《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題二 第4講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題二 第4講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則課件（28頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 4 講實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則考點(diǎn) 1 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)探究彈力與彈簧的伸長量的定量關(guān)系.(2)學(xué)會(huì)利用圖象研究兩個(gè)物理量之間的關(guān)系的方法2實(shí)驗(yàn)原理(1)如圖 241 所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會(huì)伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與重力大小相等圖 241(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(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小 F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量 x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組(x，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探究彈力大小與伸長量間的關(guān)系3實(shí)驗(yàn)器材輕質(zhì)彈簧(一根)、鉤碼(一盒)、刻

2、度尺、鐵架臺(tái)、重錘線、坐標(biāo)紙、三角板等4實(shí)驗(yàn)步驟(1)如圖 242 所示，將鐵架臺(tái)放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)的橫梁上，在接近彈簧處將刻度尺(最小分度為 1 mm )固定于鐵架臺(tái)上，并檢查刻度尺是否豎直.圖 242(2)記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度 L0 .(3)在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼，記下靜止時(shí)彈簧所對(duì)應(yīng)的刻度 L1.(4)用上面方法，記下彈簧下端掛 2 個(gè)、3 個(gè)、4 個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度 L2、L3、L4 ，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中.(5)用 xnLn L0 計(jì)算出彈簧掛 1 個(gè)、2 個(gè)、3 個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的伸長量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?g，計(jì)算出所掛鉤

3、碼的總重力，這個(gè)總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格.5數(shù)據(jù)處理(1)建立坐標(biāo)系：標(biāo)明橫軸和縱軸所表示的物理量及單位(2)標(biāo)度：標(biāo)度要適當(dāng)，讓所得到的圖線布滿整個(gè)坐標(biāo)系(3)描點(diǎn)：描點(diǎn)時(shí)要留下痕跡(4)連線： 讓盡可能多的點(diǎn)落在同一直線上，讓其余的點(diǎn)落在直線的兩側(cè)，誤差較大的點(diǎn)舍棄(5)根據(jù)圖象作出結(jié)論1(雙選) (2010 年深圳聯(lián)考)如圖 243 甲所示，一個(gè)彈簧一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連當(dāng)對(duì)彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時(shí)，在電腦上得到了彈簧形變量與彈簧產(chǎn)生的彈力大小的關(guān)系圖象，如圖乙所示則下列判斷正確的是()圖 243答案：答案：CDA彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度

4、成正比B彈力增加量與對(duì)應(yīng)的彈簧長度成正比C該彈簧的勁度系數(shù)是 200 N/mD該彈簧受到反向壓力時(shí)，勁度系數(shù)不變解析：由圖乙知，F(xiàn)x 是一個(gè)過原點(diǎn)的直線，k200.10N/m200 N/m，可知 A 錯(cuò)，彈力增加量與對(duì)應(yīng)的彈簧長度的增加量成正比，與對(duì)應(yīng)的彈簧長度不成正比，B 錯(cuò)C、D 正確2(2010 年安徽三校聯(lián)考)某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問題：一輕彈簧豎直懸掛于某一深度為 h25.0 cm，且開口向下的小筒中(沒有外力作用時(shí)彈簧的下部分位于筒內(nèi)，但測力計(jì)可以同彈簧的下端接觸)，如圖 244 甲所示，如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒的下端彈簧的長度 l，現(xiàn)要測出彈簧

5、的原長 l0 和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過改變 l 而測出對(duì)應(yīng)的彈力 F，作出 Fl 變化的圖線如圖乙所示，則彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，彈簧的原長 l0_m.圖 24430200.20.1N/m此 Fl 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.因100 0.15圖 24430200.20.1N/m此 Fl 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.因100 0.15圖 244

6、30200.20.1N/m此 Fl 圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)，k100 N/m，k(hl0)10 N，得 l00.15 m.解析：由胡克定律可得 Fkxk(hll0)k(hl0)kl.因答案：答案：100 0.15考點(diǎn) 2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證力的平行四邊形定則2實(shí)驗(yàn)器材：方木板、白紙、彈簧測力計(jì)(兩個(gè))、刻度尺、圖釘、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、鉛筆等3實(shí)驗(yàn)原理：利用測力計(jì)測力作矢量圖驗(yàn)證力的平行四邊形定則4實(shí)驗(yàn)步驟(1)把橡皮條的一端固定在板上的 A 點(diǎn).(2)用兩條細(xì)繩結(jié)在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)伸長到 O 點(diǎn)(如圖

