第5講 實驗：平行四邊形定則

1、第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理第5講實驗:探究彈力與彈簧伸長的關系驗證力的平行四邊形定則知識詮釋思維發(fā)散第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理1.培養(yǎng)用所學知識探究物理規(guī)律的能力.2.探究彈力和彈簧伸長量的關系.3.養(yǎng)成用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的習慣.一、探究彈力和彈簧伸長的關系（一）實驗目的第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理甲1.如圖甲所示,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.2.用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力作用下的伸長（二）實驗原理第二

2、單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理量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)實驗器材鐵架臺、彈簧、刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標紙、重垂線.(四)實驗步驟第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理乙1.按圖乙安裝實驗裝置,特別注意靠近彈簧的毫米刻度尺要用重垂線檢查是否豎直.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理2.記下彈簧下端不掛鉤碼時

3、所對應的刻度L0.3.在彈簧下懸掛不同個數(shù)的鉤碼,并換算成重力,重力就等于彈簧的彈力大小,并將數(shù)據(jù)依次填入表格,用F表示彈力,l表示彈簧的總長,x表示伸長量. 1234567F/N l/cm x/cm 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理4.根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出F-x圖象(以F為縱軸,以x為橫軸)按照F-x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在這條曲線上,但要注意使曲線兩側的點數(shù)大致相同.嘗試寫出曲線所代表的函數(shù),首先嘗試F-x是否為一次函數(shù),如果不行則考慮二次函數(shù)或其他函數(shù).5.得出結論在實驗誤差允許范圍內,應得出彈力

4、的大小與彈簧的伸長量成正比,即F=kx,其中k的單位由F和x的單位決第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理定.6.換用一根彈簧與上面的彈簧對比,在伸長量相同的情況下,彈力大的k越大,說明“k”反映了彈簧的“勁度”,從而充分認識k的物理意義.(五)注意事項1.由于彈簧有一定重量,將其自然懸掛時的長度與平放時的長度不一樣.量取L0時,應將彈簧一端固定在鐵架臺上的鐵夾上,讓其自然下垂,再用毫米刻度尺量得自然狀態(tài)下的原長.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理2.只有在彈性限度內,彈簧的彈力才與彈簧的伸長量成正比.所以在彈簧下掛鉤

5、碼時,注意不要使彈簧所受拉力超過其彈性限度.3.若用作圖法研究彈簧的彈力與其伸長量的關系,由于實驗誤差,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)描成的點不會完全在一條直線上.這時所作直線應盡量多地通過這些點,并使不在直線上的點盡量均勻分布在所作直線的兩側.明顯與其他的點相差很遠的點應該舍去.4.如果實驗中不用彈簧的伸長量而用彈簧的總長,得到第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理的不是正比例函數(shù),關系較為復雜.根據(jù)實驗目的要用彈簧的伸長量.如果彈簧伸長量的單位用米,彈力的單位用牛,函數(shù)表達式中常數(shù)k的單位是牛每米,即N/m.二、驗證力的平行四邊形定則(一)實驗目的驗證互成角度的兩個力合成

6、時的平行四邊形定則.(二)實驗原理等效法:使一個力F的作用效果和兩個力F1、F2的作用第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理效果相同,都是使同一條一端固定的橡皮條伸長到某點,所以這個力F就是那兩個力F1和F2的合力,作出力F的圖示,再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示,比較F和F的大小和方向是否相同.(三)實驗器材方木板,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(若干),鉛筆.(四)實驗步驟第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理1.用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上.2.用圖

7、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.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理3.用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套,互成角度地拉橡皮條,將結點拉到某一位置O,如圖所示,記錄兩彈簧秤的示數(shù),用鉛筆描下O點的位置及此時兩條細繩套的方向.4.用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩方向畫直線,按選定的標度作出這兩只彈簧秤的示數(shù)F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形,過O點畫平行四邊形的對角線,此對角線即為合力F的圖示.5.只用一只彈簧秤鉤住細繩套,把橡皮條的結點拉到第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物

