《高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專訓(xùn)）實(shí)驗(yàn)《 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)《高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專訓(xùn)）實(shí)驗(yàn)《 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》》課件（40頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系。探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系。 (2)學(xué)會利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究物理規(guī)律。學(xué)會利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究物理規(guī)律。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 (1)如圖實(shí)如圖實(shí)21所示，彈簧在下端懸掛鉤碼所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的時(shí)會伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。重力大小相等。圖實(shí)圖實(shí)21超鏈接超鏈接 (2)用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量用刻度尺測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，以橫
2、坐標(biāo)表示彈簧的伸長量示彈簧的伸長量x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組(x、F)對應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線連接起來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的對應(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。圖線，就可探知彈力大小與伸長量間的關(guān)系。 三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線。坐標(biāo)紙、重垂線。 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)如圖實(shí)如圖實(shí)22所示，將鐵架臺放在桌所示，將鐵架臺放在桌面上面上(固定好固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺的，將彈簧的一端固定于鐵架臺的
3、橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為最小分度為1 mm)固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直。固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直。 (2)記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對應(yīng)的刻度記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對應(yīng)的刻度l0，即彈簧的，即彈簧的原長。原長。圖實(shí)圖實(shí)22 (3)在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止時(shí)測出彈簧的長度在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止時(shí)測出彈簧的長度l，求出彈簧的伸長量求出彈簧的伸長量x和所受的外力和所受的外力F(等于所掛鉤碼的重力等于所掛鉤碼的重力)。 (4)改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，要盡量多測幾組改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，
4、要盡量多測幾組數(shù)據(jù)，將所測數(shù)據(jù)填寫在下列表格中數(shù)據(jù)，將所測數(shù)據(jù)填寫在下列表格中記錄表：彈簧原長記錄表：彈簧原長l0_ cm。 次數(shù)次數(shù)內(nèi)容內(nèi)容123456拉力拉力F/N彈簧總長彈簧總長/cm彈簧伸長彈簧伸長/cm 五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 (1)以力為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量為橫坐標(biāo)，根據(jù)以力為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量為橫坐標(biāo)，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。 (2)按照圖中各點(diǎn)的分布與走向，作出一條平滑的圖按照圖中各點(diǎn)的分布與走向，作出一條平滑的圖線。所畫的點(diǎn)不一定正好都在這條圖線上，但要注意使線。所畫的點(diǎn)不一定正好都在這條圖線上，但要注意使圖線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。圖線兩側(cè)的
5、點(diǎn)數(shù)大致相同。 (3)以彈簧的伸長為自變量，寫出圖線所代表的函數(shù)以彈簧的伸長為自變量，寫出圖線所代表的函數(shù)表達(dá)式，并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。表達(dá)式，并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。 六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng) (1)所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超所掛鉤碼不要過重，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。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。些。 (3)測彈簧長度時(shí)，一定要在彈
