高考實驗一探究彈力與彈簧伸長量的關系實驗二驗證力的平行四邊形定則.pptVIP

高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,實驗一 探究彈力與彈簧伸長量的關系 實驗二 驗證力的平行四邊形定則,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,實驗一 探究彈力與彈簧伸長量的關系 一、實驗目的 1探究彈力與彈簧伸長的定量關系 2學會利用圖象研究兩個物理量之間的關系的方法 二、實驗原理 1如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸 長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的 重力大小相等,自主再現(xiàn),高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,2用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量x，建立坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組(x、F)對應的點，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長量的關系 三、實驗器材 輕質彈簧(一根)，鉤碼(一盒)，刻度尺，鐵架臺，重垂線，坐標紙，三角板 四、實驗步驟,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,1如圖所示，將鐵架臺放于桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在挨近彈簧處將刻度尺(最小分度為mm)固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直 2記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度L0. 3在彈簧下端掛上一個鉤碼，待鉤碼靜止后， 記下彈簧下端所對應的刻度L1.,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,4.用上面方法，記下彈簧下端掛2個、3個、4個鉤碼時，彈簧下端所對應的刻度L2、L3、L4，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中 5用xnLnL0計算出彈簧掛1個、2個、3個鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當?shù)刂亓铀俣戎礸，計算出所掛鉤碼的總重力，這個總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格 6根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，最好以彈簧彈力為縱坐標，以彈簧的伸長量為橫坐標,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,7按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)，所畫的點不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側的點數(shù)大致相同 8以彈簧的伸長為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù) 9解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,五、數(shù)據(jù)處理 根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，以彈力為縱坐標，以彈簧伸長為橫坐標按照圖中各點的分布與走向，嘗試作一條平滑的曲線(包括直線)，如果所畫的點不在同一條曲線上，那么應該使曲線兩邊的點數(shù)大致相同根據(jù)圖象形狀，利用數(shù)學知識，寫出以彈簧伸長為自變量，彈力為函數(shù)的函數(shù)關系式理解函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義 本實驗最終得到彈力與彈簧伸長量之間的關系，在誤差范圍內有Fkx，其中F為彈力，x是彈簧伸長量，k是一個由彈簧決定的物理量,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,六、注意事項 1實驗過程中，注意拉力不要超過彈簧彈性限度測量彈簧長度時，不要用手拉彈簧，在彈簧自然豎直狀態(tài)去測量 2強調實驗的探索性，即實驗前并不知道彈力和彈簧的伸長有什么關系，如果是驗證性實驗，在坐標紙上描點以后所作直線的根據(jù)就是所驗證的規(guī)律，但這是個探索性實驗，實驗前并不知道這個規(guī)律，所以描點以后作的曲線是試探性的，只是在分析了點的分布和走向以后才決定用直線來擬合這些點,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,3做出直線之后，要用初中學過的正比例函數(shù)(一次函數(shù))的知識寫出直線所代表函數(shù)解析式，即寫出Fkx.然后選定一組F和x，從而確定k的值但這個實驗的重點在于它的探索性，比例系數(shù)的精確度不是重點 4要認識系數(shù)k的物理意義，即在伸長量一定時k越大彈力也越大，它反映了彈簧的“勁度” 5使用彈簧的伸長數(shù)據(jù)時應采用(ll0)，即彈簧長度變化量如果實驗中不用彈簧的伸長而用彈簧的總長，得到的不是正比例函數(shù),高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,七、誤差分析 1本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶然誤差 2. 彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響 3為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù),高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,例1 某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系，并測彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作L0；彈簧下端掛一個50 g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L1；彈簧下端掛兩個50 g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L2；掛七個50 g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L7. 下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是_和_,探究應用,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,測量記錄表：,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,實驗中，L3和L7兩個值還沒有測定，請你根據(jù)上圖將這兩個測量值填入記錄表中 為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計算出三個差值： d1L4L06.90 cm，d2L5L16.90 cm，d3L6L27.00 cm. 請你給出第四個差值：d4_ cm.,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,根據(jù)以上差值，可以求出每增加50 g砝碼的彈簧平均伸長量L，L用d1、d2、d3、d4表示的式子為：L_. 代入數(shù)據(jù)解得L_ cm. 