第5講 實驗：平行四邊形定則

1、第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理第5講實驗:探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系驗證力的平行四邊形定則知識詮釋思維發(fā)散第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理1.培養(yǎng)用所學(xué)知識探究物理規(guī)律的能力.2.探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系.3.養(yǎng)成用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的習(xí)慣.一、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系（一）實驗?zāi)康牡诙卧诙卧?第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理甲1.如圖甲所示,彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長,平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等.2.用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力作用下的伸長（二）實驗原理第二

2、單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理量x,建立坐標(biāo)系,以縱坐標(biāo)表示彈力大小F,以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x,在坐標(biāo)系中描出實驗所測得的各組(x,F)對應(yīng)的點,用平滑的曲線連接起來,根據(jù)實驗所得的圖線,就可探知彈力大小與伸長量的關(guān)系.(三)實驗器材鐵架臺、彈簧、刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線.(四)實驗步驟第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理乙1.按圖乙安裝實驗裝置,特別注意靠近彈簧的毫米刻度尺要用重垂線檢查是否豎直.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理2.記下彈簧下端不掛鉤碼時

3、所對應(yīng)的刻度L0.3.在彈簧下懸掛不同個數(shù)的鉤碼,并換算成重力,重力就等于彈簧的彈力大小,并將數(shù)據(jù)依次填入表格,用F表示彈力,l表示彈簧的總長,x表示伸長量. 1234567F/N l/cm x/cm 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理4.根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出F-x圖象(以F為縱軸,以x為橫軸)按照F-x圖中各點的分布與走向,嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線),所畫的點不一定正好在這條曲線上,但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同.嘗試寫出曲線所代表的函數(shù),首先嘗試F-x是否為一次函數(shù),如果不行則考慮二次函數(shù)或其他函數(shù).5.得出結(jié)論在實驗誤差允許范圍內(nèi),應(yīng)得出彈力

4、的大小與彈簧的伸長量成正比,即F=kx,其中k的單位由F和x的單位決第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理定.6.換用一根彈簧與上面的彈簧對比,在伸長量相同的情況下,彈力大的k越大,說明“k”反映了彈簧的“勁度”,從而充分認識k的物理意義.(五)注意事項1.由于彈簧有一定重量,將其自然懸掛時的長度與平放時的長度不一樣.量取L0時,應(yīng)將彈簧一端固定在鐵架臺上的鐵夾上,讓其自然下垂,再用毫米刻度尺量得自然狀態(tài)下的原長.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理2.只有在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力才與彈簧的伸長量成正比.所以在彈簧下掛鉤

5、碼時,注意不要使彈簧所受拉力超過其彈性限度.3.若用作圖法研究彈簧的彈力與其伸長量的關(guān)系,由于實驗誤差,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)描成的點不會完全在一條直線上.這時所作直線應(yīng)盡量多地通過這些點,并使不在直線上的點盡量均勻分布在所作直線的兩側(cè).明顯與其他的點相差很遠的點應(yīng)該舍去.4.如果實驗中不用彈簧的伸長量而用彈簧的總長,得到第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理的不是正比例函數(shù),關(guān)系較為復(fù)雜.根據(jù)實驗?zāi)康囊脧椈傻纳扉L量.如果彈簧伸長量的單位用米,彈力的單位用牛,函數(shù)表達式中常數(shù)k的單位是牛每米,即N/m.二、驗證力的平行四邊形定則(一)實驗?zāi)康尿炞C互成角度的兩個力合成

6、時的平行四邊形定則.(二)實驗原理等效法:使一個力F的作用效果和兩個力F1、F2的作用第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理效果相同,都是使同一條一端固定的橡皮條伸長到某點,所以這個力F就是那兩個力F1和F2的合力,作出力F的圖示,再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示,比較F和F的大小和方向是否相同.(三)實驗器材方木板,白紙,彈簧測力計(兩只),橡皮條,細繩套(兩個),三角板,刻度尺,圖釘(若干),鉛筆.(四)實驗步驟第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理1.用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上.2.用圖

