【优化方案】高考物理总复习 第1章 实验二探究弹力和弹簧伸长的关系课件 大纲

实验二探究弹力和弹簧伸长的关系实验二探究弹力和弹簧伸长的关系知识要点归纳过程分析导引实验典例精析知能优化演练知识要点归纳实验目的1．探究弹力与弹簧伸长的定量关系．2．学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系．实验原理1．弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关．沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的．2．用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等．3．弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算．这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系．即寻求F＝kx的关系.实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸．过程分析导引一、实验步骤1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．2．如图1－5－1所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长度并测出钩码的重力，填写在记录表格里．图1－5－11234567F/NL/cmx/cm3.改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次．二、实验数据的处理1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．2．以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．3．得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．三、实验误差的来源1．弹簧长度的测量误差．2．描点画线的作图误差．四、注意事项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尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确．3．测弹簧簧长度时时，一定定要在弹弹簧竖直直悬挂且且处于平平衡状态态时测量量，以免免增大误误差．4．描点画画线时，，所描的的点不一一定都落落在一条条曲线上上，但应应注意一一定要使使各点均均匀分布布在曲线线的两侧侧．5．记录数数据时要要注意弹弹力及弹弹簧伸长长量的对对应关系系及单位位．实验典例精析例1实验操作及原理的考查题型一(1)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是(

)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(2)某同学做做“探究弹力力与弹簧簧伸长的的关系”的实验，，他先把把弹簧平平放在桌桌面上使使其自然然伸长，，用直尺尺测出弹弹簧的原原长L0，再把弹弹簧竖直直悬挂起起来，挂挂上钩码码后测出出弹簧伸伸长后的的长度L，把L－L0作为弹簧簧的伸长长量x，这样操操作，由由于弹簧簧自身重重力的影影响，最最后画出出的图线线可能是是图1－5－2中的图1－5－2【解析】(1)实验中应应以所研研究的一一根弹簧簧为实验验对象，，在弹性性限度内内通过增增减钩码码的数目目来改变变对弹簧簧的拉力力，以探探索弹力力与弹簧簧伸长的的关系，，并且拉拉力和重重力平衡衡，所以以选A、B.(2)由于考虑虑弹簧自自身重力力的影响响，当不不挂钩码码时，弹弹簧的伸伸长量x>0，所以选选C.【答案】(1)AB(2)C在“探究弹力力与弹簧簧伸长的的关系，，并测定定弹簧的的劲度系系数”的实验中中，实验验装置如如图1－5－3.所用的每每个钩码码的重力力相当于于对弹簧簧提供了了向右恒恒定的拉拉力．实实验时先先测出不不挂钩码码时弹簧簧的自然然长度，，再将5个钩码逐逐个挂在在绳子的的下端，，每次测测出相应应的弹簧簧总长度度．例2实验数据的处理题型二图1－5－3(1)有一个同同学通过过以上实实验测量量后把6组数据描描点在坐坐标图1－5－4中，请作作出F－L图线．图1－5－4(2)由此图线线可得出出该弹簧簧的原长长L0＝________cm，劲度系系数k＝________N/m.(3)该同学实实验时，，把弹簧簧水平放放置与弹弹簧悬挂挂放置相相比较．．优点在于于：________________________________________________________________________.缺点在于于：________________________________________________________________________.【解析】(1)用平滑的的曲线将将各点连连接起来来，如图图1－5－5所示：图1－5－5(2)弹簧的原原长L0即弹力为为零时弹弹簧的长长度，由由图象可可知，L0＝5×10－2m＝5cm.劲度系数数为图象象直线部部分的斜斜率，k＝20N/m.(3)优点是：：避免弹弹簧自身身所受重重力对实实验的影影响；缺点是：：弹簧与与桌面及及绳子与与滑轮间间存在的的摩擦造造成实验验的误差差．【答案】(1)见解析(2)520(3)见解析例3创新实验设计题型三(1)在国际单单位中，，杨氏模模量Y的单位应应该是________．A．NB．mC．N/mD．Pa(2)有一段横截面面积是圆形的的橡皮筋，应应用如图图1－5－6(3)用如图甲所示示的装置就可可以测出这种种橡皮筋的Y值，下面的表表格是橡皮筋筋受到的拉力力F与伸长量x的实验记录.请在图乙中作作出F－x图象，由图象象可求得该橡橡皮筋的劲度度系数k＝________N/m.(4)这种橡皮筋的的杨氏模量Y＝________.(保留一位有效效数字)拉力F(N)510152025伸长量x(cm)1.63.24.86.48.0【解析】(1)由题意将公式式k＝YS/L整理得Y＝kL/S，将各已知量量的国际单位位代入并整理理可知Y的单位为Pa(1N/m2＝1Pa)．(2)20.00cm准确到毫米，，故测量工具具为毫米刻度度尺，而数据据4.000mm数据准确到1/100mm，估读到1/1000mm，必为