2017年高考一轮 2.6《实验 探究弹力和弹簧伸长的关系》ppt课件

2017年高考一轮 2.6《实验 探究弹力和弹簧伸长的关系》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 6讲 实验 :探究弹力和弹簧伸长的关系 实验目的 实验原理 在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长 ,平衡时弹簧产生的弹力与 所挂钩码的重力大小相等。 教材研读 伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧 原来的长度进行计算。 这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长之间的定 量关系了。 实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、铅笔。 实验步骤 让其自然下垂 ,用刻度尺测出弹簧自然伸长 状态时的长度 原长。 在弹簧下端挂质量为 量出此时弹簧的长度 录 算出弹簧的伸长量 入自己设计的表格中。 量出对应的弹簧长度 ,记录 和相应 的弹簧长度 , 并算出每次弹簧的伸长量 钩码个数 长度 2、 伸长量 x 弹力 F 0 0 0 1 x1=1= 2 x2=2= 3 x3=3= 数据处理 (大小等于所挂钩码的重力 )为纵坐标 ,以弹簧的伸长量 标 ,用描点法作图。 连接各点 ,得出弹力 写出图线所代表的函数。 首先尝试一次函数 , 如果不行则考虑二次函数。 解释函数表达式中常数的物理意义。 误差分析 此 ,使弹簧的悬挂端固定 ,另一端 通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力 ,待稳定后再读数可以提高实验的准确度。 也是减小实验误差的基本方法。 图不准确也会造成误差。 注意事项 以免弹簧被过分拉伸 ,超出它的弹性限度。 要注意观 察 ,适可而止。 从而使坐标上描的点尽可能稀 ,这样 作出的图线更精确。 3、 一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量 ,以免增大 误差。 所描的点不一定都落在一条线上 ,但应注意一定要使各点均 匀分布在线的两侧。 考点一 实验操作和实验误差 典例 1 2015福建理综 ,19(1),6分 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。 图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 ,其示数为 乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度 ,此时弹簧的伸长量 考点突破 本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力 ,关于此操作 , 下列选项中规范的做法是 ;(填选项前的字母 ) 记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩 码总重 记下增减钩码后指针所指的标尺刻 4、度和对应的钩码总重 图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 的关系图线 ,图线的 明显偏离直线 成这种现象的主要原因是。 答案 A 超过弹簧的弹性限度 解析 l=应逐一增挂钩码 ,不能随意增减 , 弹簧下端钩码过多时 ,对弹簧的拉力过大 ,使弹簧形变量超过了弹簧的弹 性限度 ,弹簧的伸长量不再是线性变化。 1 (2015甘肃庆阳模拟 )在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧 的劲度系数”的实验中 ,实验装置如图所示。 所用的每个钩码的重力相当 于对弹簧提供了向右恒定的拉力 ,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长 度 ,再将 5个钩码逐个挂在绳子的下端 ,每次测出相应的弹簧总长度。 (1)有一位同学通过 5、以上实验测量后把 6组数据在坐标图中描点 ,请作出 线。 (2)由此图线可得出该弹簧的原长 度系数 k= N/m。 (3)该同学实验时 ,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较。 优点在于 : ; 缺点在于 :。 答案 (1)见解析图 (2)5 20 (3)见解析 解析 (1)如图所示 ,图线上部弯曲 ,可能是所挂钩码过多 ,使弹簧超过了其 弹性限度造成的。 (2)弹簧的原长 由图像可知 ,10-2 m=5 劲度系数为图像直线部分的斜率 ,k=20 N/m。 (3)优点是 :避免弹簧自身所受重力对实验的影响。 缺点是 :弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差增大。 考点二 实验数据处理 6、 典例 2 (2014课标 ,23,9分 )某实验小组探究弹簧的劲度系数 (圈数 )的关系。 实验装置如图 (a)所示 :一均匀长弹簧竖直悬挂 ,7个指针 、 10、 20、 30、 40、 5 0、 60圈处 ;通过旁边竖直放置的刻度尺 ,可以读出指针的位置 ,刻 度。 设弹簧下端未挂重物时 ,各指针的位置记为 有质量为 砝码时 ,各指针的位置记为 x。 测量结果及部分计算结果如下表所示 (簧的圈数 ,取重力加速度为 m/已知实验所用弹簧总圈数为 60,整个 弹簧的自由长度为 图 (a) 2 4 6 x0(x(n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 (m/N) (1)将表中数 7、据补充完整 : ,。 (2)以 1/在图 (b)给出的坐标纸上画出 1/ 图 (b) (3)图 (b)中画出的直线可近似认为通过原点。 若从实验中所用的弹簧截取 圈数为 该弹簧的劲度系数 k= N/m;该弹簧的劲度系数 位为 m)的关系的表达式 为 k= N/m。 答案 (1) (2) 1 (3) (在 之间均可 ) (在 之间均可 ) 0n 0n (1)由胡克定律有 k= = N/m=,故有 = m/N。 (2)作图过程略 ,图见答案。 (3)因 直线 ,由图可得图线的斜率约为 0-4 m/N,故有 =0-4n,即 k= (N/m),由题分析可知弹簧的圈数 n= k = (N/m)。 0 1 8、0 10n (2015湖北武汉调研 ,22)在探究弹力和弹簧伸长的关系时 ,某同学按图 1对弹簧甲进行探究 ,然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图 2进行探究。 在 弹性限度内 ,将质量为 m=50 分别测得图 1、图 2 中弹簧的长度 钩码个数 1 2 3 4 L1/2/ 已知重力加速度 g=9.8 m/求尽可能多地利用测量数据 ,计算弹簧 甲的劲度系数 k= N/m(结果保留两位有效数字 )。 由表中数据 (填“能”或“不能” )计算出弹簧乙的劲度系数。 答案 49 能 解析 由题中实验数据可知 ,每增加 1个钩码 ,弹簧甲的平均伸长量约为 1. 00 弹簧甲的劲度系数 k= = = =49 N/ 9、m;把弹簧甲和 弹簧乙并联起来按题图 2进行探究 ,由表中数据可知 ,每增加 1个钩码 ,弹簧 的平均伸长量为 甲 +可知能够计算出弹簧 乙的劲度系数。 250 10 0 m2 2015四川理综 ,8(1),6分 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系” 时 ,安装好实验装置 ,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐 ,在弹簧下端挂 1个钩 码 ,静止时弹簧长度为 图 1所示 ,图 2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在 刻度尺 (分度值是 1毫米 )上位置的放大图 ,示数 弹簧下端 分别挂 2个、 3个、 4个、 5个相同钩码 ,静止时弹簧长度分别是 l 5。 已知每个钩码质量是 50 g,挂 2个钩码时 ,弹簧 10、弹力 N(当地重力 加速度 g=9.8 m/要得到弹簧伸长量 x,还需要测量的是。 作出 线 ,得到弹力与弹簧伸长量的关系。 答案 簧原长 解析 刻度尺的分度值是 1 数要估读到 0.1 以读数是 个钩码的重力 50=,所以弹簧弹力。 弹簧的伸长量 =弹簧长度 所以需要测量不挂钩码时弹簧的长度 ,即需要测量弹簧的原长。 考点三 实验的改进与创新 典例 3 (2014浙江理综 ,21,10分 )在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时 ,某 同学把两根弹簧如图 1连接起来进行探究。 图 1 图 2 (2)在弹性限度内 ,将 50 得到指针 A、 A 和 (1)某次测量如图 2所示 ,指针示数为 用表中数据计算弹簧 的劲度系数为 N/m(重力加速度 g=10 m/ 由表中数据 (填“能”或“不能” )计算出弹簧 的劲度系数。 钩码数 1 2 3 4 LA/B/ 答案 (1)。