高考物理一輪總復(fù)習(xí)魯科課件：第二章實(shí)驗(yàn)二

實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系第二章相互作用力與平衡知識要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系.圖2－4－12.學(xué)會利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)原理1.如圖2－4－1所示,在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長,平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等.2.彈簧的長度可用刻度尺直接測出,伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計算.這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了.實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆.過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)步驟1.將彈簧的一端掛在鐵架臺上,讓其自然下垂,用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0,即原長.2.如圖2－4－2所示,在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼,量出此時彈簧的長度l1,記錄m1和l1,填入自己設(shè)計的表格中.圖2－4－23.改變所掛鉤碼的質(zhì)量,量出對應(yīng)的彈簧長度,記錄m2、m3、m4、m5和相應(yīng)的彈簧長度l2、l3、l4、l5,并得出每次彈簧的伸長量x1、x2、x3、x4、x5.鉤碼個數(shù)長度伸長量x彈力F0l0＝1l1＝x1＝l1－l0F1＝2l2＝x2＝l2－l0F2＝3l3＝x3＝l3－l0F3＝????數(shù)據(jù)處理1.以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo),以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo),用描點(diǎn)法作圖.連接各點(diǎn),得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線.2.以彈簧的伸長量為自變量,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).3.得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系,解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.注意事項(xiàng)1.所掛鉤碼不要過重,以免彈簧被過分拉伸,超出它的彈性限度.要注意觀察,適可而止.2.每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些,從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)的間距盡可能大,這樣作出的圖線更精確.3.測彈簧長度時,一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量、讀數(shù),以免增大誤差.4.描點(diǎn)畫線時,所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上,但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè).5.記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位.誤差分析1.彈簧拉力大小的不穩(wěn)定會造成誤差.因此,使彈簧的懸掛端固定,另一端通過懸掛鉤碼來充當(dāng)對彈簧的拉力,待穩(wěn)定后再讀數(shù)可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度.2.盡量精確地測量彈簧的長度,也是減小實(shí)驗(yàn)誤差的基本方法.3.描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確.實(shí)驗(yàn)典例探究題型1基本實(shí)驗(yàn)過程的考查

(2012·福州調(diào)研)如圖2－4－3甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系.例1圖2－4－3(1)為完成實(shí)驗(yàn),還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：___________________________________________________________________.(2)實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有：___________________________.(3)圖乙是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的F-x圖線,由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.圖線不過原點(diǎn)的原因是由于______________________________.(4榆)為完憶成該白實(shí)驗(yàn)葵設(shè)計繡的實(shí)讓驗(yàn)步武驟如下：A.以彈藏簧伸取長量荷為橫首坐標(biāo),以彈度力為連縱坐券標(biāo),描出象各組(x,F)對應(yīng)魄的點(diǎn),并用堪平滑渣的曲昆線連晌接起俘來；B.記下者彈簧椅不掛詢鉤碼壁時其鉤下端拳在刻葬度尺蘿上的隆刻度L0；C.將鐵械架臺膜固定莫于桌究子上,并將沒彈簧柔的一擁端系環(huán)于橫完梁上,在彈懲簧附袖近豎尚直固靠定一備把刻秒度尺苗；D.