7、釘把橡皮條的一端固定在A點,橡皮條的另一端拴上兩個細繩套.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理3.用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套,互成角度地拉橡皮條,將結(jié)點拉到某一位置O,如圖所示,記錄兩彈簧秤的示數(shù),用鉛筆描下O點的位置及此時兩條細繩套的方向.4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的示數(shù)F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形,過O點畫平行四邊形的對角線,此對角線即為合力F的圖示.5.只用一只彈簧秤鉤住細繩套,把橡皮條的結(jié)點拉到第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物

8、理物理同樣的位置O,記下彈簧秤的示數(shù)F和細繩的方向,用刻度尺從O點按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力F的圖示.6.比較一下,F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向.7.改變 兩個力F1與F2的大小和夾角,重復(fù)實驗兩次.(五)操作技巧及注意事項1.正確使用彈簧測力計第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(1)彈簧測力計的選取方法是:將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤水平對拉,若兩只彈簧在對拉過程中,讀數(shù)相同,則可選;若讀數(shù)不同,應(yīng)另換,直至相同為止.(2)彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用.(3)使用前要檢查指針是否指在零刻度線上,否則應(yīng)校正

9、零位(無法校正的要記錄下零誤差).(4)被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致,拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(5)讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度.2.實驗注意事項(1)不要直接以橡皮條端點為結(jié)點,可拴一短細繩連兩細繩套,以三繩交點為結(jié)點,應(yīng)使結(jié)點小些,以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點O的位置.(2)在同一次實驗中,使橡皮條拉長時結(jié)點O的位置一定要相同.(3)不要用老化的橡皮條,檢查方法是用一個彈簧拉橡皮條,要反復(fù)做幾次,使橡皮條拉到相同的長度看彈簧第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理讀數(shù)有無變化.(4

10、)細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些,便于確定力的方向,不要直接沿細繩套的方向畫直線,應(yīng)在細繩套末端用鉛筆畫一個點,去掉細繩套后,再將所標(biāo)點與O點連成直線確定力的方向.(5)在同一次實驗中,畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同,并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度,使所作力的圖示稍大一些.(六)誤差分析1.彈簧秤使用前沒調(diào)零會造成系統(tǒng)誤差. 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理2.使用中,彈簧秤的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧秤外殼和紙面之間有摩擦力存在會造成系統(tǒng)誤差. 3.兩次測量拉力時,橡皮筋的結(jié)點O沒有拉到同一點會造成偶然誤差. 4.在應(yīng)用平行四邊形定則作圖時,F1、F2及合力F作圖不

11、準(zhǔn)確.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理核心突圍技能聚合一、探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系在物理學(xué)中經(jīng)常用圖象處理物理問題,應(yīng)用圖象的好處是直觀、方便.根據(jù)已知數(shù)據(jù)選擇坐標(biāo)軸的標(biāo)度是作好圖象的關(guān)鍵.作圖象的方法是：用平滑的曲線（或直線）將坐標(biāo)紙上的各點連接起來，若是直線，應(yīng)使各點均勻分布于直線上或直線兩側(cè)，偏離直線太大的點應(yīng)舍棄，有時可以通過改變物理量的方法，把曲線變?yōu)橹本€，使圖象更直觀.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理典例1 下表是某同學(xué)為“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”所測得的幾組數(shù)據(jù).彈力F/N0.51.01.52.

12、02.5伸長x/cm 2.65.07.29.812.4第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(1)請你在圖甲所示的坐標(biāo)紙上作出F-x圖線.甲(2)寫出圖線所代表的函數(shù)式(x以m為單位): .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(3)寫出函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義: .(4)若彈簧的原長為40 cm,并且以彈簧的總長度L為自變量,寫出函數(shù)表達式(以N和m為單位): .【名師點金】F-x圖線應(yīng)為過原點的一條直線,所以作圖時應(yīng)用直線將所描各點連接起來,連接時應(yīng)使盡可能多的點落在這條直線上,不在這條直線上的點應(yīng)均勻地分布在直線的

