高考物理一轮总复习 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系课件.ppt

实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系 1 实验目的 1 探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系 2 学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法 2 实验原理 1 如图s2 1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重力大小相等 图s2 1 图s2 2 2 用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x 建立坐标系 以纵坐标表示弹力大小f 以横坐标表示弹簧的伸长量x 在坐标系中描出实验所测得的各组 x f 对应的点 用平滑的曲线连接起来 根据实验所得的图线 就可探究弹力大小与伸长量之间的关系 3 实验器材 轻质弹簧 一根 钩码 一盒 刻度尺 铁架台 重锤线 坐标纸 三角板等 4 实验步骤 1 如图s2 2所示 将铁架台放在桌面上 固定好 将弹簧的一端固定在铁架台的横梁上 在接近弹簧处将刻度尺 最小分度为1mm 固定于铁架台上 并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 3 在弹簧下端挂上一个钩码 记下静止时弹簧所对应的刻 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 这个总重力就等于弹簧弹力的大小 将所得数据填入表格 5 数据处理 1 建立坐标系 标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位 2 标度 标度要适当 让所得到的图线布满整个坐标系 3 描点 描点时要留下痕迹 4 连线 让尽可能多的点落在同一直线上 让其余的点 落在直线的两侧 误差较大的点舍弃 5 根据图象作出结论 跟踪训练 1 双选 2010年深圳联考 如图s2 3甲所示 一个弹簧一端固定在传感器上 传感器与电脑相连 当对弹簧施加变化的作用力 拉力或压力 时 在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象 如图s2 3乙所示 则下列判断 正确的是 图s2 3 a 弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比b 弹力增加量与对应的弹簧长度成正比c 该弹簧的劲度系数是200n md 该弹簧受到反向压力时 劲度系数不变 解析 由图象知 f x是一个过原点的直线 k 200 10 n m 200n m 可知a错误 弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比 与对应的弹簧长度不成正比 b错误 答案 cd 2 某同学在研究性学习中 利用所学的知识解决了如下问题 一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h 25 0cm 且开口向下的小筒中 没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内 但测力计可以同弹簧的下端接触 如图s2 4甲所示 如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l 现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数 该同学通过改变l而测出对应的弹力f 作出f l变化的图线如图s2 4乙所示 则弹簧的劲度系数为 n m 弹簧的原长l0 m 解析 由胡克定律可得f kx k h l l0 k h l0 kl 30 200 2 0 1 n m 因此f l图线的斜率即为弹簧的劲度系数 k 100n m k h l0 10n 得l0 0 15m 图s2 4 答案 1000 15 题型 探究弹力与弹簧伸长的关系 例题 2010年福建卷 某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系 实验时 将原长约200mm的橡皮筋上端固定 在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码 质量均为20g 每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量 当挂上10只钩码后 再逐一把钩码取下 每取下一只钩码 也记下对应的橡皮筋伸长量 根据测量数据 作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量 l与拉力f关系的图象如图s2 5所示 从图象中可以得 出 填选项前的字母 a 增挂钩码时 l与f成正比 而减挂钩码时 l与f不成 正比 b 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量比 减挂钩码时的大 c 当所挂钩码数相同时 增挂钩码时橡皮筋的伸长量与 减挂钩码时的相等 d 增挂钩码时所挂钩码数过多 导致橡皮筋超出弹性限 度 图s2 5 思路点拨 本题属于中等题 解题的关键在于弄清为什么两条图象会错开 实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多 导致橡皮筋超出弹性限度 弹簧无法及时恢复原长 两条图象才会出现差异 答案 d 触类旁通 1 2011年安徽卷 为了测量某一弹簧的劲度系数 将该弹簧竖直悬挂起来 在自由端挂上不同质量的砝码 实验测出了砝码的质量m与