2019年物理《复习方略》课件（鲁科版）必修1 第二章 实验二探究弹力和弹簧伸长的关系

1、实验2探索了弹性和弹簧伸长之间的关系。实验过程 1。如图所示，将铁架台放好(固定好)，将弹簧的一端固定在铁架台的横梁上，将刻度尺(最小刻度为1毫米)固定在靠近弹簧的铁架台上，用粗垂线检查刻度尺是否垂直。2.当弹簧下端没有被钩住时，记下相应的刻度l0，即弹簧的原始长度。3.在弹簧的下端挂一个钩码，当钩码静止时测量弹簧的长度L，计算弹簧的伸长量X和外力F(等于钩码的重力)。4.改变链接代码的数量，重复上述实验，尝试测量尽可能多的数据组，并将测量数据填入表中。记录表：原始弹簧长度l0=厘米。5.以力为纵坐标，弹簧伸长为横坐标，根据测量数据在坐标纸上画出点。6.根据图中各点的分布和趋势，画一条平滑的图

2、形线。所画的点可能不完全在这条线上，但应注意使线两边的点大致相同。7.以弹簧的伸长量为自变量，写出用图线表示的函数表达式，并说明函数表达式中常数的物理意义。错误分析 1。当弹簧垂直悬挂时，由于弹簧自身重力的影响而引起的系统误差不予考虑，所以尽量选择质量较小的弹簧。2.弹簧长度的测量会导致意外误差。为了减少这种误差，应该尽可能多地测量几组数据。3.绘图中的不规则会导致意外错误。为了减少这种误差，应使用细铅笔进行绘制，并且绘制的所有点应尽可能均匀地分布在直线的两侧。注意事项 1。挂钩代码不应太重，以免弹簧拉伸过大，超过其弹性极限。注意观察，适可而止。2.每次链接代码的质量差异适当地变大，使得坐标点

3、之间的距离尽可能大，并且以这种方式制作的图形的精度更高。3.测量弹簧长度时，必须在弹簧垂直悬挂且处于稳定状态时进行测量，以免增加误差。绘制点和线时，绘制的点不一定落在直线上，但应注意使点均匀分布在直线的两侧。5.记录实验数据时，注意弹性、原始长度l0、总长度L和弹簧伸长的对应关系和单位。6.坐标轴的刻度应该适中。【实验改进】本实验的系统误差来自弹簧的重力，所以改进实验的思路应该是尽量减小弹簧自身重力的影响。2.另一种方案是选择刚度系数较小的轻质弹簧，通过减小读数的相对误差来提高实验的准确性。3.利用计算机和传感器技术，弹簧水平放置，一端固定在传感器上，传感器与计算机连接。当对弹簧施加变化的力(

4、张力或推力)时，在计算机上获得弹簧力和弹簧变形之间的关系图像(如图A和B所示)，并通过分析图像得出结论。热点1实验原理和实验误差分析实施例1如图a所示，通过使用一个铁框架、一个弹簧和多个具有已知质量和相等质量的钩码，来探索弹簧弹性和在弹性极限内的弹簧伸长之间的关系。(1)为了完成实验，需要：台实验设备。(2)实验中有33，360个物理量需要测量。(3)图B是弹簧力F和弹簧伸长X的F-x图，从中可以计算出弹簧的刚度系数为N/m。图线没有超出原点的原因是。(4)为完成实验，设计的实验步骤如下： A。以弹簧伸长量为横坐标，弹力为纵坐标，画出各组(x，F)的对应点，并用光滑曲线连接；b .当弹簧未被钩

5、住时，在秤上记下弹簧下端的刻度l0；把铁架子固定在桌子上，把树枝的一端绑起来标准解 (1)根据实验原理，需要一个标尺来测量弹簧的原始长度和变形；(2)根据实验原理，实验中要测量的物理量包括弹簧的原始长度、弹簧上的外力和相应的伸长量(或对应于弹簧的长度)；(3)取图像中的两点(0.5，0)和(3.5，6)，代入F=kx得到k=200 n/m。由于弹簧本身的重力，当没有外力作用在弹簧上时，变量将是可见的。(4)根据实验的合理性，排序为CBDAEFG。回答：(1)标尺(2)弹簧原始长度、弹簧外力和相应伸长量(或弹簧相应长度)(3)200弹簧自重(4)CBDAEFG，热点2实验数据处理例2(2012年

6、广东高考)。(1)将弹簧挂在铁架上，将标尺固定在弹簧的一侧，弹簧轴线和标尺应在同一个方向(可选“水平”或“垂直”)。(2)弹簧自然悬挂，当弹簧等待时，长度记录为L0；当铃片挂在弹簧下端时，长度记录为Lx；每次在砝码盘上增加10g砝码，弹簧长度依次记录为L1到L6。数据如表：所示，表中一条数字记录不规范，代表符号为。从表中可以看出，所用刻度的最小刻度是。(3)图是同学根据表格中的数据做出的图。纵轴是重量，横轴是弹簧长度和(可选的“L0”或“Lx”)之间的差值。(4)从图中可以看出，弹簧的刚度系数为N/m；从图和表中可以看出，铃片的重量为g(结果保持两个有效数字，重力加速度取为9.8m/s2)。标

