《 备考指南 物理 》课件-第2章 实验2

物体间的相互作用第二章

实验二探究弹力和弹簧伸长的关系栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点

各个击破知识梳理查漏1一、实验目标1．学会探究弹簧弹力与形变量之间的关系．2．会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据．3．能根据F－x图像求出弹簧的劲度系数．二、实验原理弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大．三、实验器材不同的轻弹簧多根、刻度尺、钩码(一盒)、细绳、铁架台、三角板、坐标纸、重垂线等．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．如实验原理图所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度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，测出对应的弹簧长度，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、x5.4．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．得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．5．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数，并解释函数表达式中常数的物理意义．五、注意事项及误差分析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适当大一些，从而使坐标点的间距尽可能大，这样作出的图线准确度更高．3．测量弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，以免增大误差，多测几次，求平均值，可减小误差．4．记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长l0、总长l及弹簧伸长量的对应关系及单位．5．作图像：描点画线时，所描的点不一定都落在一条线上，但应注意一定要使尽可能多的点落在线上，其余各点均匀分布在线的两侧，坐标轴的标度要适中．题点各个击破2考查点1实验原理与过程例1某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”实验．(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持______状态．命题点一教材标准实验的变形(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图像．由此图像可得到该弹簧的原长x0＝______cm，劲度系数k＝______N/m.(3)他又利用本实验的原理把该弹簧做成弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x＝________cm.【答案】(1)竖直(2)4

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(3)10考查点2实验误差及数据处理例2为了探究弹簧弹力F与弹簧形变量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像．(1)从图像上看，该同学没能完全按实验要求操作，致使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线是因为________________.(2)由图像可得甲弹簧的劲度系数为________N/m，乙弹簧的劲度系数为________N/m.若要制作一个精确度相对较高的弹簧测力计，则应选弹簧________(填“甲”或“乙”)．【答案】(1)形变量超过弹簧的弹性限度(2)66.7

200甲1．(2021年广安名校期中)在探究“弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，下列说法正确的是

(

)A．实验中劲度系数k的具体数值必须计算出来B．如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度L代替x，F－L图线也是过原点的一条直线C．利用F－x直线可求出k值D．实验时要把所有点连到线上，才能探索得到真实规律【答案】C2．某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，先把弹簧放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0＝4.6cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧长度x，画出弹力和弹簧长度关系的图像．(1)根据图像求该弹簧劲度系数k＝______N/m.(结果保留2位有效数字)(2)图像与x轴的交点坐标大于L0的原因是___________．【答案】(1)50

(2)弹簧自身重力的影响创新角度一实验器材和数据处理创新例3

(2021年唐山高三二模)某实验小组通过如图甲所示装置探究轻质橡皮筋弹力与长度的关系，实验步骤如下：命题点二实验创新迁移①将橡皮筋一端固定在长木板的左端，橡皮筋的另一端系一段细线，细线跨过长木板右端的定滑轮与小桶相连；②向小桶内注入一定质量的细沙，稳定后测量橡皮筋的长度l；③取出细沙，并测量细沙的质量m；④重复②、③步骤，获得多组对应的m、l数值；⑤描点连线，得到l－m的关系图像如图乙所示．完成下列填空：(1)已知重力加速度为g，橡皮筋的劲度系数为______．(2)乙图中纵截距的数值______橡皮筋的原长(填“大于”“等于”或“小于”)．(3)下列情况对劲度系数测量有影响的是______．A．橡皮筋与长木板不平行

B．定滑轮不光滑C．细线质量不可忽略

D．未考虑小桶质量创新角度二实验方案的创新例4

(2021年广东八省大联考)实验室中有5根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号挂1个钩码，3号挂2个钩码，依此类推，钩码均相同．计算结果保留3位有效数字．(1)为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量Δx的关系，小明以1号弹簧末端指针中点为原点，作出竖直的y轴及水平的x轴，其中y轴代表________，x轴代表________(选填“F”或“Δx”)．(2)为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100cm刻度刚好与1号弹簧末端指针中点在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针中点位置时，如图乙所示，则此时弹簧伸长量为________cm.(3)小明更换质量已知的钩码重新进行实验，根据测量的数据作出F－Δx图像，如图丙，则这些弹簧的