高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件

實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系一、基本原理與操作二、注意事項(xiàng)1.安裝實(shí)驗(yàn)裝置：要保持刻度尺豎直并靠近彈簧.2.不要超過(guò)彈性限度：實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超過(guò)彈簧的彈性限度.3.盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)：要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù).4.觀察所描點(diǎn)的走向：不要畫折線.5.統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)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(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確會(huì)帶來(lái)誤差.2.畫圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來(lái)誤差.考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理與操作

【典題1】(2022

年廣東二模)在探究彈簧形變與彈力的關(guān)系時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組把兩根輕彈簧Ⅰ、Ⅱ按如圖S2-1所示的方式連接起來(lái)，在彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA、LB

見(jiàn)下表，g取9.80m/s2.圖S2-1鉤碼數(shù)1234LA/cm15.7619.7723.6727.76LB/cm29.9635.7641.5147.36(1)通過(guò)對(duì)比表中的數(shù)據(jù)可知，彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)_______(填“大于”“小于”或“等于”)彈簧Ⅱ的勁度系數(shù).(2)利用表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出彈簧Ⅰ的原長(zhǎng)為_(kāi)_______cm(結(jié)果保留2位小數(shù)).

(3)掛上一個(gè)鉤碼，待彈簧靜止后，彈簧Ⅰ、Ⅱ的伸長(zhǎng)量之和為_(kāi)_______cm，由此可知，若將彈簧Ⅰ和Ⅱ串聯(lián)起來(lái)視為一個(gè)彈簧，其等效勁度系數(shù)等于________N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

解析：(1)掛上第二個(gè)鉤碼后，彈簧Ⅰ伸長(zhǎng)量ΔxA＝19.77cm－15.76cm＝4.01cm，彈簧Ⅱ伸長(zhǎng)量ΔxB＝35.76cm－29.96cm－ΔxA＝1.79cm，根據(jù)胡克定律，彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)小于彈簧Ⅱ的勁度系數(shù).(2)設(shè)彈簧Ⅰ的原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，則L0＋mg k＝15.76cm，L0＋4mg k＝27.76cm，聯(lián)立得L0＝11.76cm.

(3)掛上一個(gè)鉤碼，待彈簧靜止后，彈簧Ⅰ、Ⅱ的伸長(zhǎng)量之和為Δx＝35.76cm－29.96cm＝5.80cm.由此可知，若將彈簧Ⅰ和Ⅱ答案：(1)小于

(2)11.76

(3)5.808.45創(chuàng)新角度實(shí)驗(yàn)裝置圖創(chuàng)新解讀實(shí)驗(yàn)原理創(chuàng)新1.彈簧水平放置，消除彈簧自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置圖創(chuàng)新解讀實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新1.用橡皮筋代替彈簧做實(shí)驗(yàn).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(shí)驗(yàn)裝置圖創(chuàng)新解讀實(shí)驗(yàn)過(guò)程創(chuàng)新1.利用固定在彈簧上的7個(gè)指針，探究彈簧的勁度系數(shù)k與彈簧長(zhǎng)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】(2022年湖南卷)小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖S2-2所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量.主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖S2-2次序12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長(zhǎng)度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(1)查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g.(2)將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度l，記錄數(shù)據(jù)如下表：(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖S2-3甲上描點(diǎn)，繪制圖線.甲乙圖S2-3

(4)取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm. (5)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為_(kāi)_______g(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).解析：(3)根據(jù)表格標(biāo)點(diǎn)連線如圖D19所示.圖D19

(4)由圖可知刻度尺的分度值為1mm，故讀數(shù)l＝15.35cm. (5)設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為x0，則n1mg＝k(x1－x0)，n2mg＝k(x2－x0)則橡皮筋的勁度系數(shù)為k＝(n2－n1)mg x2－x1從作的l-n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得×6.05×(15.35－9.05)g≈127g.x0＝n2x1－n1x2

n2－n1＝9.05cm設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為m1，則有m1g＝k(l－x0)可得m1＝10 3答案：(3)如圖D19所示.(4)15.35(5)127【遷移拓展】(2023年廣東潮州二模)某實(shí)驗(yàn)小組用橡皮筋探究影響其伸長(zhǎng)量的有關(guān)因素，探究方案如下：

(1)取4根材料、粗細(xì)相同的橡皮筋，其中3根等長(zhǎng)，另一根的長(zhǎng)度只有前三根長(zhǎng)度的一半，將它們按如圖S2-4所示方式懸掛(其中第1組是兩根并用).圖S2-4橡皮筋編號(hào)1234原長(zhǎng)L/cm10.0010.005.0010.00外力F/N1112橡皮筋橫截面積S2111伸長(zhǎng)量ΔL/cm2.515.012.50010.02(2)在每組下端扎線的地方各拴一個(gè)塑料簽，并在支架襯貼的紙上標(biāo)出塑料簽的原始位置O(即橡皮筋的原長(zhǎng)).(3)先分別懸掛100克鉤碼，然后在橡皮筋“2”下加掛100克鉤碼，記下各次標(biāo)簽的位置，測(cè)量結(jié)果如下表(g取10

N/kg)：(4)以上探究過(guò)程使用的實(shí)驗(yàn)方法是__________.(5)伸長(zhǎng)量ΔL在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的是__________(填具體數(shù)據(jù)).(6)根據(jù)上述探究過(guò)程，橡皮筋的伸長(zhǎng)量與相關(guān)因素可能的關(guān)系為_(kāi)_________.

(7)將一原長(zhǎng)為L(zhǎng)的橡皮筋，兩端施加大小為F的拉力時(shí)，橡皮筋伸長(zhǎng)了ΔL；把它從中央剪斷，取其中的一段，給兩端施加2F的拉力，此時(shí)這段橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)__________(不超過(guò)彈性限度).解析：(4)影響橡皮筋伸長(zhǎng)量的因素涉及多個(gè)物理量，應(yīng)使用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

(5)伸長(zhǎng)量ΔL在記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的是2.500cm，應(yīng)該將測(cè)量結(jié)果精確到1mm，再估讀到毫米的下一位，應(yīng)為2.50cm. (6)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，橡皮筋“1、2”原長(zhǎng)相同、受力相同，橫截面積越大伸長(zhǎng)量越小，與橫截面積成反比關(guān)系；橡皮筋“2、3”受力相同，橫截面積相同，原長(zhǎng)越長(zhǎng)伸長(zhǎng)量越大，與原長(zhǎng)成正比關(guān)系；橡皮筋“2、4”原長(zhǎng)相同，橫截面積相同，受力越大伸長(zhǎng)量越大，與力成正比關(guān)系；根據(jù)上述探究過(guò)程，橡皮筋