高考物理一輪復習要點提示 第2講 實驗 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件

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1、一、實驗目的一、實驗目的1探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系2學會利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)學會利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)二、實驗原理二、實驗原理1如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧如圖所示，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的重力大小相等2彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長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)系了簧伸長量之間的定量關(guān)

2、系了三、實驗器材三、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、鉛筆線、鉛筆四、實驗步驟四、實驗步驟1如圖所示，將鐵架臺放在桌面上如圖所示，將鐵架臺放在桌面上(固定好固定好)，將彈簧的，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一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺(最最小分度為小分度為1 mm)固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度尺是否豎直，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0，即原長，即原長2如圖所示，將已知

3、質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測量彈如圖所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測量彈簧的總長并測出鉤碼的重力，填寫在記錄表格里簧的總長并測出鉤碼的重力，填寫在記錄表格里.3.改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復前面的實驗過程多次改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復前面的實驗過程多次4以彈力以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條為橫坐標，用描點法作圖按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線平滑的曲線(包括直線包括直線)，所畫的點不一定正好都在這條曲線上，但要注，所畫的點不一

4、定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致均勻意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致均勻5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)次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)6得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義的物理意義五、注意事項五、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，適可而止要注意觀察，適可而止2每次所掛鉤碼的質(zhì)量差適當大一些，從而使坐

5、標系上描的點適當每次所掛鉤碼的質(zhì)量差適當大一些，從而使坐標系上描的點適當稀一些，這樣作出的圖線精確稀一些，這樣作出的圖線精確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，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，以免增大誤差以免增大誤差4描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應(yīng)注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側(cè)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(yīng)關(guān)系及單位記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位六、誤差分析六、誤差分析1本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶然誤差

6、本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶然誤差2彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響3為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)七、實驗改進七、實驗改進在在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，也可以不測量彈簧的的實驗中，也可以不測量彈簧的自然長度，而以彈簧的總長作為自變量，彈力為函數(shù)，作出彈力隨彈自然長度，而以彈簧的總長作為自變量，彈力為函數(shù)，作出彈力隨彈簧長度的關(guān)系圖線這樣可避免因測彈簧的自然伸長而帶來的誤差簧長度的關(guān)系圖線這樣可避免因測彈簧的自然伸長而帶來的誤差實驗中應(yīng)注意的問題實驗中應(yīng)注意的問題 例

7、例1(1)在在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，以下說法正的實驗中，以下說法正確的是確的是()A彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度彈簧被拉伸時，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(yīng)保證彈簧位于豎直位置且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)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長量之比相等(2)某同學做某同學做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和

8、彈簧伸長的關(guān)系”的實驗，他先把彈簧平的實驗，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，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懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把，把(LL0)作為彈簧作為彈簧的伸長量的伸長量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可，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如圖所示圖象中的能是如圖所示圖象中的()解析解析本題主要考查使用彈簧時應(yīng)注意的問題，還有用圖象法來本題主要考查使用彈簧時應(yīng)注意的問題，還有用圖象法來描述彈簧的彈力與其伸長量間的關(guān)系描

9、述彈簧的彈力與其伸長量間的關(guān)系(1)本實驗中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實驗對象，本實驗中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實驗對象， 在彈性限度內(nèi)通在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目，以改變對彈簧的拉力來探索彈力與彈簧伸長的關(guān)過增減鉤碼的數(shù)目，以改變對彈簧的拉力來探索彈力與彈簧伸長的關(guān)系所以選系所以選A、B.(2)考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量x0，所以選所以選C.答案答案(1)AB(2)C實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理 例例2某同學用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系某同學用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗，他先測出不掛鉤碼時彈簧下

10、端指針所指的標尺刻的實驗，他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下面掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指度，然后在彈簧下面掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：針所指的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：(重力加速度重力加速度g9.8 m/s2)(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在所給的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在所給的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度x和鉤碼質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線(2)根據(jù)所測數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在根據(jù)所測數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在_N范圍內(nèi)彈力大小和范圍內(nèi)彈力大小和彈簧伸長關(guān)系滿足胡克規(guī)律這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)

11、為彈簧伸長關(guān)系滿足胡克規(guī)律這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為_N/m.解析解析(1)根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)在坐標紙上進行描點，所作的圖線根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)在坐標紙上進行描點，所作的圖線如圖所示如圖所示答案答案(1)圖象見解析圖象見解析(2)04.925(3)用如圖用如圖(a)所示的裝置就可以測量出這種橡皮筋的所示的裝置就可以測量出這種橡皮筋的Y值，下表為橡皮值，下表為橡皮筋受到的拉力筋受到的拉力F與伸長量與伸長量x的實驗記錄，請在圖的實驗記錄，請在圖(b)中作出中作出Fx圖象圖象.(4)由以上實驗可求出該橡皮筋的由以上實驗可求出該橡皮筋的Y值為值為_(保留一位有效數(shù)字保留一位有效數(shù)字)答案答案(1)D(2)毫米刻度尺螺旋測微器毫米刻度尺螺旋測微器(3)如圖所示如圖所示(4)5106 Pa