高考物理一輪總復(fù)習 實驗2 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系課件.ppt

實驗2探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 欄目導(dǎo)航 1 2 3 抓知識點 抓重難點 課時跟蹤檢測 實驗原理與操作 數(shù)據(jù)處理與分析 數(shù)據(jù)處理 1 以力為縱坐標 以彈簧的伸長為橫坐標 根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點 2 按照圖中各點的分布與走向 作出一條平滑的圖線 所畫的點不一定正好都在這條圖線上 但要注意使圖線兩側(cè)的點數(shù)大致相同 3 以彈簧的伸長為自變量 寫出圖線所代表的函數(shù)表達式 并解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義 誤差分析 1 鉤碼標值不準確 彈簧長度測量不準確帶來誤差 2 畫圖時描點及連線不準確也會帶來誤差 注意事項 1 安裝實驗裝置 要保持刻度尺豎直并靠近彈簧 2 不要超過彈性限度 實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多 以免超過彈簧的彈性限度 3 盡量多測幾組數(shù)據(jù) 要使用輕質(zhì)彈簧 且要盡量多測幾組數(shù)據(jù) 4 觀察所描點的走向 不要畫折線 5 統(tǒng)一單位 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 如圖甲所示 用鐵架臺 彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系 例1 1 為完成實驗 還需要的實驗器材有 2 實驗中需要測量的物理量有 3 圖乙是彈簧彈力f與彈簧伸長量x的f x圖線 由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為 n m 圖線不過原點的原因是由于 4 為完成該實驗 設(shè)計的實驗步驟如下 a 以彈簧伸長量為橫坐標 以彈力為縱坐標 描出各組 x f 對應(yīng)的點 并用平滑的曲線連接起來 b 記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0 c 將鐵架臺固定于桌子上 并將彈簧的一端系于橫梁上 在彈簧附近豎直固定一把刻度尺 d 依次在彈簧下端掛上1個 2個 3個 4個 鉤碼 并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)的刻度 并記錄在表格內(nèi) 然后取下鉤碼 e 以彈簧伸長量為自變量 寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式 首先嘗試寫成一次函數(shù) 如果不行 則考慮二次函數(shù) f 解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義 g 整理儀器 請將以上步驟按操作的先后順序排列出來 解析 1 根據(jù)實驗原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長和形變量 2 根據(jù)實驗原理 實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長 彈簧掛不同個數(shù)的鉤碼時所對應(yīng)的伸長量 或?qū)?yīng)的彈簧長度 3 取圖象中 0 5 0 和 3 5 6 兩個點 代入f kx可得k 200n m 由于彈簧自重的原因 使得彈簧不加外力時就有形變量 4 根據(jù)完成實驗的合理性可知先后順序為cbdaefg 答案 1 刻度尺 2 彈簧原長 彈簧掛不同個數(shù)的鉤碼時所對應(yīng)的伸長量 或?qū)?yīng)的彈簧長度 3 200彈簧自身存在重力 4 cbdaefg 1 實驗中不能掛過多的鉤碼 使彈簧超過彈性限度 2 作圖象時 不要連成 折線 而應(yīng)盡量讓坐標點落在直線上或均勻分布在兩則 提分秘笈 2017屆寧夏銀川一中上學(xué)期第一次月考 某同學(xué)在研究性學(xué)習中 利用所學(xué)的知識解決了如下問題 一輕彈簧一端固定于某一深度為h 0 25m 開口向右的小筒中 沒有外力作用時彈簧的另一端也位于筒內(nèi) 如圖甲所示 如果本實驗的長度測量工具只能測量出筒外彈簧的長度l 現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù) 該同學(xué)通過改變所掛鉤碼的個數(shù)來改變l 作出f l圖線如圖乙所示 跟蹤訓(xùn)練1 1 由此圖線可得出的結(jié)論是 2 彈簧的勁度系數(shù)為 n m 彈簧的原長l0 m 答案 1 在彈性限度內(nèi) 彈力與彈簧的伸長量成正比 2 1000 15 某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度 圈數(shù) 的關(guān)系 實驗裝置如圖所示 一均勻長彈簧豎直懸掛 7個指針p0 p1 p2 p3 p4 p5 p6分別固定在彈簧上距懸點0 10 20 30 40 50 60圈處 通過旁邊豎直放置的刻度尺 可以讀出指針的位置 p0指向0刻度 設(shè)彈簧下端未掛重物時 各指針的位置記為x0 掛有質(zhì)量為0 100kg的砝碼時 各指針的位置記為x 測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示 n為彈簧的圈數(shù) 取重力加速度為9 80m s2 已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60 整個彈簧的自由長度為11 88cm 例2 3 上圖中畫出的直線可近似認為通過原點 若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧 該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達式為k n m 該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0 單位為m 的關(guān)系的表達式為k n m 2015年福建卷 某同學(xué)做 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 的實驗 1 下圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度 其示數(shù)為7 73cm 圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度 此時彈簧的伸長量 l為 cm 跟蹤訓(xùn)練2 2 本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力 關(guān)于此操作 下列選項中規(guī)范的做法是 填選項前的字母 a 逐一增掛鉤碼 記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重b 隨意增減鉤碼 記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重 3 圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量 l與彈力f的關(guān)系圖線 圖線的ab段明顯偏離直線oa 造成這種現(xiàn)象的主要原因是 解析 1 由題圖乙知 讀數(shù)為14 66cm 所以彈簧伸長量 l 14 66 7 73 cm 6 93cm 2 若隨意增減砝碼 作圖不方便 有可能會超出彈簧的彈性限度 所以應(yīng)逐一增掛鉤碼 選項a正確 3 由題圖丙知ab段彈簧伸長量與彈力不成線性關(guān)系 是因為鉤碼重力超過彈簧的彈性限度 答案 1 6 93 2 a 3 鉤碼重力超過彈簧的彈性限度 以本實驗為背景 通過改變實驗條件 實驗儀器設(shè)置題目 不脫離教材而又不拘泥教材 體現(xiàn)開放性 探究性等特點 1 將彈簧水平放置或穿過一根水平光滑的直桿 在水平方向做實驗 消除了彈簧自重的影響 2 彈簧的彈力直接由力傳感器測得 用如圖甲所示的實驗裝置研究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系 輕彈簧上端固定一個力傳感器 然后固定在鐵架臺上 當用手向下拉伸彈簧時 彈簧的彈力可從傳感器讀出 用刻度尺可以測量彈簧原長和伸長后的長度 從而確定伸長量 測量數(shù)據(jù)如表格所示 例3 1 以x為橫坐標 f為縱坐標 在圖乙的坐標紙上描繪出能夠正確反應(yīng)彈力與伸長量關(guān)系的圖線 2 由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)為 保留兩位有效數(shù)字 解析 橫軸表示伸長量x 縱軸表示彈力f 按照表格數(shù)據(jù) 描點畫圖 得到一條直線 圖象斜率代表彈簧勁度系數(shù) 答案 1 如圖 2 75n m 2016屆陜西延安質(zhì)檢 用如圖所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù) 被測彈簧一端固定于a點 另一端b用細繩繞過定滑輪掛鉤碼 旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺 當掛兩個鉤碼時 繩上