6、簧豎直懸掛且處于測彈簧長度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測量，以免增大誤差。穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測量，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，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)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。但應(yīng)注意一定要使各點(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、彈簧的原長記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長l0、總、總長長l及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位。及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位。 (6)坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中。坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中。 七、誤差分析七、誤差分析 (1)鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差。鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差。 (2)
7、彈簧長度的測量和作圖時(shí)造成偶然誤差。彈簧長度的測量和作圖時(shí)造成偶然誤差。實(shí)驗(yàn)原理與操作實(shí)驗(yàn)原理與操作 例例1(2013臨沂模擬臨沂模擬)如圖實(shí)如圖實(shí)23甲所示，用鐵甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈架臺、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。性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。圖實(shí)圖實(shí)23 (1)為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：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：實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有：_。 (3)圖實(shí)圖實(shí)23乙是彈簧彈力乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量與彈簧伸長量x的的Fx圖線，由此可求出彈簧的勁
8、度系數(shù)為圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m。圖線。圖線不過原點(diǎn)的原因是由于不過原點(diǎn)的原因是由于_。 (4)為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：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)，描出以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；對應(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將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁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；上，在彈簧附近豎直固定一把刻
9、度尺； D依次在彈簧下端掛上依次在彈簧下端掛上1個(gè)、個(gè)、2個(gè)、個(gè)、3個(gè)、個(gè)、4個(gè)個(gè)鉤碼，鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表并分別記下鉤碼靜止時(shí)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；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)；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；解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義； G整理儀器。整理儀器。 請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：請將以上步驟按操作的先后順序排列出
10、來：_。 解析解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長和形變量；和形變量； (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量有彈簧的原長、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)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)的伸長量彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與彈簧對應(yīng)的長度或與彈簧對應(yīng)的長度)； (3)取圖象中取圖象中(0.5,0)和和(3.5,6)兩個(gè)點(diǎn)，代入兩個(gè)點(diǎn)，代入Fkx可得可得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。，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)楦鶕?jù)完成實(shí)驗(yàn)的
11、合理性可知先后順序?yàn)镃BDAEFG。 答案答案(1)刻度尺刻度尺(2)彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量伸長量(或與對應(yīng)的長度或與對應(yīng)的長度)(3)200彈簧自重彈簧自重 (4)CBDAEFG1.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧的實(shí)驗(yàn)中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖實(shí)得到彈力與彈簧長度的圖象如圖實(shí)24所所示。下列表述正確的是示。下列表述正確的是 ()Aa的原長比的原長比b的長的長Ba的勁度系數(shù)比的勁度系數(shù)比b的大的大Ca的勁度系數(shù)比的勁度系數(shù)比b的小的
12、小D測得的彈力與彈簧的長度成正比測得的彈力與彈簧的長度成正比解析：圖象的橫軸截距表示彈簧的長度，解析：圖象的橫軸截距表示彈簧的長度，l2l1，A錯(cuò)誤，圖象錯(cuò)誤，圖象的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，a的斜率大于的斜率大于b的斜率，的斜率，B正確，正確，C錯(cuò)誤，圖象不過原點(diǎn)，錯(cuò)誤，圖象不過原點(diǎn)，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案：答案：B題組演練題組演練圖實(shí)圖實(shí)242(2012廣東高考廣東高考)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在彈簧軸線和刻度