8、理物理同樣的位置O,記下彈簧秤的示數(shù)F和細繩的方向,用刻度尺從O點按選定的標度沿記錄的方向作出這只彈簧秤的拉力F的圖示.6.比較一下,F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向.7.改變 兩個力F1與F2的大小和夾角,重復實驗兩次.(五)操作技巧及注意事項1.正確使用彈簧測力計第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(1)彈簧測力計的選取方法是:將兩只彈簧測力計調零后互鉤水平對拉,若兩只彈簧在對拉過程中,讀數(shù)相同,則可選;若讀數(shù)不同,應另換,直至相同為止.(2)彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用.(3)使用前要檢查指針是否指在零刻度線上,否則應校正

9、零位(無法校正的要記錄下零誤差).(4)被測力的方向應與彈簧測力計軸線方向一致,拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(5)讀數(shù)時應正對、平視刻度.2.實驗注意事項(1)不要直接以橡皮條端點為結點,可拴一短細繩連兩細繩套,以三繩交點為結點,應使結點小些,以便準確地記錄結點O的位置.(2)在同一次實驗中,使橡皮條拉長時結點O的位置一定要相同.(3)不要用老化的橡皮條,檢查方法是用一個彈簧拉橡皮條,要反復做幾次,使橡皮條拉到相同的長度看彈簧第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理讀數(shù)有無變化.(4

10、)細繩套應適當長一些,便于確定力的方向,不要直接沿細繩套的方向畫直線,應在細繩套末端用鉛筆畫一個點,去掉細繩套后,再將所標點與O點連成直線確定力的方向.(5)在同一次實驗中,畫力的圖示所選定的標度要相同,并且要恰當選取標度,使所作力的圖示稍大一些.(六)誤差分析1.彈簧秤使用前沒調零會造成系統(tǒng)誤差. 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理2.使用中,彈簧秤的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧秤外殼和紙面之間有摩擦力存在會造成系統(tǒng)誤差. 3.兩次測量拉力時,橡皮筋的結點O沒有拉到同一點會造成偶然誤差. 4.在應用平行四邊形定則作圖時,F1、F2及合力F作圖不

11、準確.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理核心突圍技能聚合一、探究彈力與彈簧伸長的關系在物理學中經(jīng)常用圖象處理物理問題,應用圖象的好處是直觀、方便.根據(jù)已知數(shù)據(jù)選擇坐標軸的標度是作好圖象的關鍵.作圖象的方法是：用平滑的曲線（或直線）將坐標紙上的各點連接起來，若是直線，應使各點均勻分布于直線上或直線兩側，偏離直線太大的點應舍棄，有時可以通過改變物理量的方法，把曲線變?yōu)橹本€，使圖象更直觀.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理典例1 下表是某同學為“探究彈力和彈簧伸長的關系”所測得的幾組數(shù)據(jù).彈力F/N0.51.01.52.

12、02.5伸長x/cm 2.65.07.29.812.4第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(1)請你在圖甲所示的坐標紙上作出F-x圖線.甲(2)寫出圖線所代表的函數(shù)式(x以m為單位): .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(3)寫出函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義: .(4)若彈簧的原長為40 cm,并且以彈簧的總長度L為自變量,寫出函數(shù)表達式(以N和m為單位): .【名師點金】F-x圖線應為過原點的一條直線,所以作圖時應用直線將所描各點連接起來,連接時應使盡可能多的點落在這條直線上,不在這條直線上的點應均勻地分布在直線的

13、兩側.圖線的斜率表示彈簧的勁度第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理系數(shù).【規(guī)范全解】(1)將x軸每一小格取為1 cm,y軸每一小格取為0.25 N,將各點描到坐標紙上,并連成直線,如圖乙所示.乙(2)由圖象得F=20 x.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(3)函數(shù)表達式中的常數(shù)表示該彈簧每伸長(或壓縮)1 m,其彈力增大20 N.(4)函數(shù)表達式為:F=20(L-0.4).【答案】(1)如圖乙所示 (2)F=20 x(3)該彈簧每伸長(或壓縮)1 m,其彈力增大20 N(4)F=20(L-0.4)第二單元第二單元

