（安徽适用）高考物理一轮复习要点提示 第2讲 (1)实验 探究弹力和弹簧伸长的关系课件.ppt

一 实验目的1 探究弹力和弹簧伸长量之间的关系 2 学会利用图象法处理实验数据 二 实验原理 1 如图所示 在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等 2 弹簧的长度可用刻度尺直接测出 伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算 这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了 三 实验器材铁架台 弹簧 毫米刻度尺 钩码若干 三角板 坐标纸 重垂线 铅笔 四 实验步骤 1 如图所示 将铁架台放在桌面上 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 最小分度为1mm 固定于铁架台上 并用重垂线检查刻度尺是否竖直 用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0 即原长 2 如图所示 将已知质量的钩码挂在弹簧的下端 在平衡时测量弹簧的总长并测出钩码的重力 填写在记录表格里 3 改变所挂钩码的质量 重复前面的实验过程多次 4 以弹力f 大小等于所挂钩码的重力 为纵坐标 以弹簧的伸长量x为横坐标 用描点法作图 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均匀 5 以弹簧的伸长量为自变量 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 6 得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系 解释函数表达式中常数的物理意义 五 注意事项1 所挂钩码不要过重 以免弹簧被过分拉伸 超出它的弹性限度 要注意观察 适可而止 2 每次所挂钩码的质量差适当大一些 从而使坐标系上描的点适当稀一些 这样作出的图线精确 3 测弹簧长度时 一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量 以免增大误差 4 描点画线时 所描的点不一定都落在一条曲线上 但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧 5 记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位 六 误差分析1 本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差 2 弹簧竖直悬挂时 未考虑弹簧自身重力的影响 3 为了减小误差 要尽量多测几组数据 七 实验改进在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 也可以不测量弹簧的自然长度 而以弹簧的总长作为自变量 弹力为函数 作出弹力随弹簧长度的关系图线 这样可避免因测弹簧的自然伸长而带来的误差 实验中应注意的问题 例1 1 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 以下说法正确的是 a 弹簧被拉伸时 不能超出它的弹性限度b 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力 应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态c 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量d 用几个不同的弹簧 分别测出几组拉力与伸长量 得出拉力与伸长量之比相等 2 某同学做 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验 他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长 用直尺测出弹簧的原长l0 再把弹簧竖直悬挂起来 挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l 把 l l0 作为弹簧的伸长量x 这样操作 由于弹簧自身重力的影响 最后画出的图线可能是如图所示图象中的 解析 本题主要考查使用弹簧时应注意的问题 还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系 1 本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象 在弹性限度内通过增减钩码的数目 以改变对弹簧的拉力来探索弹力与弹簧伸长的关系 所以选a b 2 考虑弹簧自身重力的影响 当不挂钩码时 弹簧的伸长量x 0 所以选c 答案 1 ab 2 c 实验数据的处理 例2 某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验 他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 然后在弹簧下面挂上钩码 并逐个增加钩码 测出指针所指的标尺刻度 所得数据列表如下 重力加速度g 9 8m s2 1 根据所测数据 在所给的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x和钩码质量m的关系曲线 2 根据所测数据和关系曲线可以判断 在 n范围内弹力大小和弹簧伸长关系满足胡克规律 这种规格弹簧的劲度系数为 n m 解析 1 根据实验所测数据在坐标纸上进行描点 所作的图线如图所示 答案 1 图象见解析 2 0 4 925 3 用如图 a 所示的装置就可以测量出这种橡皮筋的y值 下表为橡皮筋受到的拉力f