《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第6講 實驗 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 第6講 實驗 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第6講實驗：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系知識梳理知識梳理實驗裝置實驗裝置實驗原理實驗原理(1)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彈簧原來的長度進行計算。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。1.(多選)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中,以下說法正確的是()A.彈簧被拉伸時,不能超出它的彈性限度B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C.用直尺測得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

2、出拉力與伸長量之比相等AB答案答案AB本實驗應(yīng)以需要研究的一根彈簧為實驗對象,在其彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目,以改變對彈簧的拉力,來探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系,彈簧的伸長量應(yīng)為彈簧的長度減去彈簧的原長。所以選項A、B正確,C、D錯誤。2.在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中,某實驗小組將不同數(shù)量的鉤碼分別掛在豎直彈簧下端,進行測量,根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù),利用描點法作出了所掛鉤碼的重力G與彈簧總長L的關(guān)系圖像,如圖所示。根據(jù)圖像回答以下問題:(1)彈簧的原長為10cm;(2)彈簧的勁度系數(shù)為1000N/m;(3)分析圖像,總結(jié)彈簧彈力F跟彈簧長度L之間的關(guān)系式為F=1000(L-0.10)(N)。

3、答案答案(1)10cm(2)1000N/m(3)F=1000(L-0.10)(N)解析解析由題圖知,當(dāng)不掛鉤碼時,彈簧長10cm,即彈簧原長為10cm;彈簧的勁度系數(shù)等于圖像的斜率,即k=N/m=1000N/m,由數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系可得彈簧彈力F跟彈簧長度L之間的關(guān)系式為F=1000(L-0.10)(N)。240(14 10)10深化拓展深化拓展考點實驗的注意事項與數(shù)據(jù)處理考點實驗的注意事項與數(shù)據(jù)處理深化拓展深化拓展考點實驗的注意事項與數(shù)據(jù)處理考點實驗的注意事項與數(shù)據(jù)處理1.注意事項注意事項(1)安裝實驗裝置:要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。(2)不要超過彈性限度:實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多,以免超

4、過彈簧的彈性限度。(3)盡量多測幾組:要使用輕質(zhì)彈簧,且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。(4)觀察所描點的走向:不要畫折線。(5)統(tǒng)一單位: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。2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(1)圖像法:根據(jù)測量數(shù)據(jù),在建好直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)紙上描點,以彈簧的彈力F為縱軸,彈簧的伸長量x為橫軸,根據(jù)描點的情況,作出一條經(jīng)過原點的直線。(2)列表法:將實驗數(shù)據(jù)填入表中,研究測量的數(shù)據(jù),可發(fā)現(xiàn)在實驗誤差允許的范圍內(nèi),彈力與彈簧伸長量的比值是一常量。(3)函數(shù)法:根據(jù)實驗數(shù)據(jù),找出彈力與彈簧伸長量的函數(shù)關(guān)系。1-1如圖甲所示,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

5、與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)為完成實驗,還需要的實驗器材有:刻度尺刻度尺。(2)實驗中需要測量的物理量有:彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量（或長度）彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量（或長度）。(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F-x圖線,由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為200N/m。圖線不過原點的原因是彈簧自重彈簧自重。(4)為完成該實驗,設(shè)計的實驗步驟如下:A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組(x、F)對應(yīng)的點,并用平滑的曲線連接起來B.記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0C.將鐵架臺固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一把刻度尺D.依次在彈簧

6、下端掛上1個、2個、3個、4個鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)的刻度,并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼E.以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與伸長量的關(guān)系式,首先嘗試寫成一次函數(shù),如果不行,則考慮二次函數(shù)F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義G.整理儀器請將以上步驟按操作的先后順序排列出來:CBDAEFG。答案答案(1)刻度尺(2)彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或長度)(3)200彈簧自重(4)CBDAEFG解析解析(1)根據(jù)實驗原理可知還需要刻度尺來測量彈簧的長度;(2)根據(jù)實驗原理,實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或長度);(3)取圖像中(0.5cm,0

7、N)和(3.5cm,6N)兩個點,代入F=kx可得k=200N/m,由于彈簧自重的原因,使得彈簧不加外力時就有形變量;(4)根據(jù)完成實驗的合理性可知先后順序為CBDAEFG。1-2某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實驗裝置如圖(a)所示:一均勻長彈簧豎直懸掛,7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度。設(shè)彈簧下端未掛重物時,各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時,各指針的位置記為x。測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈

8、數(shù),取重力加速度為9.80m/s2)。已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個彈簧的自由長度為11.88cm。圖(a)P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81/k(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整:81.7,0.0122。(2)以n為橫坐標(biāo),1/k為縱坐標(biāo),在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出-n圖像。1k圖(b)(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點。若

9、從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k=N/m。31.75 10n03.47l答案答案(1)81.70.0122(2)-n圖像如圖所示(3)(在之間均可)1k31.75 10n31.67 10n31.83 10n(在之間均可)03.47l03.31l03.62l解析解析(1)由胡克定律有k=N/m=81.7N/m,故有=0.0122m/N。(2)作圖過程略,圖見答案。(3)因-n圖線是一條過原點的直線,由圖可得圖線的斜率約為5.7110-4m/N,故有=5.7110-4n,即k=(N/m),由題分析可知彈簧的圈數(shù)n與原長l0的關(guān)系為n=l0,故k=(N/m)。0mgxx20.100 9.80(5.264.06)101k1k1k31.75 10n600.118803.47l