依次失在彈叛簧下擴(kuò)端掛攻上1個、2個、3個、4個……鉤碼,并分汽別記夢下鉤削碼靜鴨止時沒彈簧拒下端續(xù)所對罪應(yīng)的妻刻度,并記彼錄在光表格葬內(nèi),然后山取下岸鉤碼嚴(yán)；E.以彈開簧伸維長量謠為自額變量,寫出貧彈力菜與伸假長量每的關(guān)物系式.首先仔嘗試椒寫成訂一次忌函數(shù),如果牌不行,則考解慮二使次函載數(shù)；F.解釋殘函數(shù)次表達(dá)鎖式中估常數(shù)網(wǎng)的物盆理意丘義；G.整理尺儀器.請將血以上淺步驟氏按操套作的覆先后路順序稼排列舅出來嘆：__窯__興__頂__酬__醫(yī)__胡__衛(wèi)__濱__蓋__補(bǔ)__免__準(zhǔn)__戴_.【解析】(1饞)根據(jù)臂實(shí)驗(yàn)壺目的陪可知揭還需測要刻霜度尺掃以測助量彈荷簧原裹長和根形變示量；(2置)根據(jù)府實(shí)驗(yàn)合目的,實(shí)驗(yàn)與中需角要測鈔量的崗物理尤量有健彈簧鉛的原邪長、取彈簧昌所受耕外力臥與對羊應(yīng)的勿伸長妨量(或與炸彈簧扔對應(yīng)稍的長藏度)；(3逝)取圖獻(xiàn)象中(0頃.5誘,0釘)和(3瓣.5干,6嘉)兩個廢計數(shù)嫁點(diǎn),代入F＝kx可得k＝20樹0醫(yī)N/妥m,由于腸彈簧便自重餐的原宏因,使得扶彈簧廳不加約外力駱時就孤有形筒變量.(4劉)根據(jù)驚完成江實(shí)驗(yàn)針的合隊理性謠可知堵先后刊順序法為CB咽DA酷EF古G.【答案】(1道)刻度誘尺(2涉)彈簧鼓原長,彈簧肝所受駝外力判與對最應(yīng)的王伸長葵量(或與錢對應(yīng)章的長臟度)(3踐)2籮00彈簧夾自重(4放)C遼BD拔AE本FG題型2實(shí)驗(yàn)辱數(shù)據(jù)梨的處府理在“探究眠彈力臘和彈狐簧伸潑長量印的關(guān)悶系,并測鑒定彈大簧的更勁度罵系數(shù)”的實(shí)留驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)凍裝置駕如圖2－4－4.所用家的每黨個鉤艙碼的滋重力紋相當(dāng)唯于對逮彈簧樸提供弦了向打右恒床定的局拉力.實(shí)驗(yàn)?zāi)驎r先含測出江不掛犯鉤碼冰時彈扮簧的省自然咐長度,再將5個鉤打碼逐牲個掛哲在繩病子的慈下端,每次腹測出顛相應(yīng)床的彈覽簧總照長度.例2圖2－4－4(1盆)有一哭個同單學(xué)通湯過以浙上實(shí)液驗(yàn)測變量后霞把6組數(shù)涂據(jù)描或點(diǎn)在彎坐標(biāo)性圖2－4－5中,請作幼出F-L圖線.圖2－4－5(2碌)由此材圖線悄可得彈出該螞彈簧蝕的原膠長L0＝__刃__夫__奏_c窮m,勁度超系數(shù)k＝__干__酒__巾__汽N枯/m溪.(3格)試根并據(jù)以濁上該駐同學(xué)尚的實(shí)趁驗(yàn)情云況,請你籠幫助阿他設(shè)脅計一轎個記租錄實(shí)戒驗(yàn)數(shù)穗據(jù)的斑表格(不必淡填寫麗其實(shí)羅驗(yàn)測皂得的蒙具體愉數(shù)據(jù)).(4拳)該同賴學(xué)實(shí)薄驗(yàn)時,把彈蘭簧水攀平放遮置與徐彈簧圈懸掛油放置淹相比恭較.優(yōu)點(diǎn)捕在于趕：__亮__們__淹__飾__誓__悟__千__膛__杯__厘__者_(dá)_淘__齒__越__吳__敞__吸__庭__發(fā)__桂__病__勸__愈__劇__院__久__薄__美__耕__轎__周_.缺點(diǎn)魂在于欠：__掩__五__旺__線__方__舍__鏈__緞__疾__惡__具_(dá)_本__住__仰__木__咬__績__粥__雜__拿__麥__蓮__恒__明__抽__叫__忘__百__概__獲__裙__阿_.【解析】(1誦)用平虎滑的壁曲線納將各之點(diǎn)連秧接起遭來,如圖2－4－6所示慢：圖2－4－6(2廢)彈簧暴的原塞長L0即為項(xiàng)彈力賴為零罵時彈滅簧的置長度,由圖融象可斑知,L0＝5×10－2m＝5鴿cm絞.勁度蹤蝶系數(shù)丈為圖圾象直牧線部辰分的磚斜率,k＝20河N言/m隔.(3徐)記錄盆數(shù)據(jù)濤的表壤格如誦下表謹(jǐn)：次數(shù)123456彈力F/N彈簧的長度L/×10－2m(4予)優(yōu)點(diǎn)滋是：溪避免緊彈簧技自身幅所受狼重力裂對實(shí)煌驗(yàn)的艙影響緣瑞；缺點(diǎn)輔是：儀彈簧去與桌佳面及甘繩子狠與滑叛輪間具存在踢的摩舌擦造字成實(shí)猛驗(yàn)的猾誤差托增大.【答案】見解郵析題型3創(chuàng)新掌實(shí)驗(yàn)(2跑01絨0·高考墊浙江割卷)在“探究閥彈簧識彈力牌大小修與伸陽長量吧的關(guān)發(fā)系”的實(shí)丘驗(yàn)中,甲、舌乙兩戴位同薪學(xué)選饅用不宗同的蒼橡皮羞繩代另替彈盈簧,為測舌量橡過皮繩富的勁童度系鍬數(shù),他們掘在橡亦皮繩和下端愚依次蜂逐個農(nóng)掛上忠鉤碼(每個電鉤碼視的質(zhì)圾量均晉為m＝0.隊1啦kg勢,取g＝10止m完/s2),例3并記技錄繩咬下端悟的坐黑標(biāo)x加i(下標(biāo)i表示取掛在病繩下殺端鉤揀碼個支數(shù)),然后景逐個愧拿下端鉤碼,同樣澇記錄液繩下鵲端的摸坐標(biāo)x減i,繩下氣端坐汽標(biāo)的駕平均價值xi＝(x加i＋x減i)/在2的數(shù)鎮(zhèn)據(jù)如卸下表愁：掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)(xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1劫)同一里橡皮飾繩的x加i__寺__青__殿__x減i(“大于”或“小于”)(2險)_圖__郵__搶__魂_同學(xué)窯的數(shù)叛據(jù)更薦符合挺實(shí)驗(yàn)暑要求(“甲”或“乙”)；(3所)選擇鑒一組垂數(shù)據(jù)典用作中圖法麻得出捐該橡奮皮繩缺的勁浙度系唇數(shù)k(N河/m釣)；(4側(cè))為了擁更好蹲地測糖量勁緒度系場數(shù),在選搶用鉤躁碼時枕需考闖慮的箱因素頑有哪豆些？【解析】(1滾)小于(2擊)乙(3熄)由所傅給數(shù)描據(jù)得容改變覆量如跨下表蘭所示掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)改變量(xi－x1/mm)甲乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5由上而表作年圖得圖2－4－7由圖桌可得k乙＝57～70瀉(N距/m迅