高考物理一轮复习 第2章 相互作用 实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系课件 新人教版.ppt

相互作用 第二章 实验二探究弹力和弹簧伸长的关系 基础知识梳理 一 实验目的 1 探究弹力与 的定量关系 2 学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法 二 实验原理 1 如图所示 弹簧在下端悬挂钩码时会伸长 平衡时弹簧产生的弹力与 大小相等 弹簧伸长 钩码总重力 平滑的曲线 三 实验器材除轻质弹簧 一根 钩码 一盒 刻度尺 铁架台外 还需 三角板 四 实验步骤 1 如图所示 将铁架台放于桌面上 固定好 将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上 在靠近弹簧处将刻度尺 分度值为1mm 固定于铁架台上 并用 检查刻度尺是否竖直 2 记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0 重锤线 坐标纸 重锤线 3 在弹簧下端挂上一个钩码 待钩码静止后 记下弹簧下端所对应的刻度l1 4 用上面方法 记下弹簧下端挂2个 3个 4个 钩码时 弹簧下端所对应的刻度l2 l3 l4 并将所得数据记录在表格中 5 用xn ln l0计算出弹簧挂1个 2个 3个 钩码时弹簧的伸长量 并根据当地重力加速度值g 计算出所挂钩码的总重力 这个总重力就等于 的大小 将所得数据填入表格 6 根据所测数据在坐标纸上描点 最好以 为纵坐标 以弹簧的 为横坐标 弹力 弹力f 伸长量x 7 按照图中各点的分布与走向 尝试作出一条平滑的曲线 包括直线 所画的点不一定正好都在这条曲线上 但要注意使曲线两侧的点数大致相同 8 以弹簧的伸长为自变量 写出曲线所代表的函数 首先尝试一次函数 如果不行则考虑二次函数 9 解释函数表达式中常数的物理意义 五 误差分析1 钩码标值不准确 弹簧长度测量不准确带来误差 2 画图时描点及连线不准确也会带来误差 六 注意事项1 安装实验装置 要保持刻度尺竖直并靠近弹簧 2 不要超过弹性限度 实验中弹簧下端挂的钩码不要太多 以免超过弹簧的弹性限度 3 尽量多测几组数据 要使用轻质弹簧 且要尽量多测几组数据 4 观察所描点的走向 不要画折线 5 统一单位 记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位 核心考点突破 教材原型实验 1 请在图乙中描点作图 画出钩码个数n与弹簧末端指针位置x的关系图线 2 已知每个钩码的质量为50g 重力加速度g 9 8m s2 根据图线可计算该弹簧的劲度系数k n m 结果保留三位有效数字 3 由于弹簧自身有重量 小明在测量时没有考虑弹簧自重 这样导致劲度系数的测量值与真实值相比 填 偏大 偏小 相等 答案 1 如图所示 24 5 相等 作图的规则 要在坐标轴上标明轴名 单位 恰当地选取纵轴 横轴的标度 并根据数据特点正确确定坐标起点 使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸 若弹簧原长较长 则横坐标起点可以不从零开始选择 作图线时 尽可能使直线通过较多坐标描点 不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧 若有个别点偏离太远 则是因偶然误差太大所致 应舍去 要注意坐标轴代表的物理量的意义 注意分析图象的斜率 截距的意义 类题演练1 拉力太大 超过了弹簧的弹性限度 1 0 a 解析 图线向上弯曲的原因是拉力超出了弹簧的弹性限度 注意该图象中纵坐标为伸长量 横坐标为拉力 斜率的倒数为劲度系数 由此可求出kb 1 0n cm 由于a的劲度系数小 因此以a制成的测力计精确度较高 2017 湖北襄阳五中模拟 在探究弹力和弹簧伸长的关系时 某同学把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究 类题演练2 1 某次测量时如图乙所示 指针示数为 cm 2 在弹性限度内 将50g的钩码逐个挂在弹簧下端 得到指针a b的示数la和lb如下表 用表中数据计算弹簧 的劲度系数为 n m g取10m s2 计算结果保留小数点后两位 由表中数据 填 能 或 不能 计算出弹簧 的劲度系数 16 00 12 66 能 本实验一般是在教材实验原理的基础上设计新情景进行考查 因此 要在教材实验的基础上注重迁移创新能力的培养 善于用教材中实验的原理 方法和技巧处理新问题 实验拓展创新 该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上 将一重物挂在金属丝的中点 其中点发生了一个微小下移h 横截面面积的变化可忽略不计 用螺旋测微器测得金属丝的直径为d 用游标卡尺测得微小下移量为h 用米尺测得金属丝的原长为2l 用天平测出重物的质量m 不超量程 用游标卡尺测长度时如图乙所示 图丙是图乙的放大图 放大对齐刻度线附近的部分 读数是 mm 8 94 类题演练3 1 某同学通过以上实验测量后把6组实验数据描点在坐标系图乙中 请作出f l图线 2 由此图线可得出该弹簧的原长l0 cm 劲度系数k n m 3 试根据该同学以上的实验情况 帮他设计一个记录实验数据的表格 不必填写其实验测得的具体数据 4 该同学实验时 把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较 优点在于 缺点在于 5 20 可以避免弹簧自身重力对实验的影响 弹簧与刻度尺及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差 答