高一物理總復(fù)習(xí)課件 4.2 實驗 形變與彈力 （魯科必修1）

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歡迎進入物理課堂 實驗探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 一 實驗?zāi)康? 探究彈力和彈簧伸長量的定量關(guān)系 2 學(xué)會用圖象處理物理量之間關(guān)系的方法 二 實驗原理彈簧受力會發(fā)生形變 形變的大小與受到的外力有關(guān) 沿著彈簧的方向拉彈簧 當(dāng)形變穩(wěn)定時 彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的 用懸掛法測量彈簧的彈力 運用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等 彈簧的長度可用刻度尺直接測出 伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算 這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了 即尋求F kx的關(guān)系 三 實驗器材鐵架臺 彈簧 毫米刻度尺 鉤碼若干 三角板 坐標(biāo)紙 重垂線 四 實驗步驟1 儀器的安裝 1 如圖所示 將鐵架臺放在桌面上 固定好 將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上 在靠近彈簧處將刻度尺 最小分度為1mm 固定于鐵架臺上 并用重垂線檢查刻度尺是否豎直 2 操作與記錄 2 記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度L0 3 在彈簧下端掛上一個鉤碼 待鉤碼靜止后 記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度L1 6 根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點 最好以彈簧彈力為縱坐標(biāo) 以彈簧的伸長量為橫坐標(biāo) 7 按照圖中各點的分布與走向 嘗試作出一條平滑的曲線 包括直線 所畫的點不一定正好都在這條曲線上 但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同 8 以彈簧的伸長量為自變量 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) 五 注意事項1 每次增減鉤碼測量有關(guān)長度時 均需保證彈簧及鉤碼不上下振動而處于靜止?fàn)顟B(tài) 否則 彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等 2 彈簧下端增加鉤碼時 注意不要超過彈簧的限度 3 測量有關(guān)長度時 應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0 實際總長l及伸長量x三者之間的不同 明確三者之間的關(guān)系 4 建立平面直角坐標(biāo)系時 兩軸上單位長度所代表的量值要適當(dāng) 不可過大 也不可過小 5 描線的原則是 盡量使各點落在描畫出的線上 少數(shù)點分布于線兩側(cè) 描出的線不應(yīng)是折線 而應(yīng)是平滑的曲線 6 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 六 誤差分析1 本實驗的誤差來源之一是因彈簧拉力大小的不穩(wěn)定造成的 因此 使彈簧的懸掛端固定 另一端通過懸掛鉤碼來充當(dāng)對彈簧的拉力 可以提高實驗的準(zhǔn)確度 2 彈簧長度的測量是本實驗的主要誤差來源 所以 測量時盡量精確地測量彈簧的長度 3 在F x坐標(biāo)系中描點 作圖不準(zhǔn)確 利用如圖 甲 所示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實驗 所用的鉤碼每只的質(zhì)量為30g 實驗中 先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度 再將5個鉤碼逐個加掛在彈簧下端 穩(wěn)定后依次測出相應(yīng)的彈簧總長度 將數(shù)據(jù)填在表中 彈力始終未超過彈性限度 取g 10m s2 答案 1 圖見解析 2 27 1 在 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實驗中 以下說法正確的是 A 彈簧被拉伸時 不能超出它的彈性限度B 用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力 應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C 用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D 用幾個不同的彈簧 分別測出幾組拉力與伸長量 得出拉力與伸長量之比相等 解析 本題主要考查使用彈簧時應(yīng)注意的問題 還有用圖象法來描述彈簧的彈力與其伸長量間的關(guān)系 1 本實驗中應(yīng)以需要研究的一根彈簧為實驗對象 在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目 以改變對彈簧的拉力 來探索彈力與彈簧伸長的關(guān)系 所以選A B 2 由于考慮彈簧自身重力的影響 當(dāng)不掛鉤碼時 彈簧的伸長量x 0 所以選C 答案 1 AB 2 C 1 在 探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系 的實驗中 如何保證刻度尺豎直 A 使用三角板B 使用重垂線C 目測D 不用檢查解析 使用重垂線可保證刻度尺豎直 故B正確 A C不準(zhǔn)確 不合題意 D是錯誤的 答案 B 2 如圖所示 彈簧秤不測力時彈簧長4cm 當(dāng)它兩側(cè)各掛一個100g的砝碼時 彈簧長8cm 要使彈簧秤的彈簧伸長為12cm 則應(yīng)該 A 在右側(cè)再加掛一個100g的砝碼B 在右側(cè)再加掛一個200g的砝碼C 在左右兩側(cè)各加掛一個100g的砝碼D 在左右兩側(cè)各加掛一個200g的砝碼 解析 由題意知 100g砝碼產(chǎn)生的拉力能使彈簧伸長4cm 所以要使彈簧長為12cm只需彈簧上所受的力再增加1N即可 而A選項 由于系統(tǒng)有加速度 不能實現(xiàn) 故只能選C 答案 C 3 2010年廈門模擬 如圖 甲 所示 一個彈簧一端固定在傳感器上 傳感器與電腦相連 當(dāng)對彈簧施加變化的作用力 拉力或壓力 時 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 A 彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B 彈簧長度的增加量與對應(yīng)的彈力增加量成正比C 該彈簧的勁度系數(shù)是200N mD 該彈簧受到反向壓力時 勁度系數(shù)不變 答案 BCD A 增掛鉤碼時 l與F成正比 而減掛鉤碼時 l與F不成正比B 當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時 增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大C 當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時 增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等D 增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多 導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度 答案 D 答案 1 小于 2 乙 3 63N m 57 70N m之間都對 4 見解析 6 2010年廣東質(zhì)檢 17世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn) 在彈性限度內(nèi) 彈簧的形變量與彈力成正比 這就是著名的胡克定律 受此啟發(fā) 一組同學(xué)研究 金屬線材伸長量與拉力的關(guān)系 的探究過程如下 A 有同學(xué)認(rèn)為 橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi) 其伸長量與拉力成正比 與截面半徑成反比 B 他們準(zhǔn)備選用一些 由同種材料制成的不同長度 不同半徑的線材 作為研究對象 用測距儀 傳感器等儀器測量線材的伸長量隨拉力變化的規(guī)律 以驗證假設(shè) C 通過實驗取得如下數(shù)據(jù) D 同學(xué)們對實驗數(shù)據(jù)進行分析 歸納后 對他們的假設(shè)進行了補充完善 1 上述科學(xué)探究活動中 屬于 制定計劃 和 搜集證據(jù) 的環(huán)節(jié)分別是 2 請根據(jù)上述過程分析他們的假設(shè)是否全部正確 若有錯誤或不足 請給予修正 2 他們的假設(shè)不是全部正確 在彈性限度內(nèi) 金屬絲的伸長量與拉力成正比 與截面半徑的平方成反比 還與金屬絲的長度成正比 答案 1 BC 2 見解析 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全