14、第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理變式 在“探究彈力與彈簧伸長的關系”的實驗中,將彈簧水平放置測出其自然長度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的.用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖所示,由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 .圖線不過原點的原因是 .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理簧有自重.【答案】200 N/m彈簧有自重【解析】由F=kx+C可知,圖象的斜率表示勁度系數(shù),可求出勁度系數(shù)k=200 N/m,圖象不過原點是因為彈第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書

15、高考第一輪復習用書物理物理典例2 將橡皮條的一端固定在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.當橡皮條的活動端拉到O點時,兩根細繩相互垂直,如圖甲所示,這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出.二、驗證力的平行四邊形定則第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理甲乙(1)由圖甲可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理 N和 N(只需精確到0.1 N).(2)在圖乙的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力.【

16、名師點金】(1)讀彈簧測力計示數(shù)時,應注意首先找零刻度,尤其是豎直放置的那個彈簧測力計是倒置的,它的零刻度在下方.(2)作圖時要首先定好標度,先畫出兩個力的圖示,再根據(jù)力的平行四邊形定則作出合力.【規(guī)范全解】從題可知,彈簧秤最小分度為0.1 N,因此,豎直向下的彈簧秤示數(shù)為2.5 N,水平向右的彈簧秤第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理示數(shù)為4.0 N.【答案】(1)2.5 4.0 (2)如圖丙所示丙第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理1.某同學利用下列器材,設計實驗來驗證力的平行四邊形定則.器材:三根完全相同的輕質彈

17、簧(每根彈簧的兩端均接有適當長度的細繩套),幾個小重物,一把刻度尺,一塊三角板,一支鉛筆,一張白紙,幾枚釘子.實驗步驟:第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(1)三根彈簧對結點O的拉力之比F1 F2 F3= .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(2)若釘子位置固定,利用上述器材,改變條件再次驗證,可采用的辦法是 .(3)分析本實驗的誤差來源可能是 .(寫出其中一點即可)【解析】(1)由胡克定律知彈簧的彈力與形變量成正比,故三根彈簧對結點O的拉力

18、之比F1 F2 F3=(L1-L0) (L2-L0) (L3-L0).(2)可換不同重量的小重物進行再實驗.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(3)誤差來源可能有:彈簧自身的重量對實驗影響較大;記錄O、L0、L1、L2、L3及彈簧的方向時產(chǎn)生誤差(或白紙未被完全固定等).【答案】(1)(L1-L0) (L2-L0) (L3-L0)(2)換不同重量的小重物(3)彈簧自身的重量對實驗影響較大(或記錄O、L0、L1、L2、L3及彈簧的方向時產(chǎn)生誤差,或白紙未被完全固定等)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理2.在探究求合力

19、的方法時,先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細繩.實驗時,需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條.(1)實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中,下列哪些說法是正確的 (填字母代號).A.將橡皮條拉伸相同長度即可B.將橡皮條沿相同方向拉到相同長度第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度D.將橡皮條和繩的結點拉到相同位置(2)同學們在操作過程中有如下議論,其中對減小實驗誤差有益的說法是 (填字母代號).A.兩細繩必須等長B.彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行

20、C.用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應盡可能大第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理D.拉橡皮條的細繩要長些,標記同一細繩方向的兩點要遠些【解析】(1)合力與分力為等效替代關系,實驗中力的效果是使橡皮條發(fā)生形變,兩次橡皮條形變大小和方向相同則效果相同,所以B、D正確.(2)實驗中細繩的作用是用來確定彈簧秤的拉力方向,兩繩是否等長不會影響測量結果,所以A錯誤;只有彈簧秤、細繩、橡皮條與木板平行,才能保證兩次的效果相同,以減小測量誤差,B正確;用兩彈簧秤同時拉細繩時,第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理要求兩彈簧秤示數(shù)

