高考物理一轮总复习 实验2 探究弹力和弹簧伸长量的关系课件.ppt

实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系 栏目导航 1 2 3 抓知识点 抓重难点 课时跟踪检测 实验原理与操作 数据处理与分析 数据处理 1 以力为纵坐标 以弹簧的伸长为横坐标 根据所测数据在坐标纸上描点 2 按照图中各点的分布与走向 作出一条平滑的图线 所画的点不一定正好都在这条图线上 但要注意使图线两侧的点数大致相同 3 以弹簧的伸长为自变量 写出图线所代表的函数表达式 并解释函数表达式中常数的物理意义 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 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 如图甲所示 用铁架台 弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系 例1 1 为完成实验 还需要的实验器材有 2 实验中需要测量的物理量有 3 图乙是弹簧弹力f与弹簧伸长量x的f x图线 由此可求出弹簧的劲度系数为 n m 图线不过原点的原因是由于 4 为完成该实验 设计的实验步骤如下 a 以弹簧伸长量为横坐标 以弹力为纵坐标 描出各组 x f 对应的点 并用平滑的曲线连接起来 b 记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0 c 将铁架台固定于桌子上 并将弹簧的一端系于横梁上 在弹簧附近竖直固定一把刻度尺 d 依次在弹簧下端挂上1个 2个 3个 4个 钩码 并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度 并记录在表格内 然后取下钩码 e 以弹簧伸长量为自变量 写出弹力与弹簧伸长量的关系式 首先尝试写成一次函数 如果不行 则考虑二次函数 f 解释函数表达式中常数的物理意义 g 整理仪器 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来 解析 1 根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量 2 根据实验原理 实验中需要测量的物理量有弹簧的原长 弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量 或对应的弹簧长度 3 取图象中 0 5 0 和 3 5 6 两个点 代入f kx可得k 200n m 由于弹簧自重的原因 使得弹簧不加外力时就有形变量 4 根据完成实验的合理性可知先后顺序为cbdaefg 答案 1 刻度尺 2 弹簧原长 弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量 或对应的弹簧长度 3 200弹簧自身存在重力 4 cbdaefg 1 实验中不能挂过多的钩码 使弹簧超过弹性限度 2 作图象时 不要连成 折线 而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在两则 提分秘笈 2017届宁夏银川一中上学期第一次月考 某同学在研究性学习中 利用所学的知识解决了如下问题 一轻弹簧一端固定于某一深度为h 0 25m 开口向右的小筒中 没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内 如图甲所示 如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l 现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数 该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l 作出f l图线如图乙所示 跟踪训练1 1 由此图线可得出的结论是 2 弹簧的劲度系数为 n m 弹簧的原长l0 m 答案 1 在弹性限度内 弹力与弹簧的伸长量成正比 2 1000 15 某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度 圈数 的关系 实验装置如图所示 一均匀长弹簧竖直悬挂 7个指针p0 p1 p2 p3 p4 p5 p6分别固定在弹簧上距悬点0 10 20 30 40 50 60圈处 通过旁边竖直放置的刻度尺 可以读出指针的位置 p0指向0刻度 设弹簧下端未挂重物时 各指针的位置记为x0 挂有质量为0 100kg的砝码时 各指针的位置记为x 测量结果及部分计算结果如下表所示 n为弹簧的圈数 取重力加速度为9 80m s2 已知实验所用弹簧总圈数为60 整个弹簧的自由长度为11 88cm 例2 3 上图中画出的直线可近似认为通过原点 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的关系的表达式为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 2015年福建卷 某同学做 探究弹力和弹簧伸长量的关系 的实验 1 下图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 其示数为7 73cm 图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度 此时弹簧的伸长量 l为 cm 跟踪训练2 2 本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力 关于此操作 下列选项中规范的做法是 填选项前的字母 a 逐一增挂钩码 记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重b 随意增减钩码 记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 3 图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 l与弹力f的关系图线 图线的ab段明显偏离直线oa 造成这种现象的主要原因是 解析 1 由题图乙知 读数为14 66cm 所以弹簧伸长量 l 14 66 7 73 cm 6 93cm 2 若随意增减砝码 作图不方便 有可能会超出弹簧的弹性限度 所以应逐一增挂钩码 选项a正确 3 由题图丙知ab段弹簧伸长量与弹力不成线性关系 是因为钩码重力超过弹簧的弹性限度 答案 1 6 93 2 a 3 钩码重力超过弹簧的弹性限度 以本实验为背景 通过改变实验条件 实验仪器设置题目 不脱离教材而又不拘泥教材 体现开放性 探究性等特点 1 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 消除了弹簧自重的影响 2 弹簧的弹力直接由力传感器测得 用如图甲所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系 轻弹簧上端固定一个力传感器 然后固定在铁架台上 当用手向下拉伸弹簧时 弹簧的弹力可从传感器读出 用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度 从而确定伸长量 测量数据如表格所示 例3 1 以x为横坐标 f为纵坐标 在图乙的坐标纸上描绘出能够正确反应弹力与伸长量关系的图线 2 由图线求得该弹簧的劲度系数为 保留两位有效数字 解析 横轴表示伸长量x 纵轴表示弹力f 按照表格数据 描点画图 得到一条直线 图象斜率代表弹簧劲度系数 答案 1 如图 2 75n m 2016届陕西延安质检 用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数 被测弹簧一端固定于a点 另一端b用细绳绕过定滑轮挂钩码 旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺 当挂两个钩码时 绳上