13、兩側(cè).圖線的斜率表示彈簧的勁度第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理系數(shù).【規(guī)范全解】(1)將x軸每一小格取為1 cm,y軸每一小格取為0.25 N,將各點描到坐標(biāo)紙上,并連成直線,如圖乙所示.乙(2)由圖象得F=20 x.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(3)函數(shù)表達式中的常數(shù)表示該彈簧每伸長(或壓縮)1 m,其彈力增大20 N.(4)函數(shù)表達式為:F=20(L-0.4).【答案】(1)如圖乙所示 (2)F=20 x(3)該彈簧每伸長(或壓縮)1 m,其彈力增大20 N(4)F=20(L-0.4)第二單元第二單元

14、第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理變式 在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中,將彈簧水平放置測出其自然長度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖所示,由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 .圖線不過原點的原因是 .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理簧有自重.【答案】200 N/m彈簧有自重【解析】由F=kx+C可知,圖象的斜率表示勁度系數(shù),可求出勁度系數(shù)k=200 N/m,圖象不過原點是因為彈第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書

15、高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理典例2 將橡皮條的一端固定在A點,另一端拴上兩根細繩,每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計,沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計.當(dāng)橡皮條的活動端拉到O點時,兩根細繩相互垂直,如圖甲所示,這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出.二、驗證力的平行四邊形定則第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理甲乙(1)由圖甲可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理 N和 N(只需精確到0.1 N).(2)在圖乙的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力.【

16、名師點金】(1)讀彈簧測力計示數(shù)時,應(yīng)注意首先找零刻度,尤其是豎直放置的那個彈簧測力計是倒置的,它的零刻度在下方.(2)作圖時要首先定好標(biāo)度,先畫出兩個力的圖示,再根據(jù)力的平行四邊形定則作出合力.【規(guī)范全解】從題可知,彈簧秤最小分度為0.1 N,因此,豎直向下的彈簧秤示數(shù)為2.5 N,水平向右的彈簧秤第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理示數(shù)為4.0 N.【答案】(1)2.5 4.0 (2)如圖丙所示丙第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理1.某同學(xué)利用下列器材,設(shè)計實驗來驗證力的平行四邊形定則.器材:三根完全相同的輕質(zhì)彈

17、簧(每根彈簧的兩端均接有適當(dāng)長度的細繩套),幾個小重物,一把刻度尺,一塊三角板,一支鉛筆,一張白紙,幾枚釘子.實驗步驟:第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(1)三根彈簧對結(jié)點O的拉力之比F1 F2 F3= .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(2)若釘子位置固定,利用上述器材,改變條件再次驗證,可采用的辦法是 .(3)分析本實驗的誤差來源可能是 .(寫出其中一點即可)【解析】(1)由胡克定律知彈簧的彈力與形變量成正比,故三根彈簧對結(jié)點O的拉力

18、之比F1 F2 F3=(L1-L0) (L2-L0) (L3-L0).(2)可換不同重量的小重物進行再實驗.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(3)誤差來源可能有:彈簧自身的重量對實驗影響較大;記錄O、L0、L1、L2、L3及彈簧的方向時產(chǎn)生誤差(或白紙未被完全固定等).【答案】(1)(L1-L0) (L2-L0) (L3-L0)(2)換不同重量的小重物(3)彈簧自身的重量對實驗影響較大(或記錄O、L0、L1、L2、L3及彈簧的方向時產(chǎn)生誤差,或白紙未被完全固定等)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理2.在探究求合力

19、的方法時,先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細繩.實驗時,需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條.(1)實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中,下列哪些說法是正確的 (填字母代號).A.將橡皮條拉伸相同長度即可B.將橡皮條沿相同方向拉到相同長度第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度D.將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置(2)同學(xué)們在操作過程中有如下議論,其中對減小實驗誤差有益的說法是 (填字母代號).A.兩細繩必須等長B.彈簧秤、細繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行

