《（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(shí)驗(yàn) 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件》由會(huì)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(shí)驗(yàn) 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第6講實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系知識(shí)梳理知識(shí)梳理實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理(1)在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng),平衡時(shí)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(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出,伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了。1.(多選)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,以下說(shuō)法正確的是()A.彈簧被拉伸時(shí),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(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D.用幾個(gè)不同的彈簧,分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量,得

2、出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等AB答案答案AB本實(shí)驗(yàn)應(yīng)以需要研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,在其彈性限度內(nèi)通過(guò)增減鉤碼的數(shù)目,以改變對(duì)彈簧的拉力,來(lái)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系,彈簧的伸長(zhǎng)量應(yīng)為彈簧的長(zhǎng)度減去彈簧的原長(zhǎng)。所以選項(xiàng)A、B正確,C、D錯(cuò)誤。2.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組將不同數(shù)量的鉤碼分別掛在豎直彈簧下端,進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù),利用描點(diǎn)法作出了所掛鉤碼的重力G與彈簧總長(zhǎng)L的關(guān)系圖像,如圖所示。根據(jù)圖像回答以下問(wèn)題:(1)彈簧的原長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí),彈簧長(zhǎng)10cm,即彈簧原長(zhǎng)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(zhǎng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理深化拓展深化拓展考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)與數(shù)據(jù)處理1.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置:要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。(2)不要超過(guò)彈性限度:實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多,以免超

4、過(guò)彈簧的彈性限度。(3)盡量多測(cè)幾組:要使用輕質(zhì)彈簧,且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。(4)觀察所描點(diǎn)的走向:不要畫折線。(5)統(tǒng)一單位:記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)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(cè)量數(shù)據(jù),在建好直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)紙上描點(diǎn),以彈簧的彈力F為縱軸,彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫軸,根據(jù)描點(diǎn)的情況,作出一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線。(2)列表法:將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中,研究測(cè)量的數(shù)據(jù),可發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的比值是一常量。(3)函數(shù)法:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),找出彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的函數(shù)關(guān)系。1-1如圖甲所示,用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)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(zhǎng)量的關(guān)系。(1)為完成實(shí)驗(yàn),還需要的實(shí)驗(yàn)器材有:刻度尺刻度尺。(2)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有:彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量（或長(zhǎng)度）彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量（或長(zhǎng)度）。(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長(zhǎng)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(guò)原點(diǎn)的原因是彈簧自重彈簧自重。(4)為完成該實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組(x、F)對(duì)應(yīng)的點(diǎn),并用平滑的曲線連接起來(lái)B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度l0C.將鐵架臺(tái)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(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)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(zhǎng)量為自變量,寫出彈力與伸長(zhǎng)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(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái):CBDAEFG。答案答案(1)刻度尺(2)彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量(或長(zhǎng)度)(3)200彈簧自重(4)CBDAEFG解析解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來(lái)測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度;(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有彈簧的原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量(或長(zhǎng)度);(3)取圖像中(0.5cm,0

7、N)和(3.5cm,6N)兩個(gè)點(diǎn),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(shí)就有形變量;(4)根據(jù)完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知先后順序?yàn)镃BDAEFG。1-2某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示:一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛,7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處;通過(guò)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(shí),各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí),各指針的位置記為x。測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)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(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)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(bǔ)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(guò)原點(diǎn)。若

9、從實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(guò)程略,圖見(jiàn)答案。(3)因-n圖線是一條過(guò)原點(diǎn)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(zhǎng)l0的關(guān)系為n=l0,故k=(N/m)。0mgxx20.100 9.80(5.264.06)101k1k1k31.75 10n600.118803.47l