备考2025届高考物理一轮复习讲义第二章相互作用实验二探究弹簧弹力与形变量的关系命题点1教材原型实验

试验二探究弹簧弹力与形变量的关系核心考点五年考情命题分析预料教材原型试验1.考读数：可以结合游标卡尺、刻度尺考查读数.2.考原理：结合新情境，考查弹簧劲度系数的测量.3.考创新：可以考查弹簧弹性势能的探究.试验装置创新2024：浙江6月T16－Ⅰ；2024：广东T11；2024：海南T12试验目的创新2024：湖南T111.试验原理与过程2.试验误差分析与留意事项研透高考明确方向命题点1教材原型试验1.[试验综合考查/2024北理工附中期中]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的关系，g＝10m/s2.（1）为完成试验，还须要的试验器材有：刻度尺.（2）试验中须要干脆测量的物理量有：弹簧原长与对应的伸长量（或弹簧对应的长度）.（3）某次测量刻度尺示数如图乙所示，读数为7.15cm.（4）如图丙所示是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图线，由此可求出弹簧的劲度系数为50N/m.图线不过原点是由于弹簧自身的重力.解析（1）依据试验原理可知还须要刻度尺来测量弹簧原长和伸长量.（2）依据试验原理，试验中须要测量的物理量有弹簧的原长与对应的伸长量（或弹簧对应的长度）.（3）刻度尺分度值是1mm，读数为7.15cm.（4）图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则k＝8－0（20－2.[数据处理和误差分析]某同学探究弹力和弹簧伸长量的关系.（1）将弹簧悬挂在铁架台上，保持弹簧轴线竖直，将刻度尺竖直固定在弹簧一侧.（2）弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，登记弹簧长度L0，弹簧下端挂上砝码盘时，弹簧长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如表所示.代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值（cm）25.3527.3529.3531.3033.4035.3537.4039.30（3）如图是该同学依据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与Lx（选填“L0”“Lx”或“L1”）的差值.（4）由图可知弹簧的劲度系数为4.9N/m.（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）（5）由于弹簧自身有重量，该同学在测量时没有考虑弹簧的自重，这样导致劲度系数的测量值与真实值相比相等（选填“偏大”“偏小”或“相等”）.解析（3）当m＝10g时，x＝2cm，结合题表可知横轴是弹簧长度与Lx的差值.（4）图像的斜率表示弹簧的劲度系数，故有：k＝ΔFΔx＝60×10（5）弹簧的劲度系数k＝ΔFΔx，Δx为弹簧形变量，与是否考虑弹簧自重无关，所以劲度系数的测量值与真实值相比是命题拓展试验原理不变，多角度设问（1）[试验操作]试验中为保证所测弹力大小等于所挂物体的总重力，详细步骤应为：手托砝码盘使弹簧保持在竖直方向并轻放砝码，直到托盘和砝码稳定静止后再读数.（2）[数据处理]通过图和表可知砝码盘的质量为10g.解析依据平衡条件有k（Lx－L0）＝m盘g，即m盘＝k（方法点拨4种常考处理数据的方法图像类型截距斜率图像类型截距斜率F－x图（x指弹簧形变量）0弹簧劲度系数km－l图（m指钩码质量）弹簧