2024高考物理一轮复习：探究弹簧弹力与形变量的关系（讲义）（学生版+解析）

第10讲探究弹簧弹力与形变量的关系

目录

复习目标

网络构建

1考点一教材原型实验

【夯基・必备基础知识梳理】

知识点实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析

【提升•必考题型归纳】

考向1实验原理与操作

考向2数据处理与误差分析

❾考点二创新实验方案

【夯基•必备基础知识梳理】

知识点实验方案的改进

【提升•必考题型归纳】

考向1实验装置的改进

考向2实验器材的创新

考向3实验思路的创新

考向4实验过程的创新

真题感悟

1、掌握实验的原理，通过采集的数据利用图像，探究弹簧弹力与形变量的关系，并会做出必要的误差分析。

2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。

考点要求考题统计考情分析

各地高考对探究弹簧弹力与形变量的

2022年湖南卷第11题关系这个实验的考查频度不是太高，形

探究弹簧弹力与形变量的关系2021年广东卷第11题式上主要以课本原型实验的原理为基

础，对实验方案经过加工创新。

考点一教材原型实验

知识点实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析

1.实验目的：探究弹簧弹力与形变量的定量关系。

2.实验器材

弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸。

3.实验原理：

用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小凡以横坐

标表示弹簧的伸长量X,在坐标系中描出实验所测得的各组(X,乃对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据

实验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量间的关系。

4.数据处理：

(1)以弹力尸为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，建立坐标系，选取合适的单位，用描点法作图。用平滑

的曲线连接各点,得到弹力尸随弹簧伸长量x变化的关系图像。

(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,则考虑二次函数等。

(3)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义。

5.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，以免弹簧被过度拉伸，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：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试

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连接这些点。

(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。

6.误差分析：

(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确以及画图时描点连线不准确等都会引起实验误差。

(2)悬挂钩码数量过多,导致,不再符合胡克定律iF=kx),故图像发生弯曲。

X

(3)水平放置弹簧测量其原长，由于，将其悬挂起来后会有一定的伸长量，故图像横轴截距不为零。

Ox

一提升-必考题型归纳

考向1实验原理与操作

1.利用如图所示装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验，所用的钩码都相同。

(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持状态；

(2)下列操作正确的是

A.实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度

B.用直尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量

C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数

D.逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量

(3)某同学采用正确的方法操作后，用图像法处理数据时，把弹簧的伸长量x作为横坐标，弹力尸作为纵

考向2数据处理与误差分析

2.某同学用如图1所示的装置做探究弹簧弹力与形变量的关系实验。

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图2

图1

图3

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悬挂的

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改变弹

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弹力

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和对应

尺刻度

指的标

指针所

钩码后

加一个

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，记

钩码

增挂

逐一

A.

总重

的钩码

和对应

尺刻度

指的标

指针所

钩码后

下增减

，记

钩码

增减

随意

B.

弹力

的弹簧

次测量

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弹力

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