【优化方案】浙江省高考物理总复习 第2章 实验二探究弹力和弹簧伸长的关系课件 大纲人教

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．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F＝kx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2－4－1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2－4－11234567F/NL/cmx/cm3.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．(2011年绍兴兴一中中高三三质检检)(1)在“探探究弹弹力和和弹簧簧伸长长的关关系””的实实验中中，以以下说说法正正确的的是()A．弹簧被拉拉伸时，不不能超出它它的弹性限限度B．用悬挂钩钩码的方法法给弹簧施施加拉力，，应保证弹弹簧位于竖竖直位置且且处于平衡衡状态C．用直尺测测得弹簧的的长度即为为弹簧的伸伸长量D．用几个不不同的弹簧簧，分别测测出几组拉拉力与伸长长量，得出出拉力与伸伸长量之比比相等实验典例精析题型一实验操作及原理的考查例1(2)某同学做““探究弹力力和弹簧伸伸长的关系系”的实验验，他先把把弹簧平放放在桌面上上使其自然然伸长，用用直尺测出出弹簧的原原长L0，再把弹簧簧竖直悬挂挂起来，挂挂上钩码后后测出弹簧簧伸长后的的长度L，把L－L0作为弹簧的的伸长量x，这样操作作，由于弹弹簧自身重重力的影响响，最后画画出的图线线可能是图图2－4－2中的()图2－4－2【解析】本题主要考考查使用弹弹簧时应注注意的问题题，还有用用图象法来来描述弹簧簧的弹力与与其伸长量量间的关系系．(1)实验中应以以所研究的的一根弹簧簧为实验对对象，在弹弹性限度内内通过增减减钩码的数数目来改变变对弹簧的的拉力，以以探索弹力力与弹簧伸伸长的关系系，并且拉拉力和重力力平衡，所所以选A、B.(2)由于考虑弹弹簧自身重重力的影响响，当不挂挂钩码时，，弹簧的伸伸长量x>0，所以选C.【答案】(1)AB(2)C在“探究弹弹力和弹簧簧伸长的关关系，并测测定弹簧的的劲度系数数”的实验验中，实验验装置如图图2－4－3.所用的每个个钩码的重重力相当于于对弹簧提提供了向右右恒定的拉拉力．实验验时先测出出不挂钩码码时弹簧的的自然长度度，再将5个钩码逐个个挂在绳子子的下端，，每次测出出相应的弹弹簧总长度度．题型二实验数据的处理图2－4－3例2(1)有一个同学学通过以上上实验测量量后把6组数据描点点在坐标图图2－4－4中，请作出出F－L图线．图2－4－4(2)由此图线可可得出该弹弹簧的原长长L0＝________cm，劲度系数数k＝________N/m.(3)该同学实验验时，把弹弹簧水平放放置与弹簧簧悬挂放置置相比较．．优点在于：：________________________________________________________________________.缺点在于：：________________________________________________________________________.【解析】(1)用平滑的曲曲线将各点点连接起来来，如图2－4－5所示：图2－4－5(2)弹簧的原长长L0即弹力为零零时弹簧的的长度，由由图象可知知，L0＝5×10－2m＝5cm.劲度系数为为图象直线线部分的斜斜率，k＝20N/m.(3)优点是：避避免弹簧自自身所受重重力对实验验的影响；；缺点是：弹弹簧与桌面面及绳子与与滑轮间存存在的摩擦擦造成实验验的误差．．【答案】(1)见解析(2)520(3)见解析题型三创新实验设计例3(1)在国际单位位中，杨氏氏模量Y的单位应该该是________．A．NB．mC．N/mD．Pa(2)有一段横截截面积是圆圆形的橡皮皮筋，应用用如图2－4－6甲所示的实实验装置可可以测量出出它的杨氏氏模量Y的值．首先先利用测量量工具a测得橡皮筋筋的长度L＝20.00cm，利用测量量工具b测得橡皮筋筋未受到拉拉力时的直直径D＝4.000mm，那么测测量工具具a应该是________；测量工工具b应该是________．图2－4－6(3)用如图甲甲所示的的装置就就可以测测出这种种橡皮筋筋的Y值，下面面的表格格是橡皮皮筋受到到的拉力力F与伸长量量x的实验记记录.拉力F(N)510152025伸长量x(cm)1.63.24.86.48.0请在图乙乙中作出出F－x图象，由由图象可可求得该该橡皮筋筋的劲度度系数k＝________N/m.(4)这种橡皮皮筋的杨杨氏模量量Y＝________.(保留一位位有效数数字)【解析】(1)由题意将将公式k＝YS/L整理得Y＝kL/S，将各已已知量的的国际单单位代入入并整理理可知Y的单位为为Pa(1N/m2＝1Pa)．(2)20.00cm准确到毫毫米，故故测量