20、C.用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理D.拉橡皮條的細繩要長些,標(biāo)記同一細繩方向的兩點要遠些【解析】(1)合力與分力為等效替代關(guān)系,實驗中力的效果是使橡皮條發(fā)生形變,兩次橡皮條形變大小和方向相同則效果相同,所以B、D正確.(2)實驗中細繩的作用是用來確定彈簧秤的拉力方向,兩繩是否等長不會影響測量結(jié)果,所以A錯誤;只有彈簧秤、細繩、橡皮條與木板平行,才能保證兩次的效果相同,以減小測量誤差,B正確;用兩彈簧秤同時拉細繩時,第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理要求兩彈簧秤示數(shù)

21、不要太大(以防合力大于彈簧秤量程),也不要太小(減小相對誤差),對二者示數(shù)之差無特別要求,故C錯誤;通過細繩記錄力的方向時,不可避免地存在誤差,兩標(biāo)記點適當(dāng)遠些,可減小方向誤差,D正確.【答案】(1)BD (2)BD第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理3.某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”.彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結(jié)點O靜止在某位置.分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向.(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖

22、中A的示數(shù)為 N.(2)下列不必要的實驗要求是 .(請?zhí)顚戇x項對第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理應(yīng)的字母).A.應(yīng)測量重物M所受的重力B.彈簧測力計應(yīng)在使用前校零C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行D.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置(3)某次實驗中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,請您提出兩個解決辦法.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理【解析】(2)本實驗由于重物的重力一定,只要保證結(jié)點O處于靜止即可,不需要靜止在同一位置.【答案】(1)3.6(2)D(3)改變彈簧測力計B拉力的大小;減小

23、重物M的質(zhì)量(或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計,改變彈簧測力計B拉力的方向等)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理4.小明同學(xué)在實驗室探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的探究過程是:【猜想與假設(shè)】彈簧彈力和彈簧伸長量成正比關(guān)系. 【設(shè)計與進行實驗】(1)設(shè)計如圖甲所示的實驗裝置進行實驗;(2)在彈簧下端掛上鉤碼,當(dāng)分別懸掛10 g、20 g 鉤碼時,記下指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度;(3)將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中;甲第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(4)整理器材,進行實驗數(shù)據(jù)分析并得出結(jié)論. 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)

24、用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理【交流與評估】小明同學(xué)將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中(重力加速度g=9.8 m/s2 )(1)請說明小明結(jié)論錯誤的原因: .(2)這個實驗小明同學(xué)在【設(shè)計與進行實驗】中的設(shè)計方案上還存在的不足之處是: .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理減去彈簧的原長,另外,實驗時應(yīng)在彈簧彈性限度內(nèi)多做幾組實驗,才能得出規(guī)律.【答案】(1)x-m圖象的縱坐標(biāo)不是彈簧伸長量(2)以三組測量數(shù)據(jù)不能得出普遍性物理規(guī)律,實驗方案中應(yīng)設(shè)計多測幾組數(shù)據(jù),并換用另外的彈簧多進行幾次實驗【解析】彈簧伸長量等于彈簧掛鉤碼時的實際長度第二單元第二單元 第五講第五講高

25、考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理基礎(chǔ)角度思路第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理1.(基礎(chǔ)再現(xiàn))(6分)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗中,以下說法正確的是( )A.彈簧被拉伸時,不能超過它的彈性限度B.用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力,應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C.用刻度尺測量彈簧的長度即為彈簧的伸長量D.用幾個不同的彈簧 ,分別測出幾組拉力與伸長量,得出拉力與伸長量之比相等第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理【解析】彈簧的伸長量是指彈簧伸長后的長度減去彈簧的原長,故C錯誤;做實驗時要用同一個彈簧

26、來測量,故D錯誤,所以正確選項為A、B.【答案】AB第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理2.(基礎(chǔ)再現(xiàn))(6分)如圖甲所示,在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,橡皮條一端固定于P點,另一端連接兩個彈簧秤,分別用力F1與F2拉兩個彈簧秤,使結(jié)點拉至O點.若要結(jié)點始終在O點,但使力F2大小不變地沿順時針轉(zhuǎn)過某一小角度,相應(yīng)的F1的大小及圖中角的變化可能的是( )甲A.增大F1的同時增大角B.增大F1的同時保持角不變C.增大F1的同時減小角D.減小F1的同時減小角第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理【解析】以結(jié)點O為研究對象

