高考物理总复习实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系

试验2探究弹力和弹簧伸长量关系1/29栏目导航123抓知识点抓重难点课时跟踪检测2/29抓知识点专心研读领悟细微深处13/29[试验原理与操作]4/29[数据处理与分析][数据处理]1．以力为纵坐标，以弹簧伸长为横坐标，依据所测数据在坐标纸上描点．2．按照图中各点分布与走向，作出一条平滑图线．所画点不一定恰好都在这条图线上，但要注意使图线两侧点数大致相同．3．以弹簧伸长为自变量，写出图线所代表函数表示式，并解释函数表示式中常数物理意义．5/29[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．[注意事项]1．安装试验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧．2．不要超出弹性程度：试验中弹簧下端挂钩码不要太多，以免超出弹簧弹性程度．3．尽可能多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽可能多测几组数据．4．观察所描点走向：不要画折线．5．统一单位：统计数据时要注意弹力及弹簧伸长量对应关系及单位．6/29抓重难点动手演练掌握提分技巧27/29重难点1试验原理与试验操作

如图甲所表示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等钩码探究在弹性程度内弹簧弹力与弹簧伸长量关系．例18/29(1)为完成试验，还需要试验器材有____________．(2)试验中需要测量物理量有____________．(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量xF­x图线，由此可求出弹簧劲度系数为____________N/m.图线不过原点原因是因为__________________________．(4)为完成该试验，设计试验步骤以下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应点，并用平滑曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上刻度l0；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；9/29D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应刻度，并统计在表格内，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关系式．首先尝试写成一次函数，假如不行，则考虑二次函数；F．解释函数表示式中常数物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作先后次序排列出来：__________.10/29【解析】(1)依据试验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量．(2)依据试验原理，试验中需要测量物理量有弹簧原长、弹簧挂不一样个数钩码时所对应伸长量(或对应弹簧长度)．(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入F＝kx可得k＝200N/m，因为弹簧自重原因，使得弹簧不加外力时就有形变量．(4)依据完成试验合理性可知先后次序为CBDAEFG.【答案】(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧挂不一样个数钩码时所对应伸长量(或对应弹簧长度)(3)200弹簧本身存在重力(4)CBDAEFG11/291．试验中不能挂过多钩码，使弹簧超出弹性程度．2．作图象时，不要连成“折线”，而应尽可能让坐标点落在直线上或均匀分布在两则．提分秘笈12/29 (届宁夏银川一中上学期第一次月考)某同学在研究性学习中，利用所学知识处理了以下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25m、开口向右小筒中(没有外力作用时弹簧另一端也位于筒内)，如图甲所表示，假如本试验长度测量工具只能测量出筒外弹簧长度l，现要测出弹簧原长l0和弹簧劲度系数，该同学经过改变所挂钩码个数来改变l，作出F­l图线如图乙所表示．跟踪训练113/29(1)由此图线可得出结论是__________________．(2)弹簧劲度系数为________N/m，弹簧原长l0＝________m.答案：(1)在弹性程度内，弹力与弹簧伸长量成正比(2)1000.15

14/29重难点2数据处理及误差分析

某试验小组探究弹簧劲度系数k与其长度(圈数)关系．试验装置如图所表示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；经过旁边竖直放置刻度尺，能够读出指针位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针位置记为x0；挂有质量为0.100kg砝码时，各指针位置记为x.测量结果及部分计算结果以下表所表示(n为弹簧圈数，取重力加速度为9.80m/s2)．已知试验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧自由长度为11.88cm.例215/2916/2917/29(3)上图中画出直线可近似认为经过原点．若从试验中所用弹簧截取圈数为n一段弹簧，该弹簧劲度系数k与其圈数n关系表示式为k＝________N/m；该弹簧劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)关系表示式为k＝________N/m.18/2919/29 (年福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量关系”试验．(1)下列图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指标尺刻度，此时弹簧伸长量Δl为________cm.跟踪训练220/29(2)本试验经过在弹簧下端悬挂钩码方法来改变弹簧弹力，关于此操作，以下选项中规范做法是________．(填选项前字母)A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指标尺刻度和对应钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指标尺刻度和对应钩码总重(3)图丙是该同学描绘弹簧伸长量Δl与弹力F关系图线，图线AB段显著偏离直线OA，造成这种现象主要原因是______________________________．21/29解析：(1)由题图乙知，读数为14.66cm，所以弹簧伸长量Δl＝(14.66－7.73)cm＝6.93cm.(2)若随意增减砝码，作图不方便，有可能会超出弹簧弹性程度，所以应逐一增挂钩码，选项A正确．(3)由题图丙知AB段弹簧伸长量与弹力不成线性关系，是因为钩码重力超出弹簧弹性程度．答案：(1)6.93(2)A(3)钩码重力超出弹簧弹性程度22/29重难点3试验改进与创新

以本试验为背景，经过改变试验条件、试验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，表达开放性、探究性等特点．1．将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑直杆，在水平方向做试验．消除了弹簧自重影响．2．弹簧弹力直接由力传感器测得．23/29 用如图甲所表示试验装置研究弹簧弹力与形变量之间关系．轻弹簧上端固定一个力传感器，然后固定在铁架台上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧弹力可从传感器读出．用刻度尺能够测量弹簧原长和伸长后长度，从而确定伸长量．测量数据如表格所表示：例3伸长量x/10－2m2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.502.934.555.987.5024/29(1)以x为横坐标，F为纵坐标，在图乙坐标纸上描绘出能够正确反应弹力与伸长量关系图线．(2)由图线求得该弹簧劲度系数为________(保留两位有效数字)．【解析】横轴表示伸长量x，纵轴表示弹力F，按照表格数据，描点画图，得到一条直线，图象斜率代表弹簧劲度系数．25/29【答案】(1)如图(2)75N/m26/29 (届陕西延安质检)用如图所表示装置测定弹簧劲度系数，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为mm刻度尺，当挂两个钩码时，绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所