裝置如如圖1－5－3.所用的每每個鉤碼碼的重力力相當于于對彈簧簧提供了了向右恒恒定的拉拉力．實實驗時先先測出不不掛鉤碼碼時彈簧簧的自然然長度，，再將5個鉤碼逐逐個掛在在繩子的的下端，，每次測測出相應應的彈簧簧總長度度．例2實驗數(shù)據的處理題型二圖1－5－3(1)有一個同同學通過過以上實實驗測量量后把6組數(shù)據描描點在坐坐標圖1－5－4中，請作作出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長L0＝________cm，勁度系系數(shù)k＝________N/m.(3)該同學實實驗時，，把彈簧簧水平放放置與彈彈簧懸掛掛放置相相比較．．優(yōu)點在于于：________________________________________________________________________.缺點在于于：________________________________________________________________________.【解析】(1)用平滑的的曲線將將各點連連接起來來，如圖圖1－5－5所示：圖1－5－5(2)彈簧的原原長L0即彈力為為零時彈彈簧的長長度，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)點是：：避免彈彈簧自身身所受重重力對實實驗的影影響；缺點是：：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驗驗的誤差差．【答案】(1)見解析(2)520(3)見解析例3創(chuàng)新實驗設計題型三(1)在國際單單位中，，楊氏模模量Y的單位應應該是________．A．NB．mC．N/mD．Pa(2)有一段橫截面面積是圓形的的橡皮筋，應應用如圖圖1－5－6(3)用如圖甲所示示的裝置就可可以測出這種種橡皮筋的Y值，下面的表表格是橡皮筋筋受到的拉力力F與伸長量x的實驗記錄.請在圖乙中作作出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伸長量x(cm)1.63.24.86.48.0【解析】(1)由題意將公式式k＝YS/L整理得Y＝kL/S，將各已知量量的國際單位位代入并整理理可知Y的單位為Pa(1N/m2＝1Pa)．(2)20.00cm準確到毫米，，故測量工具具為毫米刻度度尺，而數(shù)據據4.000mm數(shù)據準確到1/100mm，估讀到1/1000mm，必為