高考物理大一轮复习 第二章 第5讲 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系课件.ppt

物体间的相互作用 第二章 第5讲实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系 一 实验目的探究弹力与弹簧伸长的定量关系 二 实验原理 如图2 5 1所示 弹簧在下端悬挂钩码时会伸长 平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等 弹簧的伸长量可用直尺测出 多测几组数据 用列表或作图的方法探究弹力和弹簧伸长的定量关系 三 实验仪器不同的轻弹簧多根 直尺 钩码 一盒 细绳 铁架台 三角板 坐标纸 重垂线等 四 实验步骤弹簧的弹力用f来表示 弹簧原长 自然长度 用l0来表示 弹簧现长用l来表示 弹簧的伸长量用x来表示 则x l l0 1 用直尺测出弹簧的原长l0 2 将弹簧一端固定 另一端挂上钩码 待弹簧平衡后 记录下弹簧的长度及钩码的重量 然后改变钩码的质量 再读出几组数据 3 将数据记录在表格中 弹簧原长l0 cm 4 建立直角坐标系 以横坐标表示弹簧的伸长量x 以纵坐标表示弹簧弹力的大小f 根据测量数据画出f x图象 如图2 5 2所示 f x图象的斜率的物理意义为弹簧的劲度系数k 第一象限的图象表示拉伸弹簧时弹力与弹簧伸长量的关系 第三象限的图象表示压缩弹簧时弹力与弹簧压缩量的关系 5 得出实验结论 在弹性限度内 弹簧的弹力f和弹簧的形变量x成正比 即f kx 这就是胡克定律 其中x为弹簧伸长或缩短的长度 弹簧的形变量 k为弹簧的劲度系数 五 注意事项1 给弹簧施加的拉力不要太大 以免弹簧被过分拉伸 超出它的弹性限度 2 测量弹簧长度时 不要用手拉弹簧 在弹簧自然竖直状态去测量 六 误差分析1 所挂钩码不要过重 以免弹簧被过分拉伸 超出它的弹性限度 要注意观察 适可而止 2 每次所挂钩码的质量差适当大一些 从而使坐标点的间距尽可能大 这样作出的图线准确度更高一些 3 测弹簧长度时 一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量 以免增大误差 4 描点画线时 所描的点不一定都落在一条直线上 但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧 5 记录实验数据时要注意弹力 弹簧的原长l0 总长l及弹簧伸长量的对应关系及单位 6 坐标轴的标度要适中 跟踪训练 1 多选 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验中 下列说法正确的是 a 弹簧被拉伸时 不能超出它的弹性限度b 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力 应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态c 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量d 用几个不同的弹簧 分别测出几组拉力与伸长量 得出拉力与伸长量之比相等 答案 ab 解析 本实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象 在弹性限度内通过增减钩码的数目 以改变对弹簧的拉力 来探究弹力与弹簧伸长的关系 所以选项a b正确 2 单选 某同学做 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验时 他先把弹簧放在桌面上使其自然伸长 用直尺测出弹簧的原长l0 再把弹簧竖直悬挂起来 挂上钩码测出弹簧伸长后的长度l 把l l0作为弹簧的伸长量x 由于弹簧自身重力的影响 最后画出图线的可能是 答案 c 解析 考虑弹簧自身重力的影响 当不挂钩码时 弹簧的伸长量x 0 所以选项c正确 探究弹力与弹簧伸长关系的实验方法 c 将铁架台固定于桌子上 并将弹簧的一端系于横梁上 在弹簧附近竖直固定一刻度尺d 依次在弹簧下端挂上1个 2个 3个 4个 钩码 并分别记下钩码静止时 弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内 然后取下钩码e 以弹簧伸长量为自变量 写出弹力与弹簧伸长量的关系式f 解释函数表达式中常数的物理意义 2 这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测得的几组数据在图2 5 3中已描出 在图中的坐标系中作f x的图线 写出曲线的函数表达式 x用cm作单位 一题一得图象法处理数据要注意 1 建立坐标系 标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位 2 标度 标度要适当 让所得到的图线布满整个坐标系 3 描点 描点时要留下痕迹 4 连线 让尽可能多的点落在同一直线上 让其余的点落在直线的两侧 误差较大的点舍弃 5 根据图象得出结论 要理解图象的斜率 截距所代表的物理意义 2015年揭阳段考 某同学利用如图2 5 5甲所示装置做 探究弹簧弹力大小与其长度的关系 实验 1 在安装刻度尺时 必须使刻度尺保持 状态 2 他通过实验得到如图乙所示的弹力大小f与弹簧长度x的关系图线 由此图线可