2019版高考物理總復(fù)習 第二章 相互作用 2-4-1 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件.ppt

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實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 01 02 03 04 實驗基礎(chǔ)梳理 實驗基礎(chǔ)梳理 實驗基礎(chǔ)梳理 1 鉤碼標值不準確 彈簧長度測量不準確帶來誤差 2 畫圖時描點及連線不準確也會帶來誤差 1 安裝裝置 要保持刻度尺豎直并靠近彈簧 2 不要超過彈性限度 實驗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 盡量多測幾組 要使用輕質(zhì)彈簧 且要盡量多測幾組數(shù)據(jù) 4 觀察所描點的走向 不要畫折線 5 統(tǒng)一單位 記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 注意事項 誤差分析 實驗熱點突破 例1 2017 蚌埠模擬 如圖1甲所示 用鐵架臺 彈簧和多個已知質(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)系實驗 1 實驗中還需要的測量工具有 毫米刻度尺 轉(zhuǎn)到解析 2 如圖乙所示 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪圖 縱軸是鉤碼質(zhì)量m 橫軸是彈簧的形變量x 由圖可知 圖線不通過原點的原因是 彈簧的勁度系數(shù)k N m 計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字 重力加速度g取9 8m s2 3 如圖丙所示 實驗中用兩根不同的彈簧a和b 畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的F L圖象 下列說法正確的是 A a的原長比b的長B a的勁度系數(shù)比b的大C a的勁度系數(shù)比b的小D 彈力與彈簧長度成正比 彈簧有重力 4 9 B 熱點一教材原型實驗 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 解析 1 實驗需要測量彈簧伸長的長度 故需要毫米刻度尺 2 圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比 則k F x 4 9N m 由圖可知 當F 0時 x大于零 說明沒有掛重物時 彈簧有伸長 是由于彈簧自身的重力造成的 故圖線不過原點的原因是彈簧有自重 實驗中沒有考慮 或忽略了 彈簧的自重 3 在圖象中橫截距表示彈簧的原長 故b的原長比a的長 選項A錯誤 在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k 故a的勁度系數(shù)比b的大 選項B正確 C錯誤 彈簧的彈力滿足胡克定律 彈力與彈簧的形變量成正比 故選項D錯誤 答案 1 毫米刻度尺 2 彈簧有重力4 9 3 B 實驗熱點突破 變式訓練1 2017 南岸區(qū)模擬 某同學在 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 時 將輕質(zhì)彈簧豎直懸掛 彈簧下端掛一個小盤 在小盤中增添砝碼 改變彈簧的彈力 通過旁邊豎直放置的刻度尺可以讀出彈簧末端指針的位置x 實驗得到了彈簧指針位置x與小盤中砝碼質(zhì)量m的圖象如圖乙所示 g取10m s2 回答下列問題 1 某次測量如圖2甲所示 指針指示的刻度值為 cm 刻度尺單位為cm 2 從圖乙可求得該彈簧的勁度系數(shù)為 N m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 18 00 轉(zhuǎn)回原題 3 另一同學在做該實驗時有下列做法 其中正確的是 A 實驗中未考慮小盤的重力B 刻度尺零刻度未與彈簧上端對齊C 讀取指針指示的刻度值時 選擇彈簧指針上下運動最快的位置讀取D 在利用x m圖線計算彈簧的勁度系數(shù)時舍棄圖中曲線部分數(shù)據(jù) 0 30 AD 實驗熱點突破 轉(zhuǎn)回原題 規(guī)律總結(jié) 反思總結(jié) 實驗數(shù)據(jù)處理的三種方法 1 圖象法 根據(jù)測量數(shù)據(jù) 在建好直角坐標系的坐標紙上描點 以彈簧的彈力F為縱軸 彈簧的伸長量x為橫軸 根據(jù)描點的情況 作出一條經(jīng)過原點的直線 2 列表法 將實驗數(shù)據(jù)填入表中 研究測量的數(shù)據(jù) 可發(fā)現(xiàn)在實驗誤差允許的范圍內(nèi) 彈力與彈簧伸長量的比值是一常數(shù) 3 函數(shù)法 根據(jù)實驗數(shù)據(jù) 找出彈力與彈簧伸長量的函數(shù)關(guān)系 實驗熱點突破 熱點二實驗拓展創(chuàng)新本實驗一般是在教材實驗原理的基礎(chǔ)上設(shè)計新情景進行考查 因此 要在教材實驗的基礎(chǔ)上注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 善于用教材中實驗的原理 方法和技巧處理新問題 高考考情演變 裝置時代化 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 消除了彈簧自身的影響 2 圖象的獲得 由坐標紙作圖得F x圖象 由傳感器和計算機輸入數(shù)據(jù)直接得F x圖象 實驗熱點突破 例2 