7、准解决方案 (1)弹簧的长度应在垂直方向测量。(2)测量仪器有10个刻度，需要以最小精度估计到下一个位置，所以这个刻度的最小精度应该是1毫米，所以L3读数是错误的。(3)横轴表示弹簧的变形，因此它是弹簧长度和Lx之间的差值。(4)图像的斜率是由mg=kx得到的，因此k=4.9N/m。挂好铃片后，弹簧伸长2厘米，其质量由mg=kx表示为10g。回答：(1)垂直(2)静态L31毫米(3)Lx(4)4.910，双基本问题集 1。(1)在“探索弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，下列说法是正确的：(1)当弹簧被拉伸时，它不能超过它的弹性极限(2)通过悬挂挂钩代码给出弹簧。确保弹簧处于垂直位置并处于平衡状态

8、。用尺子测量的弹簧长度就是弹簧的伸长量。使用几个不同的弹簧，测量几组张力和伸长率，得到相同的张力和伸长率。(2)一位同学做了一个“探索弹性与弹簧伸长的关系”的实验。他首先把弹簧平放在桌子上，让它自然伸展，用尺子测量它原来的长度L0，然后把弹簧垂直悬挂起来。挂好钩码后，测量弹簧伸长后的长度L，L-L0作为弹簧的伸长量X。这样，由于弹簧自身重力的影响，最终的画线可能是()，分析 (1)在本实验中，所研究的弹簧应作为实验对象，弹簧上的张力应在弹性极限内通过增加或减少钩码的数量而在垂直方向上发生变化，所以选择a。(2)考虑到弹簧自身重力的影响，当代码未被钩住时，弹簧的伸长量为x0，所以选择C。回答：(

9、1)甲，乙(2)丙，2。学生在做“研究弹簧变形与外力关系”的实验时，垂直悬挂一根轻弹簧，使其自然下垂，并测量其自然长度；然后在其下部施加一个外力F，测量弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测量几组数据，并画出一个图表，显示外力F和弹簧总长度L之间的关系。(实验过程在弹簧的弹性极限内进行。)从图中可以看出，弹簧的自然长度为厘米，弹簧的刚度系数为n/m分析当t(1)以弹簧的伸长量x为横轴，弹簧的弹力f为纵轴，取x轴的每个小网格为1cm，f轴的每个小网格为0.25N，在坐标纸上画出每个点，并将其连接成一条光滑的曲线，如图所示。(2)F和x之间的函数关系可以写成F=kx，k=20N/m，所以F=20x。

10、(3)函数表达式中的常数表示弹簧力每拉伸(或压缩)1米增加20N。(4)弹簧伸长x=(L-0.4)米，并用(2)关系式中的：F=20(L-0.4)代替。答案：(1)见分析(2)F=203(4)每延伸(或压缩)1米，弹簧力增加20N(4)F=20(L-0.4)，4。(2011年安徽高考)为了测量弹簧的刚度系数，弹簧是垂直悬挂的。重量的质量m和弹簧的长度l的相应数据是通过实验测量的，相应的点已经在图上标出。(g=9.8m/s2)，(1)绘制m-l关系图；(2)弹簧刚度系数为n/m分辨率 (1)，如图所示，让一条直线通过尽可能多的点。(2)从图像中选取两个距离较远的点，找出k等于0.248牛顿/米到

11、0.262牛顿/米之间的某个值。答案是：(1)。0.2480.262之间的任何值都是正确的。5.(福建高考，2010)当一个实验组研究橡皮筋伸长与拉力的关系时，将原来长约200毫米的橡皮筋上端固定，并在垂直悬挂的橡皮筋(质量为20克)下端逐个添加挂钩代码。当挂10个钩码时，逐个取下钩码，并记录每个钩码对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，图中显示了当钩码增加和减少时，橡胶带伸长L和张力F之间关系的图像。从图像可以得出结论。(在选项前填入字母)，增加钩码时，L与F成正比，减少钩码时，L与F不成正比。当钩码数相同时，橡皮筋的伸长大于减少钩码时的伸长。当钩码数相同时，橡皮筋的伸长量等于减少钩码时的伸长量

12、。d .增加钩码时，钩码数量过多，导致橡皮筋超出弹性极限分析增加钩码时，图线为曲线，l与f不成比例，a不正确。当钩码数相同时，即f相同时，从图中可以看出，加钩码时橡皮筋的伸长比减钩码时要小。因此，b和c是不正确的。添加钩码时，过多的钩码会超过橡皮筋的弹性极限，所以d是正确的。6.(2010年浙江高考)在“探索弹簧弹性与伸长的关系”的实验中，学生甲和乙选择了不同的橡皮绳代替弹簧。为了测量橡胶绳的刚度系数，他们在橡胶绳的下端依次悬挂钩码(每个钩码的质量为m=0.1kg公斤，取g=10m米/秒2)，并在绳的下端记录坐标x加I(下标I表示在绳的下端悬挂的钩码数)。然后一个接一个地取下钩子代码，用同样的样本记录绳子下端的坐标x减去I。绳索下端的平均值xi=的数据如表：所示。(1)同一标签的橡胶绳用X加ix减I(选择“大于”或“小于”)；(2)学生数据更符合实验要求(选择“甲”或“乙”)；(3)选取一组数据作为图解法，得到橡胶绳的刚度系数k