7、245).圖 245(3)用鉛筆記下 O 點(diǎn)的位置，畫下兩條細(xì)繩的方向，并記下兩個(gè)測力計(jì)的讀數(shù).(4)在紙上按比例作出兩個(gè)力 F1、F2 的圖示，用平行四邊形定則求出合力 F.(5)只用一個(gè)測力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條上的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置 O 點(diǎn)，記下測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向，按同樣的比例作出這個(gè)力 F的圖示，比較 F與用平行四邊形定則求得的合力 F 的大小是否相等、方向是否相同(6)改變 F1 和 F2 的夾角和大小，再做兩次5注意事項(xiàng)(1)用彈簧測力計(jì)測拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧測力計(jì)的軸線方向，橡皮條、彈簧測力計(jì)和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)(2)同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置 O

8、 必須保持不變(3)使用彈簧測力計(jì)測力時(shí)，拉力適當(dāng)大一些(4)畫力的圖示時(shí)應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度盡量使圖畫的大些，同一次實(shí)驗(yàn)中標(biāo)度應(yīng)該相同，要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力3將橡皮筋的一端固定在 A 點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為 5 N、最小刻度為 0.1 N 的彈簧測力計(jì)，沿著不同的方向拉彈簧測力計(jì)當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到 O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖 246 所示，這時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)可從圖中讀出圖 246(1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為_N和_N.(2)在下面所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力答案：(1)4.002.

9、50(2)如圖 9.圖 9熱點(diǎn) 1 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系【例 1】(2010 年福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(zhì)量均為 20 g)，每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)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(duì)應(yīng)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(shí)的橡皮筋伸長量 l與拉力 F 關(guān)系的圖象如圖 2 4 7 所示從圖象中可以得出_.(填選項(xiàng)前的字母)A增掛鉤碼時(shí) l 與 F 成正比，而減掛 鉤碼時(shí) l 與 F 不成正比B當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼

10、時(shí) 橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大C當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí) 橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的相等D增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多， 導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度圖 247解析：本題屬于中等題，解題的關(guān)鍵在于弄清為什么兩條圖象會(huì)錯(cuò)開實(shí)驗(yàn)中由于增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及時(shí)恢復(fù)原長，兩條圖象才會(huì)出現(xiàn)差異選項(xiàng) D 正確答案：答案：D1(單選)(惠州 2011 屆高三調(diào)研)某同學(xué)做“探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長 L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上砝碼后測出彈簧伸長后的長度L，把 LL0作為彈簧的伸長量 x，這樣操作，由于彈

11、簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是下列所示圖線的哪一個(gè)()C解析：由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)，彈簧的伸長量 x0，所以選 C.熱點(diǎn) 2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則【例2】某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子 A、B 上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為 O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物如圖 248 所示圖 248(1)為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_.bcda測量細(xì)繩的長度b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度d

12、記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn) O 的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_更換不同的小重物解析：本實(shí)驗(yàn)中，結(jié)點(diǎn) O 受三個(gè)拉力處于靜止?fàn)顟B(tài)，三力彼此平衡，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向只要以兩橡皮筋的伸長量(代表兩個(gè)拉力的大小)為長沿 OA、OB 方向?yàn)猷忂呑銎叫兴倪呅危灰撈叫兴倪呅蔚膶?duì)角線與懸掛重物的橡皮筋在一條直線上，與表示其拉力的線段相等，即驗(yàn)證了平行四邊形定則，故實(shí)驗(yàn)要測量橡皮筋的原長、懸掛重物后橡皮筋的長度，才能算出橡皮筋受力后的伸長量，為了確定拉力的方向，每次必須記錄結(jié)點(diǎn) O 的位置由于釘子位置固定，可改變的條件只能是所懸掛的重物的質(zhì)量，即可采用方

13、法是更換不同的小重物探究彈簧彈力與形變量之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，與驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)方法不同，但是相比之下驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)對(duì)步驟的要求更嚴(yán)格，所以在靜力學(xué)的兩個(gè)試驗(yàn)中，要著重注意驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)而驗(yàn)證彈力與形變量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，只需要記住在彈性限度內(nèi)，彈力與形變量成正比就可以了2(2010 年華師附中測試)在做“互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中有以下實(shí)驗(yàn)步驟，其合理順序是：_.(用相應(yīng)字母表示)A通過改變兩個(gè)拉力的大小和方向，從而改變橡皮條的伸長，再重復(fù)做幾次；B只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置 O，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向，按同樣比例作出這個(gè)力 F的圖示；C在桌面上放一塊方木板，在木板上墊一張白紙，把橡皮條一端固定在木板的 A 點(diǎn)；D記下兩個(gè)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)以及結(jié)點(diǎn)的位置，描下兩條細(xì)繩的方向，在紙上按比例作出力 F1和F2的圖示，用平行四邊形定則求出(作出)合力 F；E比較力 F與用平行四邊形定則求出的力 F，看它們在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否相等；F用兩條細(xì)繩結(jié)在橡皮條的另一端(即結(jié)點(diǎn))，通過細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測力計(jì)互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置 O.答案：答案：CFDBEA