2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第二章實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件

實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系一、基本原理與操作二、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)時要注意彈力與彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位.三、誤差分析1.鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長度測量不準(zhǔn)確會帶來誤差.2.畫圖時描點及連線不準(zhǔn)確也會帶來誤差.考點實驗原理與操作

【典題1】(2020

年河北五校聯(lián)考)某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實驗時，安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻度與輕質(zhì)彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧的長度為l1，如圖S2-1甲所示.甲乙丙

圖S2-1 (1)圖乙是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大圖，則l1＝________cm.

(2)在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同的鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個鉤碼的質(zhì)量是100g，當(dāng)彈簧下端掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2＝________N.(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2)

(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Δl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_______________________________________.答案：(1)25.45

(2)2

(3)彈簧超過彈性限度創(chuàng)新角度實驗裝置圖創(chuàng)新解讀實驗原理創(chuàng)新1.彈簧水平放置，消除彈簧自身重力對實驗的影響.2.改變彈簧的固定方式，研究彈簧彈力大小與壓縮量之間的大小關(guān)系創(chuàng)新角度實驗裝置圖創(chuàng)新解讀實驗器材創(chuàng)新1.用橡皮筋代替彈簧做實驗.2.拉力傳感器顯示的拉力F與橡皮筋的彈力并不相等，僅為橡皮筋彈力在水平方向的分力(續(xù)表)創(chuàng)新角度實驗裝置圖創(chuàng)新解讀實驗過程創(chuàng)新1.利用固定在彈簧上的7個指針，探究彈簧的勁度系數(shù)k與彈簧長度的關(guān)系.2.利用“化曲為直”的思想，將探究勁度系數(shù)k與彈簧圈數(shù)

的關(guān)系，轉(zhuǎn)化為探究

與n的

關(guān)系(續(xù)表)

【典題2】如圖

S2-2甲，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤：一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置，簡化為圖中的指針.現(xiàn)要測量圖甲中彈簧的勁度系數(shù)，當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標(biāo)，使其零刻度線對準(zhǔn)指針，此時標(biāo)尺讀數(shù)為1.950cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，移動游標(biāo)，再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為________cm.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留三位有效數(shù)字).甲乙圖S2-2律，F(xiàn)＝kx，解得此彈簧的勁度系數(shù)k＝

解析：實驗所用的游標(biāo)卡尺精度為0.05mm，游標(biāo)卡尺上游標(biāo)第15條刻度線與主尺刻度線對齊，根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，圖乙所示的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3.7cm＋15×0.05mm＝3.7cm＋0.075cm＝3.775cm.

托盤中放有質(zhì)量為m＝0.100kg的砝碼時，彈簧受到的拉力F＝mg＝0.100×9.8N＝0.980N，彈簧伸長x＝3.775cm－1.950cm＝1.825cm＝0.01825m，根據(jù)胡克定F x≈53.7N/m.答案：3.77553.7方法技巧重物的重力等于彈簧的彈力時，為消除誤差的影響，需要將彈簧豎直懸掛時的長度作為原長，同理，砝碼的重力等于彈簧的彈力時，為消除誤差的影響，需要將彈簧掛砝碼盤時的長度作為原長.

【遷移拓展】(2020年廣東廣州模擬)某同學(xué)用圖S2-3甲所示裝置“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”.彈簧的上端固定在鐵架臺支架上，彈簧的下端固定一水平紙片(彈簧和紙片重力均忽略不計)，激光測距儀可測量地面至水平紙片的豎直距離h.

(1)該同學(xué)在彈簧下端逐一增掛鉤碼，每增掛一個鉤碼，待彈簧__________時，記錄所掛鉤碼的重力和對應(yīng)的h.甲乙

圖S2-3 (2)根據(jù)實驗記錄數(shù)據(jù)作出h隨彈簧彈力F變化的圖線如圖乙所示，可得未掛鉤碼時水平紙片到地面的豎直距離h0＝________cm，彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(結(jié)果都保留到小數(shù)點后一位)k＝（120.0－110.0）×10－2

解析：(1)該同學(xué)在彈簧下端逐一增掛鉤碼，每增掛一個鉤碼，待彈簧靜止時，此時彈力與重力大小相等，記錄所掛鉤碼的重力和對應(yīng)的h. (2)由圖可知，當(dāng)F＝0時h0＝120.0cm，即為未掛鉤碼時水平紙片到地面的豎直距離，由胡克定律可得ΔF＝kΔh，即圖像斜率絕對值的倒數(shù)表示彈簧勁度系數(shù)，則有3.13N