高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件 新人教版.ppt

,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究,考 點(diǎn),高三物理一輪復(fù)習(xí),實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 2學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究物理規(guī)律 實(shí)驗(yàn)原理 1如右圖所示，,彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會(huì)伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等 2用刻度尺測(cè)出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量x，建立直角坐標(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(cè)得的各組(x、F)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，就可探知彈力大小與伸長量間的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重錘線 實(shí)驗(yàn)步驟 1將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度l0，即原長 2如下圖所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測(cè)出此時(shí)彈簧的長度l1，記錄m1和l1，填入自己設(shè)計(jì)的表格中,3改變所掛鉤碼的質(zhì)量，測(cè)出對(duì)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.,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，寫出圖線所代表的函數(shù)，并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義 誤差分析 1鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差 2彈簧長度的測(cè)量和作圖時(shí)造成偶然誤差 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)量差適當(dāng)大一些，從而使坐標(biāo)點(diǎn)的間距盡可能大，這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些 3測(cè)彈簧長度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測(cè)量，以免增大誤差 4描點(diǎn)畫線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè) 5記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長l0、總長l及彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位 6坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中,【例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)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系 (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(cè)量的物理量有：_ (3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的Fx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_,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(4)為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下： A以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(x，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來； B記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度l0； C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)；,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,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：_,(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來測(cè)量彈簧原長和形變量； (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、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長量(或與彈簧對(duì)應(yīng)的長度)； (3)取圖象中(0.5，0)和(3.5，6)兩個(gè)點(diǎn)，代入Fkx可得k200 N/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.,解析,答案,(1)刻度尺 (2)彈簧原長、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長量(或與彈簧對(duì)應(yīng)的長度) (3)200 彈簧自重 (4)CBDAEFG,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,【例2】 某實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把彈簧平放在桌面上，用直尺測(cè)出彈簧的原長L04.6 cm，再把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的彈簧長度x，數(shù)據(jù)記錄如下表所示.,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)并作圖，如圖所示,考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,解析,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出Fx圖線； (2)由此圖線可得，該彈簧勁度系數(shù)k_N/m. (3)圖線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)大于L0的原因是_。,(3)由題意知，測(cè)彈簧的原長L0時(shí)，彈簧是平放在桌面上的當(dāng)彈簧豎直懸掛時(shí)，由于彈簧自身重力的影響，即使不掛鉤碼，彈簧也會(huì)伸長一小段，所以圖線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)大于L0.,解析,答案,(1)見解析 (2)50 (3)未考慮彈簧自身重力的影響,考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,表格顯/隱,【例3】 (2014高考新課標(biāo)全國卷)某實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，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0.100 kg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為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80 m/s2)已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長度為11.88 cm.,(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：_，_ (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1/kn圖象,解析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)若從實(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與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k_N/m.,解析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,答案,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,