探究弹力和弹簧伸长关系

1、基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练第第4讲实验二探究弹力和弹簧伸长的关系讲实验二探究弹力和弹簧伸长的关系基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练 注意事项注意事项1安装实验装置：安装实验装置：要要保持刻度尺竖直并靠近弹簧保持刻度尺竖直并靠近弹簧2不要超过弹性限度：不要超过弹性限度：实验实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度以免超过弹簧的弹性

2、限度3尽量多测几组：尽量多测几组：要要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据据4观察所描点的走向：观察所描点的走向：不不要画折线要画折线5统一单位：统一单位：记记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位关系及单位基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练 误差分析误差分析1钩钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差2画图时描点及连线不准确也会带来误差画图时描点及连线不准确也会带来误差基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦

3、拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练热点实验原理及数据处理热点实验原理及数据处理【典例【典例1】 (2012广东卷，广东卷，34(2)某某同学探究弹力与弹簧伸长同学探究弹力与弹簧伸长量的关系量的关系将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向方向(填填“水平水平”或或“竖直竖直”)弹簧自然悬挂，待弹簧弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为时，长度记为L0；弹；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增；在砝码盘中每次增加加10 g砝码，弹簧长度依次记为砝码

4、，弹簧长度依次记为L1至至L6.数据如下表数据如下表.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练表中有一个数值记录不规范，代表符号为表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可由表可知所用刻度尺的最小分度为知所用刻度尺的最小分度为_图图2-4-1是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与横轴是弹簧长度与_的差值的差值(填填“L0”或或“Lx”)代表代表符号符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值数值(cm)25.3527.35 29.3531.3033.4 35.3537.4

5、039.30基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练图图2-4-1由图可知弹簧的劲度系数为由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可；通过图和表可知砝码盘的质量为知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字，重结果保留两位有效数字，重力加速度取力加速度取9.8 m/s2)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练解析解析为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向弹簧静止时

6、，记录原长弹簧静止时，记录原长L0；表中的数据；表中的数据L3与其他数据有效与其他数据有效位数不同，所以数据位数不同，所以数据L3不规范，标准数据应读至不规范，标准数据应读至cm位的后两位的后两位，最后一位应为估计值，精确至位，最后一位应为估计值，精确至mm位，所以刻度尺的最位，所以刻度尺的最小分度为小分度为1 mm.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练答案答案竖竖直直静止静止L31 mmLx4.910基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练处理实验数据的方法处理实验数据的方法1

7、图象法：图象法：根根据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点，以弹簧的弹力描点，以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的伸长量为纵轴，弹簧的伸长量x为横轴，为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的直线根据描点的情况，作出一条经过原点的直线2列表法：列表法：将将实验数据填入表中，研究测量的数据，可发实验数据填入表中，研究测量的数据，可发现在实验误差允许的范围内，现在实验误差允许的范围内， 弹力与弹簧伸长量的比值弹力与弹簧伸长量的比值是一常数是一常数3函数法：函数法：根根据实验数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数据实验数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数关系关系基本实验要求基

8、本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练【变式跟踪【变式跟踪1】 (2011安徽卷，安徽卷，21(1)为为了测量某一弹簧的劲了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码质量量的砝码实验测出了砝码质量m与弹簧长度与弹簧长度l的相应数的相应数据，其对应点已在图据，其对应点已在图2-4-2中标出中标出(g9.8 m/s2)作出作出ml的关系图线；的关系图线；弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为_N/m.图图2-4-2基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新

9、实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练答案答案如图所示如图所示0.259(0.2480.262)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练【典例【典例2】 (2013丽水模拟丽水模拟)某某同学在研究性学习中，利用所同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为度为h0.25 m、且开口向右的小筒中、且开口向右的小筒中(没有外力作用时没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内弹簧的另一端位于筒内)，如图，如图2-4-3甲所示，如果本实甲所示，如果本实验的长度测量工具只能

10、测量出距筒口右端弹簧的长度验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过和弹簧的劲度系数，该同学通过改变挂钩码的个数来改变改变挂钩码的个数来改变l，作出，作出Fl变化的图线如图乙所变化的图线如图乙所示示基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练图图2-4-3(1)由此图线可得出的结论是由此图线可得出的结论是_；(2)弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为_ N/m，弹簧的原长，弹簧的原长l0_ m；(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，该同学实验时，把弹簧水

11、平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：优点在于：_；缺点在于：缺点在于：_.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练解析解析(1)在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比(2)由由Fkx和由乙图可知：和由乙图可知：(3010)k20102所以所以k100 N/m，由乙图可知由乙图可知F20 N时，时，l10 cm0.1 m，所以所以20k(0.10.25l0)，即即l00.15 m.(3)避免弹簧自身重力对实验的影响，弹簧与筒及绳子与滑轮避免弹簧自身重力对实验的影响，弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成

12、的实验误差间存在的摩擦造成的实验误差答案答案见解析见解析基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练挂在橡皮绳下挂在橡皮绳下端的钩码个数端的钩码个数橡皮绳下端的坐标橡皮绳下端的坐标(Xi/mm)甲甲乙乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练(1)同一橡皮绳的同一

13、橡皮绳的X加加i_X减减i(填填“大于大于”或或“小于小于”)(2)_同学的数据更符合实验要求同学的数据更符合实验要求(填填“甲甲”或或“乙乙”)(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)(4)为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？哪些？解析解析(1)因为橡皮绳在伸长后不能完全恢复到原来的长度，因为橡皮绳在伸长后不能完全恢复到原来的长度，所以同一橡皮绳的所以同一橡皮绳的X加加i小于小于X减减i.(2)由于橡皮绳的伸长与拉力大小由于橡皮绳的伸长与拉力大小(钩码个数钩码个

14、数)成正比，橡皮绳成正比，橡皮绳下端坐标下端坐标(橡皮绳长度橡皮绳长度)应随钩码个数的增加线性增加，即每应随钩码个数的增加线性增加，即每增加一个钩码，橡皮绳下端坐标值的增加相同，从增加一个钩码，橡皮绳下端坐标值的增加相同，从表中数据可以看出，乙同学的测量数据较符合这一要求表中数据可以看出，乙同学的测量数据较符合这一要求基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练(3)由所给数据得改变量如下表所示由所给数据得改变量如下表所示.挂在橡皮绳下挂在橡皮绳下端的钩码个数端的钩码个数改变量改变量(XiX1)/mm甲甲乙乙100230.215.5367.5

15、30.04118.547.75178.064.86245.584.5基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练因甲同学所用橡皮绳已超过了弹性限度，故应选用乙同学数因甲同学所用橡皮绳已超过了弹性限度，故应选用乙同学数据作图以乙同学数据作图得据作图以乙同学数据作图得由图可得由图可得k乙乙5770 N/m(4)尽可能使弹簧的伸长量在弹性限度内，同时有足够大的伸尽可能使弹簧的伸长量在弹性限度内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差长量，以减小长度测量的误差答案答案(1)小于小于(2)乙乙(3)5770 N/m(4)见解析见解析基本实验要求基本

16、实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练预测高考命题视角预测高考命题视角以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特点点视角视角1可能对实验方案进行改进可能对实验方案进行改进将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑的杠杆，在水平方向将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑的杠杆，在水平方向做实验做实验(如典例如典例2)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验随堂基础演练随堂基础演练视角视角2对实验器材的改进对实验器材的改进利用计算机及传感器技术，将弹利用计算机及传感器技术，将弹簧水平