27、,結(jié)點O受OP的拉力F、F1、F2三個力的作用而處于平衡狀態(tài),由于OP的拉力F不變,因此F1、F2的合力始終不變,且恒為F,作出F2沿順時針方向轉(zhuǎn)動某一小角度的矢量三角形,如圖乙所示,由該圖可得出A、B、C均正確.【答案】ABC乙第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理3.(視角拓展)(6分)某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關(guān)系如圖所示，則由圖線可知：(1)彈簧的勁度系數(shù)為 .(2)彈簧的彈力為5 N時彈簧的長度為 .【解析】彈力為零時,對應(yīng)的彈簧長度就是彈簧的原長,故彈簧原長為10 cm,當(dāng)彈簧伸長5 cm時彈力大小第

28、二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理為10 N,所以彈簧的勁度系數(shù)k= =200 N/m.當(dāng)彈力為5 N時,彈簧的形變量x=2.5 cm.彈簧可能處于壓縮狀態(tài),也可能處于拉伸狀態(tài),所以彈簧長度可能是7.5 cm,也可能是12.5 cm.【答案】(1)200 N/m (3分)(2)12.5 cm或7.5 cm (3分)10N5cmFk第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理4.(基礎(chǔ)再現(xiàn))(10分)如圖所示,在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中,用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩另一端系著

29、繩套B、C(用來連接彈簧測力計).其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(1)在實驗中,如果另外用一根橡皮筋替換細繩,其他步驟沒有改變,那么實驗結(jié)果 (填“會”或“不第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理會”)發(fā)生變化.(2)本實驗采用的科學(xué)方法是 .A.理想實驗法 B.控制變量法C.等效替代法 D.建立物理模型法【解析】(1)橡皮筋替換細繩,所起的作用是不變的,故不影響結(jié)果.(2)本實驗第一次用兩個彈簧拉橡皮筋,第二次用一個彈簧拉橡皮筋,并且拉伸到用一個

30、位置,故是一種等效第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理替代法.【答案】(1)不會 (6分) (2)C (4分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理5.(基礎(chǔ)再現(xiàn))(10分)圖甲為“探究求合力的方法”的實驗裝置.(1)下列說法中正確的是 .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理A.在測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中,橡皮條結(jié)點O的位置不能變化B.彈簧測力計拉細線時,拉力方向必須豎直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計的量程D.為減小測量誤差,F1、F2方向間夾角

31、應(yīng)為90(2)彈簧測力計的指針如圖乙所示,由圖可知拉力的大小為 N.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理不影響細線對O點的拉力方向,故B錯,實驗中兩線夾角只要不太大或太小都是可以的,故D錯.(2)彈簧測力計最小刻度是0.1 N,讀數(shù)時可估讀到一位,故拉力大小為4.00 N.【答案】(1)AC (5分) (2)4.00 (5分)【解析】(1)細線通過定滑輪后,測力計拉細線的方向第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理6.(高度提升)(10分)17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn):在彈性限度內(nèi),彈簧的形變量與彈力成正比.這就是著名的胡

32、克定律.受此啟發(fā),一組同學(xué)研究“金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系”的探究過程如下:A.有同學(xué)認為:橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi),其伸長量與拉力成正比,與截面半徑成反比.B.他們準(zhǔn)備選用一些由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材作為研究對象,用測距儀、傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律,以驗證假設(shè).第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理C.通過實驗取得如下數(shù)據(jù):長度伸長拉力直徑250 N500 N750 N1000 N1 mm2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm2 mm2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 m

33、m3.2 mm1 mm3.57 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mm第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理D.同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后,對他們的假設(shè)進行了補充完善. (1)上述科學(xué)探究活動中,屬于“制定計劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是 、 .(2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確?若有錯誤或不足,請給予修正.【解析】(1)確定研究對象、選取實驗器材屬“制定計劃”,故B屬于“制定計劃”;實驗過程和測量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)”,此過程對應(yīng)C.研究伸長量x與拉力F第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理、

