【优化探究】2012高考物理一轮复习 第2章-第4单元（1）课件 必修1

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,(一)探究弹力和弹簧伸长的关系,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将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，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，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，填入自己设计的表格中,3改变所挂钩码的质量，量出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.,五、数据处理1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，用描点法作图连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线2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3得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义六、误差分析1弹簧拉力大小的不稳定会造成误差因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，待稳定后再读数可以提高实验的准确度2尽量精确地测量弹簧的长度，也是减小实验误差的基本方法3描点、作图不准确,七、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尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确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直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧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八、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,实验原理和注意事项,(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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用直尺测量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量的关系”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(LL0)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的_,规范解答(1)本实验中应以需要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，来探索弹力和弹簧伸长的关系(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.答案(1)AB(2)C,实验数据的处理,在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度,(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出FL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)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助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在于：_缺点在于：_,规范解答(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示：,(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L05102m5cm.劲度系数为图象直线部分的斜率，k20N/m.,(3)记录数据的表格如下表：,(4)优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点是：弹簧与桌面及绳与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差答案(1)见规范解答(2)520(3)(4)见规范解答,(2)有一段横截面为圆形的橡皮筋，应用如图所示的实验装置，可以测量出它的杨氏模量Y的值首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L20.00cm，利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径D4.000mm，那么测量工具a和b应分别为_、_.(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与伸长量x的实验记录，请在图(b)中做出Fx图象.,(4)由以上实验可求出该橡皮筋的Y值为_(保留一位有效数字)规范解答在国际单位制中k、S、l的单位分别是N/m、m2、m，代入kY进行单位计算得Y的单位为N/m2，即Pa.由于橡皮筋的长度的测量结果准确到1mm，所以其测量工具为毫米刻度尺，而直径的测量结果准