2012年高考一轮复习优化方案-实验二

实验二探究弹力和弹簧伸长的关系,过程分析导引,实验典例精析,实验二探究弹力和弹簧伸长的关系,知识要点归纳,知能优化演练,知识要点归纳,实验目的1探究弹力和弹簧伸长的定量关系2学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系,实验原理1弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的(注：弹簧质量不计）2用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等3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即寻求Fkx的关系.,实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸,过程分析导引,一、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241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度并测出钩码的重力，填写在记录表格里,图241,3.改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次,二、实验数据的处理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,三、实验误差的来源1弹簧长度的测量误差2描点画线的作图误差四、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,(1)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”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,实验典例精析,(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图242中的(),图242,【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)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来改变对弹簧的拉力，以探索弹力与弹簧伸长的关系，并且拉力和重力平衡，所以选A、B.(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,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243.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,图243,(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244中，请作出FL图线,图244,(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_N/m.(3)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：_.,【解析】(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图245所示：,图245,(2)弹簧的原长L0即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)优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差【答案】(1)见解析(2)520(3)见解析,(1)在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是_ANBmCN/mDPa,(2)有一段横截面积是圆形的橡皮筋，应用如图246甲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应该是_；测量工具b应该是_,图246,(3)用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.,请在图乙中作出Fx图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k_N/m.(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y_.(保留一位有效数字)【解析】(1)由题意将公式kYS/L整理得YkL/S，将各已知量的国际单位代入并整理可知Y的单位为Pa(1N/m21Pa),(2)20.00cm准确到毫米，故测量工具为毫米刻度尺，而数据4.000mm数据准确到1/100mm，