13、尺都應(yīng)在_方向方向(填填“水平水平”或或“豎直豎直”)。(2)彈簧自然懸掛，待彈簧彈簧自然懸掛，待彈簧_時(shí)，長度記為時(shí)，長度記為L0；彈；彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增；在砝碼盤中每次增加加10 g砝碼，彈簧長度依次記為砝碼，彈簧長度依次記為L1至至L6，數(shù)據(jù)如下表：，數(shù)據(jù)如下表：代表代表符號符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值數(shù)值(cm)25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_。由表。由表可知所用刻度尺的最小分度為
14、可知所用刻度尺的最小分度為_。(3)如圖實(shí)如圖實(shí)25是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與是彈簧長度與_的差值的差值(填填“L0”或或“Lx”)。圖實(shí)圖實(shí)25(4)由圖可知彈簧的頸度系數(shù)為由圖可知彈簧的頸度系數(shù)為_N/m；通過圖和；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為表可知砝碼盤的質(zhì)量為_g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取重力加速度取9.8 m/s2)。答案：答案：(1)豎直豎直(2)靜止靜止L31 mm(3)Lx(4)4.910數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析 例例2利用如圖實(shí)利用如圖實(shí)26甲所示
15、裝置做甲所示裝置做“探究彈力和彈探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系簧伸長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。所用的鉤碼每只的質(zhì)量為實(shí)驗(yàn)。所用的鉤碼每只的質(zhì)量為30 g。實(shí)驗(yàn)中，。實(shí)驗(yàn)中，先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛在個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧下端，穩(wěn)定后依次測出相應(yīng)的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在彈簧下端，穩(wěn)定后依次測出相應(yīng)的彈簧總長度，將數(shù)據(jù)填在表中。表中。(彈力始終未超過彈性限度，取彈力始終未超過彈性限度，取g10 m/s2)記錄數(shù)據(jù)組記錄數(shù)據(jù)組123456鉤碼總質(zhì)量鉤碼總質(zhì)量(g)0306090120150彈簧總長彈簧總長(cm)6.007.118.209.3110.401
16、1.52 (1)在圖實(shí)在圖實(shí)26乙坐標(biāo)系中作出彈簧彈力大小乙坐標(biāo)系中作出彈簧彈力大小F跟彈跟彈簧總長度簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系的圖線。之間的函數(shù)關(guān)系的圖線。圖實(shí)圖實(shí)26 (2)由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)k_ N/m。(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字) 解析解析(1)彈力大小彈力大小F跟彈簧總長跟彈簧總長度度x之間的函數(shù)關(guān)系圖線如圖實(shí)之間的函數(shù)關(guān)系圖線如圖實(shí)27所示。所示。 (2)彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù)k等于等于Fx關(guān)關(guān)系圖線的斜率。系圖線的斜率。答案答案(1)圖見解析圖見解析(2)27圖實(shí)圖實(shí)27題組演練題組演練3(2011安徽高考安徽高考)為了測量某一彈簧的
17、勁度系數(shù)，將該彈為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼。實(shí)驗(yàn)簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼。實(shí)驗(yàn)測出了砝碼質(zhì)量測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點(diǎn)已的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點(diǎn)已在圖實(shí)在圖實(shí)28上標(biāo)出。上標(biāo)出。(g9.8 m/s2)圖實(shí)圖實(shí)28(1)作出作出ml的關(guān)系圖線；的關(guān)系圖線；(2)彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為_N/m。解析：解析：(1)畫一條直線盡量通過較多的點(diǎn)，如圖所示。畫一條直線盡量通過較多的點(diǎn)，如圖所示。答案：答案：(1)見解析圖見解析圖(2)0.261(在在0.2480.262間均可間均可)4(2012深圳調(diào)
18、研深圳調(diào)研)某同學(xué)利用如圖實(shí)某同學(xué)利用如圖實(shí)29(a)裝置做裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。的實(shí)驗(yàn)。(1)在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持_狀態(tài)。狀態(tài)。(2)他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖實(shí)他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖實(shí)29(b)所示的彈力大小所示的彈力大小F與彈簧長度與彈簧長度x的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長x0_ cm，勁度系數(shù)，勁度系數(shù)k_ N/m。圖實(shí)圖實(shí)29(3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖實(shí)簧秤上的示數(shù)如圖
