2011届高考物理第一轮同步导学复习017

精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创1/112011届高考物理第一轮同步导学复习017高考物理第一轮复习同步导学27实验2探究弹力和弹簧伸长的关系【考点自清】【实验目的】探究弹力和弹簧伸长量之间的定量关系学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据【实验原理】弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关，沿弹簧的方向拉弹簧，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，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砝码的重力相等如图所示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【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【实验步骤】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，即原长精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创2/11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得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义【数据处理】建立坐标系，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，标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位；标度标度要适当，让所得到的图线布满整个坐标系；描点描点时要留下痕迹；连线让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创3/11落在直线的两侧，误差较大的点舍弃；根据图象做出结论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【误差分析】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描点、作图不准确【注意事项】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记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位【重点精析】精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创4/11数据处理是对原始实验记录的科学加工，通过数据处理，往往可以从一堆表面上难以察觉的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律在中学物理中只要求掌握数据处理的最简单的方法1列表法在记录和处理数据时，常常将数据列成表格数据列表可以简单而又明确地表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律性的联系2作图法用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的效果由图线的斜率、截距、包围面积等可以研究物理量之间的变化关系，找出规律3平均值法现行教材中只介绍算术平均值，即把测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数必须注意，求平均值时应按原来测量仪器的准确度决定保留的位数【例1】某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下重力加速度G取98M/S2精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创5/111根据所测数据，在图坐标纸上作出弹簧指针所指标尺刻度X与砝码质量M的关系曲线2根据所测得数据和关系曲线可以判断，在范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律这种规格的弹簧劲度系数为N/M【解析】1根据表中数据描点，按照各点的分布与走向，作出一条平滑曲线，如图所示2由关系曲线可以看出，砝码质量在0500G范围内，图线近似为一条直线，即满足弹簧的拉力和形变量成正比胡克定律当不挂砝码时，弹簧的长度L015102M当砝码质量M500G时，L35102M，由FMGKX解得KMG/LL025N/M【答案】1见解析；20500G；25【方法点拨】1据所给实验数据描点，然后作出平滑曲线或直线，注意所画的线不一定过所有点，原则是应尽量使各点较均匀地分布在曲线或直线的两侧，描点时要符合客观实际，“曲”、“直”分明2理解坐标的物理含义X为挂不同砝码时弹簧的长度而不是形变量精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创6/113曲线的弯曲部分表示弹力超过了弹簧的弹性限度【例】用金属制成的线材如钢丝、钢筋受到拉力会伸长，十七世纪英国物理学家胡克发现金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础现有一根用新材料制成的金属杆，长为4M，横截面积为08CM2，设计要求它受到拉力后伸长不超过原长的1/1000，问最大拉力多大由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下1测得结果表明材料受拉力作用后，其伸长量与材料的长度成，与材料的截面积成2上述金属细杆承受的最大拉力为N【同步作业】1、如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力拉力或压力时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象如图乙则下列判断正确的是A、弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创7/11B、弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C、该弹簧的劲度系数是200N/MD、该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变解析由乙图可知FKX，即弹簧的弹力和弹簧的形变量成正比，不与弹簧长度成正比，A错误由FKX可知，B说法正确；由KF/X200N/M，C正确；FX图线的斜率对应弹簧的劲度系数，而X0和X0时的斜率相同，故D正确答案BCD2、某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，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下图中的哪一个解析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C3、做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”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，描出各精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创8/11组数据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也可在横梁的另一侧挂上一定的配重，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。解析根据实验的实验操作过程应先安装仪器，再挂钩码然后记录数据，分析数据，最后整理即可，排列先后顺序为CBDAEFG。答案CBDAEFG。4、某同学在研究学习中，利用所学的知识解决了如下问题一轻弹簧竖直悬挂在某一深度为H250CM，且开口向下的小筒中没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内，但测力计可以与弹簧的下端接触，如图甲所示。如果本实验精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创9/11的长度测量工具只能测出筒的下端弹簧的长度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L而测出对应的弹力F，作出FL变化的图线如图乙所示，则弹簧的劲度系数为N/M，弹簧的原长L0CM解析根据胡克定律FKHLL0KLKHL0，从图中知道当L0时，F10N；当L10CM时，F20N；将其代入方程联立得K100N/M，L0150CM答案100；1505、用一个支架、一根弹簧、一把直尺和一个已知质量的钩码，来测定某个不太重的物体有多重，该怎么做解析本题主要考查实验方法的拓展迁移能力。1将弹簧上端固定在支架上，下端挂上钩码质量已知为M，测出弹簧伸长X。2将钩码取下换上待测物体，测出弹簧伸长MG/XX。3待测物体的重力6、用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化。如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得很低，熔点会大大地降低，甚至有特殊的磁性质。现有一纳米合金丝，欲测出其伸长量X与所精品文档2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创10/11受到的拉力F、长度L、截面直径D的关系。1测量上述物理量需要的主要器材是、等。2若实验中测量的数据如下表，根据这些数据请写出X与F、L、D间的关系式X。若用到比例系数，可用K表示3在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是只需写出一种。4若有一根合金丝的长度为20CM，截面直径为0