34、長度L、直徑D的關(guān)系時,采用控制變量法,比如長度、直徑不變,再研究伸長量與力的關(guān)系,這種方法稱為控制變量法,這是物理實驗中的一個重要研究方法.(2)他們的假設(shè)不是全部正確.在彈性限度內(nèi),金屬絲的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比.【答案】(1)BC (每空2分) (2)見解析 (6分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理7.(高度提升)(12分)在探究“彈簧彈力與伸長量的關(guān)系”實驗中,在懸掛的彈簧下面加掛鉤碼,使彈簧逐漸伸長,得到以下數(shù)據(jù):鉤碼個數(shù)123456彈簧彈力F/N0.501.001.502.002.503.00彈簧

35、伸長x/cm1.202.413.604.796.017.19第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(1)由數(shù)據(jù)在如圖甲所示的坐標(biāo)系中畫出F-x圖象.甲(2)由此可得出的結(jié)論是 .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(3)彈簧的勁度系數(shù)k= N/m.【解析】(1)由表中數(shù)據(jù)描點,然后使盡可能多的點在連線上,如圖乙所示.(2)由(1)中所畫出的圖象可知,彈簧的伸長量與彈力成正比.(3)由F=kx可得k=41.7 N/m.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理乙(2)在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長

36、量與彈力成正比 (4分)(3)41.7 (4分)【答案】(1)如圖乙所示 (4分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理8.(高度提升)(12分)某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究彈力和彈簧伸長量關(guān)系”的實驗.他先測出不掛砝碼時彈簧的長度,然后下端掛上砝碼,并逐個增加砝碼,測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,所得數(shù)據(jù)列表如下:(重力加速度g=9.8 m/s2)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理乙(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù),在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度

37、x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理 N范圍內(nèi)彈力的大小與彈簧伸長量的關(guān)系滿足胡克定律.這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為 N/m.(2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷,在 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理丙(2)從描點得到的圖象看,當(dāng)砝碼超過500 g后,開始彎曲,【解析】(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點,按照各點的分布走向作出如圖丙所示的圖象.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理即超過了彈性限度,在這之前才滿足胡克定律.F=0.59.8 N=4.9 N所以在04.

38、9 N內(nèi)滿足胡克定律根據(jù)圖線的物理意義需要換算單位,很麻煩,我們就以彈力F=4.9 N時,彈簧的伸長量x=(34.60-15.00)10-2 m得k= N/m=25 N/m.【答案】(1)如圖丙所示 (3分) (2)04.9 (3分) 25 (6分)Fx4.90.196第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理9.(高度提升)(12分)如圖所示,某小組同學(xué)利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解,A、B為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負,A連接質(zhì)量不計的細繩,可沿固定的板做圓弧形移動,B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長0.3

39、m的桿,將細繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架,保持桿的水平方向,按如下步驟操作:測量繩子與水平桿的夾角AOB=對兩個傳感器進行調(diào)零第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理用另一繩在O點懸掛一個鉤碼,記錄兩個傳感器讀數(shù)取下鉤碼,移動傳感器A改變角重復(fù)上述實驗步驟,得到如下表格:F1/N1.0010.5801.002F2/N-0.868-0.2910.8653060150第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理(1)根據(jù)表格,A傳感器對應(yīng)表中的力 (選填“F1”或“F2”),鉤碼質(zhì)量為 kg(保留1位有效數(shù)字).(2)本實驗中多次對傳感器進行調(diào)零,對此操作說明正確的是( )A.因為事先忘記了調(diào)零B.何時調(diào)零對實驗結(jié)果沒有影響C.為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)用書物理物理D.可以完全消除實驗的誤差【解析】(1)A傳感器中的力均為正值,故A傳感器對應(yīng)的是表中力F1,平衡時,mg=F1sin ,當(dāng)=30時,F1=1.001 N,可求得m=0.05 kg.(2)在掛鉤碼之前,對傳感器進行調(diào)零,目的是為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響,故C正確.【答案】(1)F1 0.05 (每空4分) (2)C (4分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復(fù)習(xí)用書高考第一輪復(fù)習(xí)