高三第一轮复习第2章第3讲《实验(一)探究弹力与弹簧伸长量的关系、实验(二)验证力的平行四边形定则》

1、物体间的相互作用物体间的相互作用第二章第二章第一部分同步复习讲练第一部分同步复习讲练第第3讲实验讲实验(一一)探究弹力与弹簧伸探究弹力与弹簧伸长量的关系长量的关系实验实验(二二)验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 第二章第二章考考 点点 体体 验验题题 型型 突突 破破学科特色素养学科特色素养课课 时时 作作 业业2341考考 点点 体体 验验实验目的实验目的1 1探究弹力与弹簧伸长的定量关系。探究弹力与弹簧伸长的定量关系。2 2学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。实验原理实验原理1 1如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹

2、如图所示，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。簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。探究弹力与弹簧伸长量的关系探究弹力与弹簧伸长量的关系 2 2用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x x，建，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F F，以横坐标表示弹簧的伸，以横坐标表示弹簧的伸长量长量x x，在坐标系中描出实验所测得的各组，在坐标系中描出实验所测得的各组( (x x，F F) )对应的点，对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图象，就可探知弹力用平滑的曲线连接起来，根据实验所

3、得的图象，就可探知弹力大小与伸长量的关系。大小与伸长量的关系。实验器材实验器材轻质弹簧轻质弹簧( (一根一根) )，钩码，钩码( (一盒一盒) )，刻度尺，铁架台，重锤线，刻度尺，铁架台，重锤线，坐标纸，三角板。坐标纸，三角板。实验步骤实验步骤1 1如图所示，将铁架台放于桌面上如图所示，将铁架台放于桌面上( (固定好固定好) )，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺( (最小分度为最小分度为mm)mm)固定于铁架台上，并用重锤线检查刻度尺是否固定于铁架台上，并用重锤线检查刻度尺是否竖直。竖直。2 2记下弹簧下端不挂钩码时所

4、对应的刻度记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L L0 0。3 3在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度下端所对应的刻度L L1 1。注意事项注意事项1 1实验过程中，注意拉力不要超过弹簧弹性限度。测量实验过程中，注意拉力不要超过弹簧弹性限度。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。弹簧长度时，不要用手拉弹簧，在弹簧自然竖直状态去测量。2 2强调实验的探索性，即实验前并不知道弹力和弹簧的强调实验的探索性，即实验前并不知道弹力和弹簧的伸长有什么关系，如果是验证性实验，在坐标纸上描点以后所伸长有什么关系，如果是验

5、证性实验，在坐标纸上描点以后所作直线的根据就是所验证的规律，但这是个探索性实验，实验作直线的根据就是所验证的规律，但这是个探索性实验，实验前并不知道这个规律，所以描点以后作的曲线是试探性的，只前并不知道这个规律，所以描点以后作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来拟合这些点。是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来拟合这些点。3 3做出直线之后，要用初中学过的正比例函数做出直线之后，要用初中学过的正比例函数( (一次函数一次函数) )的知识写出直线所代表函数解析式，即写出的知识写出直线所代表函数解析式，即写出F Fkxkx。然后选定。然后选定一组一组F F和和x x，

6、从而确定，从而确定k k的值。但这个实验的重点在于它的探索的值。但这个实验的重点在于它的探索性，比例系数的精确度不是重点。性，比例系数的精确度不是重点。4 4要认识系数要认识系数k k的物理意义，即在伸长量一定时的物理意义，即在伸长量一定时k k越大弹越大弹力也越大，它反映了弹簧的力也越大，它反映了弹簧的“劲度劲度”。5 5使用弹簧的伸长数据时应采用使用弹簧的伸长数据时应采用( (l ll l0 0) )，即弹簧长度变，即弹簧长度变化量。如果实验中不用弹簧的伸长而用弹簧的总长，得到的不化量。如果实验中不用弹簧的伸长而用弹簧的总长，得到的不是正比例函数。是正比例函数。误差分析误差分析1 1本实验

7、误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差。本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差。2 2弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响。弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响。3 3为了减小误差，要尽量多测几组数据。为了减小误差，要尽量多测几组数据。实验目的实验目的验证力的合成的平行四边形定则。验证力的合成的平行四边形定则。实验原理实验原理当两个力共同作用使橡皮条伸长到结点当两个力共同作用使橡皮条伸长到结点O O，一个力作用也，一个力作用也使橡皮条伸长到结点使橡皮条伸长到结点O O时，这一个力就是前两个力的合力。时，这一个力就是前两个力的合力。实验器材实验器材方木板一块，弹簧秤两个，白纸，橡皮

8、条一段，细绳套两方木板一块，弹簧秤两个，白纸，橡皮条一段，细绳套两个，图钉个，图钉( (若干若干) )，三角板，刻度尺，铅笔。，三角板，刻度尺，铅笔。验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 实验步骤实验步骤1 1用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。2 2用图钉把橡皮条一端固定在板上的用图钉把橡皮条一端固定在板上的A A点，用两条细绳套点，用两条细绳套系在橡皮条的另一端。系在橡皮条的另一端。3 3用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置皮条，使橡皮条伸长，