21、不要太大(以防合力大于彈簧秤量程),也不要太小(減小相對誤差),對二者示數(shù)之差無特別要求,故C錯誤;通過細繩記錄力的方向時,不可避免地存在誤差,兩標記點適當遠些,可減小方向誤差,D正確.【答案】(1)BD (2)BD第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理3.某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”.彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置.分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向.(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖

22、中A的示數(shù)為 N.(2)下列不必要的實驗要求是 .(請?zhí)顚戇x項對第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理應的字母).A.應測量重物M所受的重力B.彈簧測力計應在使用前校零C.拉線方向應與木板平面平行D.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置(3)某次實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,請您提出兩個解決辦法.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理【解析】(2)本實驗由于重物的重力一定,只要保證結點O處于靜止即可,不需要靜止在同一位置.【答案】(1)3.6(2)D(3)改變彈簧測力計B拉力的大小;減小

23、重物M的質量(或將A更換成較大量程的彈簧測力計,改變彈簧測力計B拉力的方向等)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理4.小明同學在實驗室探究彈力和彈簧伸長的關系的探究過程是:【猜想與假設】彈簧彈力和彈簧伸長量成正比關系. 【設計與進行實驗】(1)設計如圖甲所示的實驗裝置進行實驗;(2)在彈簧下端掛上鉤碼,當分別懸掛10 g、20 g 鉤碼時,記下指針所指的標尺刻度;(3)將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中;甲第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(4)整理器材,進行實驗數(shù)據(jù)分析并得出結論. 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習

24、用書高考第一輪復習用書物理物理【交流與評估】小明同學將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中(重力加速度g=9.8 m/s2 )(1)請說明小明結論錯誤的原因: .(2)這個實驗小明同學在【設計與進行實驗】中的設計方案上還存在的不足之處是: .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理減去彈簧的原長,另外,實驗時應在彈簧彈性限度內多做幾組實驗,才能得出規(guī)律.【答案】(1)x-m圖象的縱坐標不是彈簧伸長量(2)以三組測量數(shù)據(jù)不能得出普遍性物理規(guī)律,實驗方案中應設計多測幾組數(shù)據(jù),并換用另外的彈簧多進行幾次實驗【解析】彈簧伸長量等于彈簧掛鉤碼時的實際長度第二單元第二單元 第五講第五講高

25、考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理基礎角度思路第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理1.(基礎再現(xiàn))(6分)在“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗中,以下說法正確的是( )A.彈簧被拉伸時,不能超過它的彈性限度B.用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力,應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C.用刻度尺測量彈簧的長度即為彈簧的伸長量D.用幾個不同的彈簧 ,分別測出幾組拉力與伸長量,得出拉力與伸長量之比相等第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理【解析】彈簧的伸長量是指彈簧伸長后的長度減去彈簧的原長,故C錯誤;做實驗時要用同一個彈簧

26、來測量,故D錯誤,所以正確選項為A、B.【答案】AB第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理2.(基礎再現(xiàn))(6分)如圖甲所示,在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,橡皮條一端固定于P點,另一端連接兩個彈簧秤,分別用力F1與F2拉兩個彈簧秤,使結點拉至O點.若要結點始終在O點,但使力F2大小不變地沿順時針轉過某一小角度,相應的F1的大小及圖中角的變化可能的是( )甲A.增大F1的同時增大角B.增大F1的同時保持角不變C.增大F1的同時減小角D.減小F1的同時減小角第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理【解析】以結點O為研究對象

27、,結點O受OP的拉力F、F1、F2三個力的作用而處于平衡狀態(tài),由于OP的拉力F不變,因此F1、F2的合力始終不變,且恒為F,作出F2沿順時針方向轉動某一小角度的矢量三角形,如圖乙所示,由該圖可得出A、B、C均正確.【答案】ABC乙第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理3.(視角拓展)(6分)某物理興趣小組的同學在研究彈簧彈力的時候，測得彈力的大小F和彈簧長度L的關系如圖所示，則由圖線可知：(1)彈簧的勁度系數(shù)為 .(2)彈簧的彈力為5 N時彈簧的長度為 .【解析】彈力為零時,對應的彈簧長度就是彈簧的原長,故彈簧原長為10 cm,當彈簧伸長5 cm時彈力大小第