計算彈簧的勁度系數(shù)k_N/m.(g取9.8 m/s2) 【解析】 (1)讀數(shù)時應估讀一位，所以表格中L5、L6兩個數(shù)值在記錄時有誤 (2)根據(jù)圖示進行測量結果讀數(shù)時，要確保有效位數(shù)正確，估讀在誤差允許的范圍內，L36.86 cm，L714.06 cm.,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,跟蹤訓練1 (2010福建理綜)某實驗小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關系實驗時，將原長約200 mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質量均為20 g)，每增掛一只鉤碼均記下對應的橡皮筋伸長量；當掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應的橡皮筋伸長量根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量l與拉力F關系的圖象如圖所示從圖象中可以得出_(填選項前的字母),高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,A增掛鉤碼時l與F成正比，而減掛鉤碼時l與F不成正比 B當所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大 C當所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等 D增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導致橡皮筋超出彈性限度 誘思啟導 (1)由圖象可知：增、減鉤碼時l與F都可近似視為成正比關系 (2)由圖象可知：兩種情況下掛同樣多的鉤碼哪個伸長量更大？為什么？,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,【解析】 若橡皮筋一直在彈性限度內，虛線和實線應重合由于圖中虛線和實線并不重合，說明增掛鉤碼時所掛鉤碼過多，導致橡皮筋超出了彈性限度，選項D正確,【答案】 D,探究步驟,F1=?,F2=?,適當?shù)臉硕?畫出力F1、F2的圖示,畫出力F的圖示,F,比較三個圖示之間的關系， 你的發(fā)現(xiàn)？,o,o,3、在“探究求合力的方法”實驗時，先通過細繩用兩個測力計拉橡皮條，使其活動端伸長到某一位置O，此時需記下： _ _ _， 然后用一個彈簧測力計把橡皮條拉長，使活動端到達 _， 再記下 。,O點位置,F1的大小和方向,F2的大小和方向,O點,F的大小和方向,根據(jù)實驗記錄，某同學作出如圖的力的圖示，其中A為固定橡皮條的固定點，O為橡皮條與細繩的結合點，圖中 是F1、F2合力的理論值， 是合力的實驗值，需要進行比較的是 。 如果誤差在允許的范圍 內，通過本實驗可以得 出的結論：共點的兩個 力的合成遵循 。,F,F,F與F的大小和方向,平行四邊形定則,目的：對探究活動進一步再熟悉、 再認識。,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,實驗二 探究求合力的方法 一、實驗目的 探究兩個非共線力合成時滿足的規(guī)律 二、實驗原理 :等效替代 一個力F的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以一個力F就是這兩個力F1和F2的合力，作出力F的圖示再作出力F1和F2的圖示，比較F1、F2和F的大小和方向有何關系,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,三、實驗器材 方木板一塊、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)、細芯鉛筆 四、實驗步驟 1用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上并用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套 2用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,3只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩套的方向 4用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計的讀數(shù)F的圖示 5用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩套方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示，以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，比較一下其對角線與F有什么關系,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,五、誤差分析 1用兩個測力計拉橡皮條時，橡皮條、細繩和測力計不在同一個平面內，這樣兩個測力計的水平分力的實際合力比由作圖法得到的合力小 2結點O的位置和兩個測力計的方向畫得不準，造成作圖的誤差 3兩個分力的起始夾角太大，如大于120，再重做兩次實驗，為保證結點O位置不變(即保證合力不變)，則變化范圍不大，因而測力計示數(shù)變化不顯著，讀數(shù)誤差大 4作圖比例不恰當造成作圖誤差,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,例2 在做“探究求合力的方法”實驗時，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點，以下操作中錯誤的是( ) A同一次實驗過程中，O點位置允許變動 B實驗中，彈簧秤必須與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度 C實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點 D實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩彈簧秤之間夾角應取90，以便于算出合力大小,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,【解析】 從橡皮條固定點到O點的連線方向，是合力的作用線方向，如果O點變動，那么合力的大小、方向都要變化，就不能驗證力的平行四邊形定則，故A選項錯C選項中，因一個彈簧秤已拉到最大量程，再通過另一個彈簧秤拉橡皮條到O點時，每一個彈簧秤可能超過最大量程，造成損壞，或讀數(shù)不準，故C選項錯互成角度的兩個力的合成，是利用平行四邊形定則合成的，兩個分力成任意角度都適用，不必成90角，故D選項錯故只有B選項正確,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,跟蹤訓練2 將橡皮筋的一端固定在A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計、沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如下圖所示這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,(1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力F1、F2的大小分別為_N和_N. (2)在本題的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力 (3)下圖(A)(B)兩圖是兩位同學得到的實驗結果，其中哪一個圖符合實際？若合力測量值F是準確的，則以F1、F2為鄰邊作平行四邊形的對角線，F(xiàn)與F有誤差的原因可能是哪些？,高考調研 新課標高考總復習,高三物理（人教版）,誘思啟導 (1)讀數(shù)時要符合有效數(shù)字的要求 (2)合理選取標度，作出兩分力，再應用平行四邊形定