9、结点到达某一位置O O( (如图所示如图所示) )。注意事项注意事项1 1弹簧秤是根据弹簧形变和外力成正比的原理制成的测弹簧秤是根据弹簧形变和外力成正比的原理制成的测量力的仪器。使用前要检查零点，观察测量范围、单位和最小量力的仪器。使用前要检查零点，观察测量范围、单位和最小分度值，并弄清测量时应读到的位数，通常估读到最小分度值分度值，并弄清测量时应读到的位数，通常估读到最小分度值的下一位。测量时要防止摩擦，注意不要超过测量范围。的下一位。测量时要防止摩擦，注意不要超过测量范围。2 2如果使用两个弹簧秤进行实验，在实验中除了应首先如果使用两个弹簧秤进行实验，在实验中除了应首先检查零点外，还需把两

10、个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌上检查零点外，还需把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌上反向拉动，看它们的示数是否总是相同。如果相同，则实验时反向拉动，看它们的示数是否总是相同。如果相同，则实验时就可以同时使用这两个弹簧秤读数；如果不相同，则应只用其就可以同时使用这两个弹簧秤读数；如果不相同，则应只用其中一个弹簧秤进行读数中一个弹簧秤进行读数( (每个分力或合力都用这个弹簧秤读数每个分力或合力都用这个弹簧秤读数) )。3 3本实验操作时应使橡皮条、细绳、弹簧秤都与木板平本实验操作时应使橡皮条、细绳、弹簧秤都与木板平行，以保证它们都在同一个平面上。行，以保证它们都在同一个平面上。4 4要使要使F

11、 F与与F F1 1和和F F2 2的共同作用等效，实验时必须保证橡的共同作用等效，实验时必须保证橡皮条与细绳的结点前后两次停留在同一位置。皮条与细绳的结点前后两次停留在同一位置。5 5这个实验由于仪器和作图等各种原因会产生一定的误这个实验由于仪器和作图等各种原因会产生一定的误差，即用作图法得出的合力差，即用作图法得出的合力F F与与F F不完全一致。如果相对误差不完全一致。如果相对误差在在5%5%以下，则可认为实验是成功的。这里的相对误差是指以下，则可认为实验是成功的。这里的相对误差是指F F与与F F的差值与的差值与F F的比。的比。6 6作图时，应先定出力的单位长度，并将此单位长度标作图

12、时，应先定出力的单位长度，并将此单位长度标注在图上。注在图上。7 7为使橡皮条有明显的伸长，两测力计应有较大的示数，为使橡皮条有明显的伸长，两测力计应有较大的示数，同时合力不至于过小或过大，两测力计所拉线之间的夹角一般同时合力不至于过小或过大，两测力计所拉线之间的夹角一般在在6060120120之间较为合适。之间较为合适。8 8画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。何作图法作出合力。题题 型型 突突 破破命题规律命题

13、规律根据实验结果总结出弹力和弹簧伸长的关系，根据实验结果总结出弹力和弹簧伸长的关系，F Fkxkx。实验中注意事项的考查。实验中注意事项的考查。探究弹力和弹簧伸长量的关系探究弹力和弹簧伸长量的关系 (1)(1)将表中数据补充完整：将表中数据补充完整：_，_。(2)(2)以以n n为横坐标，为横坐标，1/1/k k为纵坐标，在图为纵坐标，在图(b)(b)给出的坐标纸上给出的坐标纸上画出画出1/1/k kn n图象。图象。钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36命题规律命题规律该考点常以选择题或填空题在实验题中出现，该考点常

14、以选择题或填空题在实验题中出现，常以考查实验的基本原理和实验步骤为主。常以考查实验的基本原理和实验步骤为主。验证验证“力的平行四边形定则力的平行四边形定则”的实验探究的实验探究 (2014 (2014江南十校联考江南十校联考)(1)(1)在在“验证二力合成验证二力合成的平行四边形的定则的平行四边形的定则”实验中，我们需要对使用的两只弹簧测实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法力计进行校对，看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是是( () )A A看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产

15、生产B B把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同示数是否完全相同C C把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否相同看两者示数是否相同D D把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同者示数是否完全相同(2)(2)画平行四边形时，夹角大的画出的平行四边形就会准画平行四边形时，夹角大的画出的平行四边形就会准些，但不是夹角越大越好，夹角越大可能使合力越小，作图法些，但不是夹角越大越好，夹角越大可能

16、使合力越小，作图法求得的合力误差会较大，求得的合力误差会较大，A A错误；数据处理时我们需要画出力错误；数据处理时我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但是并非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用一响，但是并非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用一只弹簧测力计拉时，量程不够，只弹簧测力计拉时，量程不够，B B错误；弹簧测力计的外壳与错误；弹簧测力计的外壳与纸面接触没有影响，只要弹簧不与外壳摩擦即可，纸面接触没有影响，只要弹簧不与外壳摩擦即可，C C错误；在错误；在白纸中作图时，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则