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 新人教版必修

第二章相互作用 必修一 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 探究弹力和弹簧伸长的关系 培养学生进行实验研究的科学方法 2 学会利用列表法 图象法 函数法处理实验数据 二 实验原理弹簧受到拉力会伸长 平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等 弹簧的伸长越大 弹力也就越大 三 实验图示 实验器材 铁架台 弹簧 钩码 刻度尺 坐标纸 四 实验步骤 1 安装实验仪器 2 测量弹簧的伸长量 或总长 及所受的拉力 或所挂钩码的质量 列表作出记录 要尽可能多测几组数据 3 根据所测数据在坐标纸上描点 以力为纵坐标 以弹簧的伸长量为横坐标 4 按照在图中所绘点的分布与走向 尝试作出一条平滑的曲线 包括直线 所画的点不一定正好在这条曲线上 但要注意使曲线两侧的点数大致相同 五 数据处理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 如果不行再考虑二次函数 六 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 七 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 实验操作及数据处理 1 将表中数据补充完整 81 7 0 0122 2 以n为横坐标 1 k为纵坐标 在图 b 给出的坐标纸上画出1 k n图象 3 图 b 中画出的直线可以近似认为通过原点 若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧 该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系表达式为k N m 该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0 单位为m 的关系的表达式为k N m 解题探究 1 弹簧的弹力与所挂物体的重力有什么关系 2 弹簧的形变量如何表达 答案 1 等大反向 2 x x x 答案 2 1 k n图象如图所示 类题演练1 1 在安装刻度尺时 必须使刻度尺保持 状态 2 他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线 由此图线可得该弹簧的原长x0 cm 劲度系数k N m 3 他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧测力计 当弹簧测力计上的示数如图丙所示时 该弹簧的长度x cm 竖直 4 50 10 1 对实验方案进行改进将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑的直杆 在水平方向做实验 2 对实验器材的改进利用计算机及传感器技术 将弹簧水平放置 且一端固定在传感器上 传感器与电脑相连 对弹簧施加变化的作用力 拉力或推力 时 电脑上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图象 如图所示 分析图象得出结论 实验拓展与创新 2 由图线求得这一弹簧的劲度系数为 保留三位有效数字 75 0N m 74 0 76 0N m均正确 解题探究 1 此图线是直线还是曲线 连直线的原则是什么 2 由F x图象如何求弹簧的劲度系数 答案 1 由公式F kx 结合数学知识 知图线是直线 连直线的原则见例1后的名师归纳 2 F x图象的斜率代表弹簧的劲度系数 解析 1 根据所给的数据描点连线 如答图所示 2 根据胡克定律F kx可知 在F x图象中 图线的斜率大小等于弹簧的劲度系数 即k 75 0N m 答案 1 如图所示 类题演练2 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