28、二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理為10 N,所以彈簧的勁度系數(shù)k= =200 N/m.當彈力為5 N時,彈簧的形變量x=2.5 cm.彈簧可能處于壓縮狀態(tài),也可能處于拉伸狀態(tài),所以彈簧長度可能是7.5 cm,也可能是12.5 cm.【答案】(1)200 N/m (3分)(2)12.5 cm或7.5 cm (3分)10N5cmFk第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理4.(基礎再現(xiàn))(10分)如圖所示,在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中,用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩另一端系著

29、繩套B、C(用來連接彈簧測力計).其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結點,OB和OC為細繩.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(1)在實驗中,如果另外用一根橡皮筋替換細繩,其他步驟沒有改變,那么實驗結果 (填“會”或“不第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理會”)發(fā)生變化.(2)本實驗采用的科學方法是 .A.理想實驗法 B.控制變量法C.等效替代法 D.建立物理模型法【解析】(1)橡皮筋替換細繩,所起的作用是不變的,故不影響結果.(2)本實驗第一次用兩個彈簧拉橡皮筋,第二次用一個彈簧拉橡皮筋,并且拉伸到用一個

30、位置,故是一種等效第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理替代法.【答案】(1)不會 (6分) (2)C (4分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理5.(基礎再現(xiàn))(10分)圖甲為“探究求合力的方法”的實驗裝置.(1)下列說法中正確的是 .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理A.在測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中,橡皮條結點O的位置不能變化B.彈簧測力計拉細線時,拉力方向必須豎直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計的量程D.為減小測量誤差,F1、F2方向間夾角

31、應為90(2)彈簧測力計的指針如圖乙所示,由圖可知拉力的大小為 N.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理不影響細線對O點的拉力方向,故B錯,實驗中兩線夾角只要不太大或太小都是可以的,故D錯.(2)彈簧測力計最小刻度是0.1 N,讀數(shù)時可估讀到一位,故拉力大小為4.00 N.【答案】(1)AC (5分) (2)4.00 (5分)【解析】(1)細線通過定滑輪后,測力計拉細線的方向第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理6.(高度提升)(10分)17世紀英國物理學家胡克發(fā)現(xiàn):在彈性限度內,彈簧的形變量與彈力成正比.這就是著名的胡

32、克定律.受此啟發(fā),一組同學研究“金屬線材伸長量與拉力的關系”的探究過程如下:A.有同學認為:橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內,其伸長量與拉力成正比,與截面半徑成反比.B.他們準備選用一些由同種材料制成的不同長度、不同半徑的線材作為研究對象,用測距儀、傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律,以驗證假設.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理C.通過實驗取得如下數(shù)據(jù):長度伸長拉力直徑250 N500 N750 N1000 N1 mm2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm2 mm2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 m

33、m3.2 mm1 mm3.57 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mm第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理D.同學們對實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納后,對他們的假設進行了補充完善. (1)上述科學探究活動中,屬于“制定計劃”和“搜集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是 、 .(2)請根據(jù)上述過程分析他們的假設是否全部正確?若有錯誤或不足,請給予修正.【解析】(1)確定研究對象、選取實驗器材屬“制定計劃”,故B屬于“制定計劃”;實驗過程和測量數(shù)據(jù)屬“搜集證據(jù)”,此過程對應C.研究伸長量x與拉力F第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理、

