物理第2章 相互作用 實(shí)驗(yàn)2 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 新人教版

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1、相相 互互 作作 用用第 二 章實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系1 1基 礎(chǔ) 知 識(shí) 梳 理基 礎(chǔ) 知 識(shí) 梳 理2 2核 心 考 點(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 突 破3 32 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)探究彈力與_的定量關(guān)系。 (2)學(xué)會(huì)利用圖象研究?jī)蓚€(gè)物理量之間的關(guān)系的方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 (1)如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與_大小相等。彈簧伸長(zhǎng)彈簧伸長(zhǎng) 鉤碼總重力鉤碼總重力 平滑的曲線平滑的曲線 三、實(shí)驗(yàn)器材 除輕質(zhì)彈簧(一根)，鉤碼(一盒)，刻度尺，鐵架臺(tái)外，還需_，_三角

2、板。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)如圖所示，將鐵架臺(tái)放于桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺(分度值為1mm)固定于鐵架臺(tái)上，并用_檢查刻度尺是否豎直。 (2)記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度L0。重錘線重錘線 坐標(biāo)紙坐標(biāo)紙 重錘線重錘線 (3)在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對(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xnLnL0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(zhǎng)量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸，計(jì)算出所掛鉤 碼的總重力，這個(gè)總重力就等

3、于_的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格。 (6)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，最好以_為縱坐標(biāo)，以彈簧的_為橫坐標(biāo)。彈力彈力 彈力彈力F 伸長(zhǎng)量伸長(zhǎng)量x 鉤碼個(gè)數(shù)刻度伸長(zhǎng)量x彈力F0L01L1x1L1L0F12L2x2L2L0F23L3x3L3L0F36L6x6L6L0F6 (7)按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)。所畫的點(diǎn)不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。 (8)以彈簧的伸長(zhǎng)為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)。 (9)解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。 五、誤差分析 1鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確帶來誤差。

4、2畫圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來誤差。 六、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不要超過彈性限度：實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超過彈簧的彈性限度。 3盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)：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。核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)突破教材原型實(shí)驗(yàn)鉤碼個(gè)數(shù)n/個(gè)123456指針的位置x/cm11.0013.0015.0017.0018.0018.50 (1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中描點(diǎn)作圖，畫出鉤碼個(gè)數(shù)n與彈簧末端指針位置x的關(guān)系圖線。 (2)已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，重力加速度g9.

5、8m/s2。根據(jù)圖線可計(jì)算該彈簧的勁度系數(shù)k_N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)由于彈簧自身有重量，小明在測(cè)量時(shí)沒有考慮彈簧自重，這樣導(dǎo)致勁度系數(shù)的測(cè)量值與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”“相等”)。 答案：(1)如圖所示24.5 相等相等 作圖的規(guī)則： 要在坐標(biāo)軸上標(biāo)明軸名、單位，恰當(dāng)?shù)剡x取縱軸、橫軸的標(biāo)度，并根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)正確確定坐標(biāo)起點(diǎn)，使所作出的圖象幾乎占滿整個(gè)坐標(biāo)圖紙。若彈簧原長(zhǎng)較長(zhǎng)，則橫坐標(biāo)起點(diǎn)可以不從零開始選擇。 作圖線時(shí)，盡可能使直線通過較多坐標(biāo)描點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱分布在直線的兩側(cè)(若有個(gè)別點(diǎn)偏離太遠(yuǎn)，則是因偶然誤差太大所致，應(yīng)舍去)。 要注意坐標(biāo)軸代表的物理量

6、的意義，注意分析圖象的斜率、截距的意義。類題演練類題演練 1 拉力太大，超過了彈簧的彈性限度拉力太大，超過了彈簧的彈性限度 1.0 A 解析圖線向上彎曲的原因是拉力超出了彈簧的彈性限度，注意該圖象中縱坐標(biāo)為伸長(zhǎng)量，橫坐標(biāo)為拉力，斜率的倒數(shù)為勁度系數(shù)，由此可求出kB1.0N/cm，由于A的勁度系數(shù)小，因此以A制成的測(cè)力計(jì)精確度較高。 (2017湖北襄陽五中模擬)在探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，某同學(xué)把兩根輕質(zhì)彈簧如圖甲連接起來進(jìn)行探究。類題演練類題演練 2 (1)某次測(cè)量時(shí)如圖乙所示，指針示數(shù)為_cm。 (2)在彈性限度內(nèi)，將50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如下表。用表

7、中數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)為_N/m(g取10m/s2)(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。由表中數(shù)據(jù)_(填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)。16.00 12.66 能能鉤碼數(shù)123LA/cm15.7619.7123.66LB/cm29.9635.7641.51本實(shí)驗(yàn)一般是在教材實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新情景進(jìn)行考查，因此，要在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問題。實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新高考考情演變求解智能化1.彈力的獲得：彈簧豎直懸掛，重物的重力作為彈簧的拉力，存在彈簧自重的影響彈簧水平使用，重物的重力作為彈簧的拉力，消除了彈簧自重的影響。2圖象的獲得：由坐標(biāo)

8、紙作圖得Fx圖象由傳感器和計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)直接得Fx圖象。 該同學(xué)取一段金屬絲水平固定在固定裝置上，將一重物掛在金屬絲的中點(diǎn)，其中點(diǎn)發(fā)生了一個(gè)微小下移h(橫截面面積的變化可忽略不計(jì))。用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為D；用游標(biāo)卡尺測(cè)得微小下移量為h；用米尺測(cè)得金屬絲的原長(zhǎng)為2L；用天平測(cè)出重物的質(zhì)量m(不超量程)。用游標(biāo)卡尺測(cè)長(zhǎng)度時(shí)如圖乙所示，圖丙是圖乙的放大圖(放大對(duì)齊刻度線附近的部分)，讀數(shù)是_mm。8.94 類題演練類題演練 3 (1)某同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量后把6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)系圖乙中，請(qǐng)作出FL圖線。 (2)由此圖線可得出該彈簧的原長(zhǎng)L0_cm，勁度系數(shù)k_ N/m。 (3)試根據(jù)該

9、同學(xué)以上的實(shí)驗(yàn)情況，幫他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。(不必填寫其實(shí)驗(yàn)測(cè)得的具體數(shù)據(jù)) (4)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較， 優(yōu)點(diǎn)在于：_； 缺點(diǎn)在于：_。520 可以避免彈簧自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可以避免彈簧自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 彈簧與刻度尺及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪?shí)驗(yàn)誤差彈簧與刻度尺及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪?shí)驗(yàn)誤差 答案：(1)見解析(3)見解析 解析(1)作出FL圖線，如圖所示。 (3)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格為： (4)彈簧水平放置的優(yōu)點(diǎn)在于：可以避免彈簧自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響：缺點(diǎn)在于：彈簧與刻度尺及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪?shí)驗(yàn)誤差。鉤碼個(gè)數(shù)012345彈力F/N彈簧長(zhǎng)度L/(102m)