《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章實(shí)驗(yàn)2探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件 新人教版（安徽 北京專版）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章實(shí)驗(yàn)2探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件 新人教版（安徽 北京專版）（30頁珍藏版）》請(qǐng)?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(zhǎng)量之間的關(guān)系。探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系。(2)學(xué)會(huì)利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)會(huì)利用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。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，在彈簧下端懸掛鉤所示，在彈簧下端懸掛鉤 碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈 力與所掛鉤碼的重力大小相等。力與所掛鉤碼的重力大小相等。(2)彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來的量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來的 圖實(shí)圖實(shí)21長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。 這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)這樣就

2、可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了。量之間的定量關(guān)系了。三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆。標(biāo)紙、重垂線、鉛筆。四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟(1)將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺 測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0，即原長(zhǎng)。，即原長(zhǎng)。(2)如圖實(shí)如圖實(shí)22所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，量的鉤碼，量 出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l1，記錄，記錄m1和和l1，填入自己

3、設(shè)計(jì)的表格中。，填入自己設(shè)計(jì)的表格中。圖實(shí)圖實(shí)22(3)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，量出對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，記錄改變所掛鉤碼的質(zhì)量，量出對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，記錄m2、m3、m4、m5和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度l2、l3、l4、l5，并得出每，并得出每次彈簧的伸長(zhǎng)量次彈簧的伸長(zhǎng)量x1、x2、x3、x4、x5。鉤碼鉤碼個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)長(zhǎng)度長(zhǎng)度伸長(zhǎng)量伸長(zhǎng)量x鉤碼質(zhì)量鉤碼質(zhì)量m彈力彈力F0l01l1x1l1l0m1F12l2x2l2l0m2F23l3x3l3l0m3F3五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理(1)以彈力以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，

4、用描點(diǎn)法作圖。連接各點(diǎn)，得出彈為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖。連接各點(diǎn)，得出彈力力F隨彈簧伸長(zhǎng)量隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線。變化的圖線。(2)以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)。首以彈簧的伸長(zhǎng)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)。先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)。(3)得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式 中常數(shù)的物理意義。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，超出它的所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的 彈性限度，要注意觀察，適可

5、而止。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，從而使坐標(biāo)點(diǎn)的每次所掛鉤碼的質(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)確度更高一些。間距盡可能大，這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些。(3)測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)測(cè)彈簧長(zhǎng)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(cè)量，以免增大誤差。時(shí)測(cè)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，但應(yīng)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)。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(zhǎng)記錄

6、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長(zhǎng)l0、總長(zhǎng)、總長(zhǎng)l及彈及彈 簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。簧伸長(zhǎng)量的對(duì)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)本實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一是由彈簧拉力大小不穩(wěn)定造成本實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一是由彈簧拉力大小不穩(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(duì)彈簧的拉力，可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。碼來充當(dāng)對(duì)彈簧的拉力，可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。(2)彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量是本實(shí)驗(yàn)主要誤差來源，所以測(cè)量時(shí)彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量是本實(shí)驗(yàn)主要誤差來源，所以測(cè)量時(shí) 盡量精確地測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度。盡量精確地測(cè)量

7、彈簧的長(zhǎng)度。(3)描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確等。描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確等。八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力，所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力，所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思路應(yīng)該是盡可能減小彈簧自重的影響：的思路應(yīng)該是盡可能減小彈簧自重的影響：(1)一個(gè)方案是將彈簧穿過一根水平光滑的杠桿，在水平一個(gè)方案是將彈簧穿過一根水平光滑的杠桿，在水平 方向做實(shí)驗(yàn)。方向做實(shí)驗(yàn)。(2)另一個(gè)方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧，通過減小另一個(gè)方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧，通過減小 讀數(shù)的相對(duì)誤差來提高實(shí)驗(yàn)的精確度。讀數(shù)的相對(duì)誤差來提高實(shí)驗(yàn)的精確度。(3)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)

8、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，對(duì)彈簧施加變化的定在傳感器上，傳感器與電腦相連，對(duì)彈簧施加變化的作用力作用力(拉力或推力拉力或推力)時(shí)，電腦上得到彈簧彈力和彈簧形時(shí)，電腦上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖像變量的關(guān)系圖像(如圖乙所示如圖乙所示)，分析圖像得出結(jié)論。，分析圖像得出結(jié)論。圖實(shí)圖實(shí)23例例1(1)在在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是下說法正確的是 .A彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度彈簧被拉伸時(shí)，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)保證彈簧位于用懸掛鉤碼的方法給彈

