第2节形变与弹力

1、实验二探究弹力和弹簧伸长的关系01020304备选训练 实验基础梳理 实验热点突破热点一教材原型实验 实验热点突破热点二实验拓展创新 原理装置图操作要领平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等(1)操作：弹簧竖直悬挂，待钩码静止时测出弹簧长度(2)作图：坐标轴标度要适中，单位要标注，连线时要使各数据点均匀分布在直线的两侧，明显偏离曲线的点要舍去实验基础梳理一、基本原理与操作实验基础梳理二、数据处理1图象法：根据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点。以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的伸长量x为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的直线。2列表法：将实验数据填入表中，研究测量的数据，可发现在实验误差允许

2、的范围内，弹力与弹簧伸长量的比值不变。3函数法：根据实验数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数关系。注意事项(1)不要超过弹性限度实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度。(2)尽量多测几组数据要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。(3)观察所描点的走向不要画折线。(4)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。实验基础梳理误差分析1钩码标值不准确，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。 实验热点突破热点一教材原型实验命题角度 实验原理与步骤【例1】如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量

3、的关系。(1)为完成实验，还需要的实验器材有：_。(2)实验中需要测量的物理量有：_。(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m。图线不过原点的原因是_。转到下页弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)200 弹簧自身存在重力刻度尺实验热点突破(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；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把刻度尺；D依次在弹簧下端挂上1个、2个

4、、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。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F解释函数表达式中常数的物理意义；G整理仪器。 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_。转到解析转到上页CBDAEFG 实验热点突破解析(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量。(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)。(3)取图象中(0.5，0)和(3.5，6)两个点，代入Fkx，可得k200 N/m，由于弹簧自身

5、存在重力，使得弹簧不加外力时就有形变量。(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG。答案(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度) (3)200弹簧自身存在重力(4)CBDAEFG转到上页实验热点突破命题角度 数据处理及误差分析【例2】在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中。 (1)某同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是() Aa的原长比b的长 Ba的劲度系数比b的大 Ca的劲度系数比b的小 D测得的弹力与弹簧的长度成正比(2)为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

6、量的钩码。实验测出了钩码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出。作出ml的关系图线。弹簧的劲度系数为_N/m(结果保留3位有效数字)。(3)若悬挂的钩码的质量比所标数值偏小些，则实验测得的弹簧的劲度系数比实际劲度系数偏_。B转到解析0.255(0.2480.262均正确)大实验热点突破转回原题实验热点突破热点二实验拓展创新【例3】(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图 a所示的FL图象，由图象可知：弹簧原长L0_cm，求得弹簧的劲度系数k_N/m。(2)按如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b，则指针所指

7、刻度尺示数为_cm。由此可推测图b中所挂钩码的个数为_个。3.02001.503 转到解析实验热点突破解析(1)由胡克定律Fk(LL0)，结合题图a中数据得L03.0 cm，k200 N/m。(2)由题图b知指针所示刻度为1.50 cm，由Fk(L0L)，可求得此时弹力为F3 N，故所挂钩码的个数为3个。答案(1)3.0200(2)1.503 转回原题备选训练审题视点(1)要让尽可能多的点分布在画出的直线上；不在直线上的点，要尽可能均匀分布在直线两侧；偏离直线较远的点舍去.(2)由F=kx求k.【备选训练1】(2011安徽卷，21(1)为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

8、挂上不同质量的砝码实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图中标出. (g9.8 m/s2)作出ml的关系图线；弹簧的劲度系数为_N/m. 0.259 注意画线方法备选训练【备选训练2】(2016长春质量监测)在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学先按图6对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图7进行探究。在弹簧弹性限度内，将质量为m50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图6、图7中弹簧的长度L1、L2，如下表所示。 (1)已知重力加速度g9.8 m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k_N/m(结果保留两位有效数字)。(2)由表中数据_(填“能”

9、或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数。 49能转到解析钩码个数1234L1/cm30.0031.0432.0533.02L2/cm29.3329.6529.9730.30备选训练转回原题备选训练【备选训练3】某同学探究一条橡皮筋的弹力和伸长量之间的关系，实验时使用了一条拉伸一定长度后粗细会明显变化的橡皮筋。利用弹簧秤测出橡皮筋弹力的大小，利用刻度尺测出橡皮筋的长度。(1)某次测橡皮筋的弹力时，弹簧秤的示数如图甲所示，读数为_N。 (2)该同学根据实验测得的橡皮筋的弹力F与橡皮筋伸长量x的数据作出Fx图象，如图乙所示。从图上可以看出，在弹力较小时，橡皮筋的弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，这时橡皮筋

10、的劲度系数为_N/m。 (3)由图乙可以看出，当拉力较大时，橡皮筋的弹力与伸长量的比值发生了明显的变化，这时拉力越大，橡皮筋越_(填“容易”或“不容易”)发生形变。 1.30转到解析12不容易 备选训练转回原题备选训练【备选训练4】(2017安徽黄山模拟)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。(1)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_方向(填“水平”或“竖直”)。(2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g 砝码，弹簧长度依次记为L1至L6。数据如下表：表中有一个数值记录不规范，代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小分度为_。(3)如图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_的差值(填“L0”或“Lx”