用如圖3所示的實驗裝置研究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系 輕彈簧上端固定一個力傳感器 然后固定在鐵架臺上 當用手向下拉伸彈簧時 彈簧的彈力可從傳感器讀出 用刻度尺可以測量彈簧原長和伸長后的長度 從而確定伸長量 測量數(shù)據(jù)如表格所示 1 以x為橫坐標 F為縱坐標 在圖4的坐標紙上描繪出能夠正確反應(yīng)彈力與伸長量關(guān)系的圖線 2 由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)為 保留兩位有效數(shù)字 解析橫軸表示伸長量x 縱軸表示彈力F 按照表格數(shù)據(jù) 描點畫圖 得到一條直線 圖象斜率代表彈簧勁度系數(shù) 答案 1 如圖 2 75N m 74 76N m均正確 75N m 實驗熱點突破 變式訓練2 2017 商丘模擬 1 某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長度L關(guān)系實驗時 得到如圖5a所示的F L圖象 由圖象可知 彈簧原長L0 cm 求得彈簧的勁度系數(shù)k N m 2 按如圖b的方式掛上鉤碼 已知每個鉤碼重G 1N 使 1 中研究的彈簧壓縮 穩(wěn)定后指針指示如圖b 則指針所指刻度尺示數(shù)為 cm 由此可推測圖b中所掛鉤碼的個數(shù)為 個 3 0 200 1 50 3 解析 1 由胡克定律F k L L0 結(jié)合題圖a中數(shù)據(jù)得L0 3 0cm k 200N m 2 由題圖b知指針所示刻度為1 50cm 由F k L0 L 可求得此時彈力為F 3N 故所掛鉤碼的個數(shù)為3個 答案 1 3 0200 2 1 503 備選訓練 審題視點 1 要讓盡可能多的點分布在畫出的直線上 不在直線上的點 要盡可能均勻分布在直線兩側(cè) 偏離直線較遠的點舍去 2 由F kx求k 備選訓練1 2011 安徽卷 21 1 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 實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù) 其對應(yīng)點已在圖中標出 g 9 8m s2 作出m l的關(guān)系圖線 彈簧的勁度系數(shù)為 N m 0 259 注意畫線方法 備選訓練 備選訓練2 2016 長春質(zhì)量監(jiān)測 在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時 某同學先按圖6對彈簧甲進行探究 然后把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來按圖7進行探究 在彈簧彈性限度內(nèi) 將質(zhì)量為m 50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端 分別測得圖6 圖7中彈簧的長度L1 L2 如下表所示 1 已知重力加速度g 9 8m s2 要求盡可能多地利用測量數(shù)據(jù) 計算彈簧甲的勁度系數(shù)k N m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 2 由表中數(shù)據(jù) 填 能 或 不能 計算出彈簧乙的勁度系數(shù) 49能 轉(zhuǎn)到解析 備選訓練 轉(zhuǎn)回原題 備選訓練 備選訓練3 某同學探究一條橡皮筋的彈力和伸長量之間的關(guān)系 實驗時使用了一條拉伸一定長度后粗細會明顯變化的橡皮筋 利用彈簧秤測出橡皮筋彈力的大小 利用刻度尺測出橡皮筋的長度 1 某次測橡皮筋的彈力時 彈簧秤的示數(shù)如圖8所示 讀數(shù)為 N 2 該同學根據(jù)實驗測得的橡皮筋的彈力F與橡皮筋伸長量 x的數(shù)據(jù)作出F x圖象 如圖9所示 從圖上可以看出 在彈力較小時 橡皮筋的彈力與伸長量的關(guān)系遵循胡克定律 這時橡皮筋的勁度系數(shù)為 N m 3 由圖9可以看出 當拉力較大時 橡皮筋的彈力與伸長量的比值發(fā)生了明顯的變化 這時拉力越大 橡皮筋越 填 容易 或 不容易 發(fā)生形變 1 30 轉(zhuǎn)到解析 12 不容易 備選訓練 轉(zhuǎn)回原題 備選訓練 備選訓練4 2017 安徽黃山模擬 某同學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) 彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在 方向 填 水平 或 豎直 2 彈簧自然懸掛 待彈簧 時 長度記為L0 彈簧下端掛上砝碼盤時 長度記為Lx 在砝碼盤中每次增加10g砝碼 彈簧長度依次記為L1至L6 數(shù)據(jù)如下表 表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范 代表符號為 由表可知所用刻度尺的最小分度為 3 圖10是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖 縱軸是砝碼的質(zhì)量 橫軸是彈簧長度與 的差值 填 L0 或 Lx 4 由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 N m 通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為 g 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 重力加速度取9 8m s2 10 轉(zhuǎn)到解析 豎直 靜止 L3 1mm Lx 4 9 備選訓練 轉(zhuǎn)回原題