9、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)豎直位置且處于平衡狀態(tài)C用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得 出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等(2)某同學(xué)做某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先把的實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度

10、L，把，把LL0作為彈簧的伸長(zhǎng)量作為彈簧的伸長(zhǎng)量x，這樣操作，由于，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖實(shí)彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖實(shí)24中的中的 .圖實(shí)圖實(shí)24解析解析(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對(duì)彈簧的拉力，以彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對(duì)彈簧的拉力，以探索彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并且拉力和重力平衡，所以探索彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并且拉力和重力平衡，所以選選A、B。(2)由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)，彈簧的由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)，

11、彈簧的伸長(zhǎng)量伸長(zhǎng)量x0，所以選，所以選C。答案答案(1)AB(2)C例例2利用如圖實(shí)利用如圖實(shí)25甲所示裝置做甲所示裝置做“探究彈力和彈簧探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系伸長(zhǎng)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(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧下端，穩(wěn)定后依次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，將數(shù)據(jù)在彈簧下端，穩(wěn)定后依次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，將數(shù)據(jù)填在表中。填在表中。(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

12、質(zhì)量(g)0306090120150彈簧總長(zhǎng)彈簧總長(zhǎng)(cm)6.007.118.209.31 10.40 11.52圖實(shí)圖實(shí)25(1)在圖乙坐標(biāo)系中作出彈簧彈力大小在圖乙坐標(biāo)系中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)度跟彈簧總長(zhǎng)度x之之間的函數(shù)關(guān)系的圖線。間的函數(shù)關(guān)系的圖線。(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。(保留保留兩位有效數(shù)字兩位有效數(shù)字) 答案答案(1)圖見解析圖見解析(2)27例例3在在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)系，并測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)26所示。所所示。所用的每個(gè)鉤

13、碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提 圖實(shí)圖實(shí)26供了向右恒定的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的供了向右恒定的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)出個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度。相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度。(1)有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量后把有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測(cè)量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖實(shí)圖實(shí)27中，請(qǐng)作出中，請(qǐng)作出FL圖線。圖線。 圖實(shí)圖實(shí)27(2)由此圖線可得出的結(jié)論是由此圖線可得出的結(jié)論是_，該彈簧的原長(zhǎng)，該彈簧的原長(zhǎng)L0_ cm，勁度系數(shù)，勁度系數(shù)k_ N/m。(3)試根據(jù)以

14、上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格實(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)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。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：優(yōu)點(diǎn)在于：_；缺點(diǎn)在于：缺點(diǎn)在于：_。解析解析(1)用平滑的曲線將各點(diǎn)連接用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來，如圖所示：起來，如圖所示：(2)由圖線可知在彈性限度內(nèi)，彈力由圖線可知在彈性限度內(nèi)，彈力和彈簧的伸長(zhǎng)量成正比。彈簧的原和彈簧的伸長(zhǎng)量成正比。彈簧的原長(zhǎng)長(zhǎng)L0即為彈力為零時(shí)彈簧的長(zhǎng)度，即為彈力為零時(shí)彈簧的長(zhǎng)度，由圖像可知，由圖像可知，L010102 m10 cm。勁度系數(shù)為圖像直線部分的斜率，勁度系數(shù)為圖像直線部分的斜率，k25 N/m。(3)記錄數(shù)據(jù)的表格如下表：記錄數(shù)據(jù)的表格如下表：次數(shù)次數(shù)123456彈力彈力F/N彈簧的長(zhǎng)彈簧的長(zhǎng)度度L/10 (4)優(yōu)點(diǎn)是：避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；優(yōu)點(diǎn)是：避免彈簧自身所受重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；缺點(diǎn)是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)缺點(diǎn)是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實(shí)驗(yàn)的誤差。驗(yàn)的誤差。答案答案(1)見解析見解析(2)在彈性限度內(nèi)，彈力和彈簧的伸長(zhǎng)量成正比在彈性限度內(nèi)，彈力和彈簧的伸長(zhǎng)量成正比1025(3)(4)見解析見解析