19、實(shí)29(c)所示時(shí)，該彈簧的長度所示時(shí)，該彈簧的長度x_ cm。解析：圖線在橫軸上的截距等于彈簧的原長解析：圖線在橫軸上的截距等于彈簧的原長x04.00 cm，圖線斜率等于彈簧的勁度系數(shù)，圖線斜率等于彈簧的勁度系數(shù)k50 N/m。把該彈。把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)為簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)為3.0 N時(shí)，彈時(shí)，彈簧伸長簧伸長x6 cm。該彈簧的長度。該彈簧的長度xx0 x10 cm。答案：答案：(1)豎直豎直(2)4.0050(3)10 例例3在在“探究彈簧伸長量與彈力的關(guān)探究彈簧伸長量與彈力的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)
20、驗(yàn)裝置如圖實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)210所示。所用的每個(gè)鉤所示。所用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度。在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度。實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新圖實(shí)圖實(shí)210 (1)有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測量后把有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖實(shí)坐標(biāo)圖實(shí)211中，請作出中，請作出FL圖線。圖線。圖實(shí)圖實(shí)211 (2)由此圖線可得出的結(jié)論是由此圖線可得出的結(jié)
21、論是_。該彈簧的原長為該彈簧的原長為L0_ cm，勁度系數(shù)，勁度系數(shù)k_ N/m。 (3)試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請你幫助他設(shè)計(jì)一試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。(不必填寫其實(shí)驗(yàn)測得的具體數(shù)不必填寫其實(shí)驗(yàn)測得的具體數(shù)據(jù)據(jù))解析解析(1)如圖實(shí)如圖實(shí)212所示所示圖實(shí)圖實(shí)212 (2)由圖線可得出的結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈力和彈由圖線可得出的結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈力和彈簧的伸長量成正比。彈簧的原長為簧的伸長量成正比。彈簧的原長為10 cm，勁度系數(shù)，勁度系數(shù)k25 N/m。 (3)如下表所示如下表所示次數(shù)次數(shù)123456彈力彈力F/N彈簧
22、的長度彈簧的長度L/(102m )答案答案見解析見解析 一、本題創(chuàng)新點(diǎn)分析一、本題創(chuàng)新點(diǎn)分析 1.源于教材源于教材本例中所使用的器材及探究原理與本實(shí)驗(yàn)是相本例中所使用的器材及探究原理與本實(shí)驗(yàn)是相同的。同的。 2.高于教材高于教材本實(shí)驗(yàn)中將彈簧水平放置，避免了彈簧自身重本實(shí)驗(yàn)中將彈簧水平放置，避免了彈簧自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響。力對實(shí)驗(yàn)的影響。 二、本實(shí)驗(yàn)還可以從以下方面進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新二、本實(shí)驗(yàn)還可以從以下方面進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新 (一一)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 1.在實(shí)驗(yàn)操作中若彈簧的自然長度是在彈簧水平自然狀態(tài)下測在實(shí)驗(yàn)操作中若彈簧的自然長度是在彈簧水平自然狀態(tài)下測出的，則發(fā)現(xiàn)出的，則發(fā)現(xiàn)Fx圖象不過原點(diǎn)，圖線
23、在圖象不過原點(diǎn)，圖線在x軸上有截距，其截距的軸上有截距，其截距的物理意義是什么？物理意義是什么？ 提示：圖線在提示：圖線在x軸上的截距表示彈簧重力引起彈簧的伸長量。軸上的截距表示彈簧重力引起彈簧的伸長量。 2若實(shí)驗(yàn)做出的若實(shí)驗(yàn)做出的Fx圖線是曲線，說明實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了什圖線是曲線，說明實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了什么問題？么問題？ 提示：提示：Fx圖線是曲線，說明彈簧超出彈性限度。圖線是曲線，說明彈簧超出彈性限度。 (二二)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新 利用計(jì)算機(jī)及傳感器技術(shù)，將彈簧水平放置，且一端固利用計(jì)算機(jī)及傳感器技術(shù)，將彈簧水平放置，且一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連，如圖實(shí)定在傳感器上，傳感器與電腦相
24、連，如圖實(shí)213甲所示，甲所示，對彈簧施加變化的作用力對彈簧施加變化的作用力(拉力或推力拉力或推力)時(shí)，電腦上得到彈簧彈時(shí)，電腦上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖象，分析圖象力和彈簧形變量的關(guān)系圖象，分析圖象(如圖乙所示如圖乙所示)得出結(jié)論。得出結(jié)論。圖實(shí)圖實(shí)213題組演練題組演練5英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：金屬絲或金屬桿在彈性限度英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)它的伸長量與拉力成正比，這就是著名的胡克定律。內(nèi)它的伸長量與拉力成正比，這就是著名的胡克定律。這一發(fā)現(xiàn)為后人對材料的研究奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)有一根這一發(fā)現(xiàn)為后人對材料的研究奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿，長為用新材料制
25、成的金屬桿，長為4 m，橫截面積為，橫截面積為0.8 cm2，設(shè)計(jì)要求它受到拉力后伸長不超過原長的，設(shè)計(jì)要求它受到拉力后伸長不超過原長的1/1 000，問它能承受的最大拉力為多大？由于這一拉力，問它能承受的最大拉力為多大？由于這一拉力很大，桿又較長，直接測試有困難，因此，選用同種很大，桿又較長，直接測試有困難，因此，選用同種材料制成樣品進(jìn)行測試，通過測試取得數(shù)據(jù)如下：材料制成樣品進(jìn)行測試，通過測試取得數(shù)據(jù)如下：長度長度/m拉力拉力/N截面積截面積/cm22505007501 00010.050.040.080.120.1620.050.080.160.240.3210.100.020.040.