34、長度L、直徑D的關系時,采用控制變量法,比如長度、直徑不變,再研究伸長量與力的關系,這種方法稱為控制變量法,這是物理實驗中的一個重要研究方法.(2)他們的假設不是全部正確.在彈性限度內,金屬絲的伸長量與拉力成正比,與截面半徑的平方成反比,還與金屬絲的長度成正比.【答案】(1)BC (每空2分) (2)見解析 (6分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理7.(高度提升)(12分)在探究“彈簧彈力與伸長量的關系”實驗中,在懸掛的彈簧下面加掛鉤碼,使彈簧逐漸伸長,得到以下數(shù)據(jù):鉤碼個數(shù)123456彈簧彈力F/N0.501.001.502.002.503.00彈簧

35、伸長x/cm1.202.413.604.796.017.19第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(1)由數(shù)據(jù)在如圖甲所示的坐標系中畫出F-x圖象.甲(2)由此可得出的結論是 .第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(3)彈簧的勁度系數(shù)k= N/m.【解析】(1)由表中數(shù)據(jù)描點,然后使盡可能多的點在連線上,如圖乙所示.(2)由(1)中所畫出的圖象可知,彈簧的伸長量與彈力成正比.(3)由F=kx可得k=41.7 N/m.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理乙(2)在彈性限度內,彈簧的伸長

36、量與彈力成正比 (4分)(3)41.7 (4分)【答案】(1)如圖乙所示 (4分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理8.(高度提升)(12分)某同學用如圖甲所示裝置做“探究彈力和彈簧伸長量關系”的實驗.他先測出不掛砝碼時彈簧的長度,然后下端掛上砝碼,并逐個增加砝碼,測出指針所指的標尺刻度,所得數(shù)據(jù)列表如下:(重力加速度g=9.8 m/s2)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理乙(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù),在如圖乙所示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度

37、x與砝碼質量m的關系曲線.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理 N范圍內彈力的大小與彈簧伸長量的關系滿足胡克定律.這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為 N/m.(2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關系曲線可以判斷,在 第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理丙(2)從描點得到的圖象看,當砝碼超過500 g后,開始彎曲,【解析】(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點,按照各點的分布走向作出如圖丙所示的圖象.第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理即超過了彈性限度,在這之前才滿足胡克定律.F=0.59.8 N=4.9 N所以在04.

38、9 N內滿足胡克定律根據(jù)圖線的物理意義需要換算單位,很麻煩,我們就以彈力F=4.9 N時,彈簧的伸長量x=(34.60-15.00)10-2 m得k= N/m=25 N/m.【答案】(1)如圖丙所示 (3分) (2)04.9 (3分) 25 (6分)Fx4.90.196第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理9.(高度提升)(12分)如圖所示,某小組同學利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解,A、B為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負,A連接質量不計的細繩,可沿固定的板做圓弧形移動,B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長0.3

39、m的桿,將細繩連接在桿右端O點構成支架,保持桿的水平方向,按如下步驟操作:測量繩子與水平桿的夾角AOB=對兩個傳感器進行調零第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理用另一繩在O點懸掛一個鉤碼,記錄兩個傳感器讀數(shù)取下鉤碼,移動傳感器A改變角重復上述實驗步驟,得到如下表格:F1/N1.0010.5801.002F2/N-0.868-0.2910.8653060150第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理(1)根據(jù)表格,A傳感器對應表中的力 (選填“F1”或“F2”),鉤碼質量為 kg(保留1位有效數(shù)字).(2)本實驗中多次對傳感器進行調零,對此操作說明正確的是( )A.因為事先忘記了調零B.何時調零對實驗結果沒有影響C.為了消除橫桿自身重力對結果的影響第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習用書物理物理D.可以完全消除實驗的誤差【解析】(1)A傳感器中的力均為正值,故A傳感器對應的是表中力F1,平衡時,mg=F1sin ,當=30時,F1=1.001 N,可求得m=0.05 kg.(2)在掛鉤碼之前,對傳感器進行調零,目的是為了消除橫桿自身重力對結果的影響,故C正確.【答案】(1)F1 0.05 (每空4分) (2)C (4分)第二單元第二單元 第五講第五講高考第一輪復習用書高考第一輪復習