高考物理总复习 第二章 第二单元 第5课 实验 探究弹力和弹簧伸长的关系课件 (2).ppt

第二单元实验与探究实验与探究第5课实验 探究弹力和弹簧伸长的关系 第二章研究物体间的相互作用 知能要求与高考展望 1 要求掌握实验原理 器材与步骤 能够正确分析误差来源 2 能够设计新情景或改换器材条件下的实验方案 3 本实验在广东新高考中还没有考到 要予以重视 课前自修 1 为了探究弹力和弹簧伸长的关系 需要测量 和弹簧的 弹力可借助 来代替 伸长量可利用 进行测量 2 本实验的关键是 图象 这个实验中的两个典型图象分别是弹力和弹簧的 的关系图象以及弹力和弹簧的 的关系图象 前者反映弹力和弹簧的伸长量成 关系 是一条 的斜线 后者反映弹力和弹簧的长度成线性关系 是一条 的斜线 3 悬挂钩码的数量限制 弹簧所受的弹力不能 弹力 伸长量 悬挂钩码的重力 刻度尺 绘制 分析 伸长量 长度 正比 通过原点 在长度坐标上存在正截距 超过其弹性限度 重难突破 1 如何设计实验方案为了探究弹簧形变量与弹力的关系 我们选定一根符合实验条件的弹簧 先将弹簧悬挂在铁架台上 如下图所示 分别用质量相等个数不同的钩码悬挂在弹簧的下方 待钩码静止后 用刻度尺测出弹簧的伸长量 探究弹簧所受的拉力 用钩码的重力替代 和弹簧伸长量 或长度 的关系 2 如何选择实验器材需要的器材 铁架台 弹簧 测力计 刻度尺 钩码 相同质量的若干个 3 如何进行实验 处理数据与得出结论 1 将弹簧挂在铁架台上 用刻度尺量出弹簧的自然长度l0 2 在弹簧下端挂质量为m1的钩码 量出此时弹簧的长度l1 记录m1和l1 并求出弹簧的伸长量x1 即l1 l0 一并填入设计好的表格中 3 改变钩码的质量 测出对应的弹簧长度 记录所挂钩码的质量m2 m3 m4 m5和对应的弹簧长度l2 l3 l4 l5 并求出每次弹簧的伸长量x2 即l2 l0 x3 即l3 l0 x4 即l4 l0 x5 即l5 l0 4 以弹力为纵坐标 以弹簧伸长量为横坐标建立坐标系 根据所测数据描点 并连成直线 5 由图象可得结论 弹簧的弹力和伸长量成正比 4 还要注意什么事项 1 给弹簧施加的拉力不要太大 以免弹簧被过分拉伸 超出它的弹性限度 2 测量弹簧长度时 不要用手拉弹簧 要在弹簧自然竖直状态且保持平衡时进行测量 3 为了减小误差 要尽量多测几组数据 题型探究 题型一 实验步骤的掌握 例1 某同学根据下图所示装置来做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验 其操作过程如下 1 将实验弹簧挂在铁架台上 用刻度尺量出弹簧的原长l0 2 在弹簧下端挂质量为m1的钩码 量出此时弹簧的长度l1 记录m1和l1 并求出弹簧的伸长量x1 即l1 l0 一并填入设计好的表格中 3 记录所挂钩码的质量m2 m3 m4 m5和对应的弹簧长度l2 l3 l4 l5 并求出每次弹簧的伸长量x2 即 x3 即 x4 即 x5 即 4 以弹力为纵坐标 以弹簧伸长量为横坐标建立坐标系 根据所测数据描点 对所描的点 5 由图象可得结论 审题突破 本题考查实验的操作能力和实验的原理 只有真正动手做过实验才能正确解答此题 解析 3 改变钩码的质量 测出对应的弹簧长度 l2 l0 l3 l0 l4 l0 l5 l0 4 连成直线 5 弹簧的弹力和伸长量成正比 答案 见解析 方法点窍 近几年来 为了降低实验题考查操作步骤的难度 常采用提取关键步骤让学生来填空的做法 所以要求同学们在复习实验的操作步骤时要善于提取关键段或关键词 题型二 实验数据的处理 例2 下列是一位同学做 探究形变与弹力的关系 的实验 1 下列是这位同学准备完成的实验步骤 请你帮这位同学按操作的先后顺序 用字母排列出来 a 以弹簧伸长量为横坐标 以弹力为纵坐标 描出各组数据 x f 对应的点 并用平滑的曲线连结起来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刻度尺d 依次在弹簧下端挂上1个 2个 3个 4个 钩码 然后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f 解释函数表达式中常数的物理意义 2 这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据在下图中坐标系上已描出 在图中的坐标系上作出f x图象 写出曲线的函数表达式 x用cm作单位 审题突破 本题考查图象法处理实验数据的能力 解析 1 本题考查探究弹簧弹力与形量变关系的实验 意在考查考生对实验步骤的识记 实验数据的处理方法 分析归纳能力 根据实验先后顺序可知 实验步骤排列为cbdaef 2 由图象可得k 0 43n cm 所以f 0 43x n 答案 1 cbdaef 2 如图所示 f 0 43x n 方法点窍 图象法处理数据要注意 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 依据图象得出结论 要理解图象的斜率 截距所代表的物理意义 随堂训练 如图a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长度的关系实验 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b是弹簧所受弹力f与弹簧伸长长度x的f x图象 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 错解 1 不懂实验原理而没有填写 1 2 2 第 3 问第一空错填1