26、060.08伸長伸長量量/cm(1)測試結(jié)果表明金屬絲或金屬桿受拉力作用后其伸長量與測試結(jié)果表明金屬絲或金屬桿受拉力作用后其伸長量與材料的長度成材料的長度成_比，與材料的截面積成比，與材料的截面積成_比。比。(2)上述金屬桿所能承受的最大拉力為上述金屬桿所能承受的最大拉力為_N。解析：解析：(1)取截面積相同、長度不同的兩組數(shù)據(jù)來研究受拉力取截面積相同、長度不同的兩組數(shù)據(jù)來研究受拉力后伸長量與長度的關(guān)系，由兩組數(shù)據(jù)可得出它們成正比的關(guān)后伸長量與長度的關(guān)系，由兩組數(shù)據(jù)可得出它們成正比的關(guān)系；取長度相同、截面積不同的兩組數(shù)據(jù)來研究受拉力后其系；取長度相同、截面積不同的兩組數(shù)據(jù)來研究受拉力后其伸長量
27、與截面積的關(guān)系，由數(shù)據(jù)分析不難得出它們成反比。伸長量與截面積的關(guān)系，由數(shù)據(jù)分析不難得出它們成反比。答案：答案：(1)正反正反(2)104圖實(shí)圖實(shí)2146.為了探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系，為了探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系，某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如簧進(jìn)行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖實(shí)圖實(shí)214所示圖象。所示圖象。(1)從圖象上看，該同學(xué)沒能完全按照實(shí)驗(yàn)要求做，從而使從圖象上看，該同學(xué)沒能完全按照實(shí)驗(yàn)要求做，從而使圖象上端成為曲線，圖象上端成為曲線是因?yàn)閳D象上端成為曲線，圖象上端成為曲線是因?yàn)開。(2)這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為這兩根
28、彈簧的勁度系數(shù)分別為_N/m和和_N/m；若要制作一個(gè)精確程度較高的彈簧測力計(jì)，應(yīng)選彈簧若要制作一個(gè)精確程度較高的彈簧測力計(jì)，應(yīng)選彈簧_。(3)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析，請對這個(gè)研究課題提出一個(gè)從上述數(shù)據(jù)和圖線中分析，請對這個(gè)研究課題提出一個(gè)有價(jià)值的建議。有價(jià)值的建議。建議：建議：_解析：解析：(1)在彈性范圍內(nèi)彈簧的彈力與形變量成正比，超過彈簧在彈性范圍內(nèi)彈簧的彈力與形變量成正比，超過彈簧的彈性范圍，則此規(guī)律不成立，所以所給的圖象上端成為曲線，的彈性范圍，則此規(guī)律不成立，所以所給的圖象上端成為曲線，是因?yàn)樾巫兞砍^彈簧的彈性限度。是因?yàn)樾巫兞砍^彈簧的彈性限度。(3)建議：實(shí)驗(yàn)中鉤碼不能掛太多
29、，控制在彈性限度內(nèi)。建議：實(shí)驗(yàn)中鉤碼不能掛太多，控制在彈性限度內(nèi)。答案：答案：(1)形變量超過彈簧的彈性限度形變量超過彈簧的彈性限度(2)66.7200甲甲(3)見解析見解析(1)為了驗(yàn)證猜想，可以通過實(shí)驗(yàn)來完成。實(shí)驗(yàn)所需的器為了驗(yàn)證猜想，可以通過實(shí)驗(yàn)來完成。實(shí)驗(yàn)所需的器材除鐵架臺外，還需要的器材有材除鐵架臺外，還需要的器材有_。(2)簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟。簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟。(3)如圖實(shí)如圖實(shí)215是實(shí)驗(yàn)得到的圖線。根據(jù)圖線得出彈是實(shí)驗(yàn)得到的圖線。根據(jù)圖線得出彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長度有怎樣的關(guān)系？簧的勁度系數(shù)與彈簧長度有怎樣的關(guān)系？圖實(shí)圖實(shí)215解析：解析：(1)刻度尺、已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼刻
30、度尺、已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼(或彈簧測或彈簧測力計(jì)力計(jì))。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：a將彈簧將彈簧B懸掛在鐵架臺上，用刻度尺測量其長度懸掛在鐵架臺上，用刻度尺測量其長度LB。b在彈簧在彈簧B的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)(如如n個(gè)個(gè))，并用刻度尺測量彈簧的長度并用刻度尺測量彈簧的長度L1。d改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧，并求出彈簧B的勁度系數(shù)的勁度系數(shù)k2的平均值。的平均值。e按實(shí)驗(yàn)步驟按實(shí)驗(yàn)步驟a、b、c、d分別求出彈簧分別求出彈簧A和和C的勁度系的勁度系數(shù)數(shù)k1和和k3的平均值。的平均值。f比較比較k1、k2、k3得到結(jié)論。得到結(jié)論。(3)從同一根彈簧上截下的幾段，越短的勁度系數(shù)越大從同一根彈簧上截下的幾段，越短的勁度系數(shù)越大(或越長的勁度系數(shù)越小或越長的勁度系數(shù)越小)。答案：見解析答案：見解析
高考物理一輪精細(xì)復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點(diǎn)撥+高考考點(diǎn)集結(jié)+考點(diǎn)專訓(xùn)）實(shí)驗(yàn)《 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系》》課件
