高考物理總復習 實驗二 探究彈力與彈簧伸長的關系課件 新人教版必修1

實驗二實驗二探究彈力與彈簧伸長探究彈力與彈簧伸長的關系的關系知識要點歸納知識要點歸納實驗目的實驗目的1探究彈力與彈簧伸長的定量關系探究彈力與彈簧伸長的定量關系2學會利用列表法、圖象法研究物理學會利用列表法、圖象法研究物理量之間的關系量之間的關系實驗原理實驗原理1彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關沿著彈簧的方小與受到的外力有關沿著彈簧的方向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧產生向拉彈簧，當形變穩(wěn)定時，彈簧產生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數值的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數值上是相等的上是相等的(注：彈簧質量不計注：彈簧質量不計)2用懸掛法測量彈簧的彈力，運用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的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等鉤碼的重力相等3彈簧的長度可用刻度尺直接測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以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關系即尋求的定量關系即尋求Fkx的關系的關系 .實驗器材實驗器材彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、坐標紙干、坐標紙實驗步驟實驗步驟1將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度伸長狀態(tài)時的長度l0，即原長，即原長過程分析導引過程分析導引2如圖如圖241所所示，將已知質量的示，將已知質量的鉤碼掛在彈簧的下鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時測量端，在平衡時測量彈簧的總長度并測彈簧的總長度并測出鉤碼的重力，填寫在記錄表格里出鉤碼的重力，填寫在記錄表格里圖圖2413.改變所掛鉤碼的質量，重復前面的改變所掛鉤碼的質量，重復前面的實驗過程多次實驗過程多次1234567F/NL/cmx/cm數據處理數據處理1以彈力以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重大小等于所掛鉤碼的重力力)為縱坐標，以彈簧的伸長量為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫為橫坐標，用描點法作圖連接各點，坐標，用描點法作圖連接各點，得出彈力得出彈力F隨彈簧伸長量隨彈簧伸長量x變化的圖變化的圖線線2以彈簧的伸長量為自變量，寫出以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數首先嘗試一次函曲線所代表的函數首先嘗試一次函數，如果不行則考慮二次函數數，如果不行則考慮二次函數3得出彈力和彈簧伸長之間的定量得出彈力和彈簧伸長之間的定量關系，解釋函數表達式中常數的物理關系，解釋函數表達式中常數的物理意義意義誤差來源誤差來源1彈簧長度的測量誤差彈簧長度的測量誤差2描點畫線的作圖誤差描點畫線的作圖誤差注意事項注意事項1所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度要注過分拉伸，超出它的彈性限度要注意觀察，適可而止意觀察，適可而止2每次所掛鉤碼的質量差盡量大一每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀，些，從而使坐標上描的點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確這樣作出的圖線更精確3測彈簧長度時，一定要在彈簧豎測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，以免直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，以免增大誤差增大誤差4描點畫線時，所描的點不一定都描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應注意一定要使落在一條曲線上，但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側各點均勻分布在曲線的兩側5記錄數據時要注意彈力及彈簧伸記錄數據時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位長量的對應關系及單位實驗典例探究實驗典例探究對注意事項的考查對注意事項的考查例例1 (1)在在“探究彈力與彈簧伸長的探究彈力與彈簧伸長的關系關系”的實驗中，以下說法正確的是的實驗中，以下說法正確的是()A彈簧被拉伸時，不能超出它的彈彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度性限度B用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應保證彈簧位于豎直位置且處于力，應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)C用直尺測得彈簧的長度即為彈簧用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量的伸長量D用幾個不同的彈簧，分別測出幾用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等之比相等(2)某同學做某同學做“探究彈力與彈簧伸長的探究彈力與彈簧伸長的關系關系”的實驗，他先把彈簧平放在桌的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把，把LL0作為彈簧的伸長量作為彈簧的伸長量x，這，這樣操作，樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是圖的圖線可能是圖242中的中的()圖圖242【解析】【解析】本題主要考查使用彈簧時本題主要考查使用彈簧時應注意的問題，還有用圖象法來描述應注意的問題，還有用圖象法來描述彈簧的彈力與其伸長量間的關系彈簧的彈力與其伸長量間的關系(1)實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限度內通過增減鉤實驗對象，在彈性限度內通過增減鉤碼的數目來改變對彈簧的拉力，以探碼的數目來改變對彈簧的拉力，以探索彈力與彈簧伸長的關系，并且拉力索彈力與彈簧伸長的關系，并且拉力和重力平衡，所以選和重力平衡，所以選A、B.(2)由于考慮彈簧自身重力的影響，由于考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量x0，所以選所以選C.【答案】【答案】(1)AB(2)C實驗數據的處理實驗數據的處理例例2 某同學用如圖某同學用如圖243所示的裝置所示的裝置做探究彈力和彈簧伸做探究彈力和彈簧伸長量關系的實驗長量關系的實驗他先測出不掛鉤碼時他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，彈簧下端指針所指的標尺刻度，圖圖243然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指針所指的標尺刻度，加鉤碼，測出指針所指的標尺刻度，所得數據列表如下：所得數據列表如下：(重力加速度取重力加速度取g9.8 m/s2)鉤碼質量鉤碼質量m/102g01.002.003.004.005.006.007.00標尺刻度標尺刻度x/102m15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50(1)根據所測數據，在如圖根據所測數據，在如圖244所所示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度尺刻度x與鉤碼質量與鉤碼質量m的關系曲線的關系曲線圖圖244(2)根據所測得的數據和關系曲線可根據所測得的數據和關系曲線可以判斷，在以判斷，在_N范圍內彈力大范圍內彈力大小與彈簧伸長量關系滿足胡克定律，小與彈簧伸長量關系滿足胡克定律，這種規(guī)格的彈簧的勁度系數為這種規(guī)格的彈簧的勁度系數為_ N/m.【解析】【解析】 (1)根據題目中所測量的根據題目中所測量的數據進行描點，然后用平滑的曲線數據進行描點，然后用平滑的曲線(或直線或直線)連接各點，在連接時應讓盡連接各點，在連接時應讓盡量多的點落在線上量多的點落在線上(偏差比較大的點偏差比較大的點舍去舍去)，不在線上的點盡量平均分配，不在線上的點盡量平均分配在線的兩側，如圖在線的兩側，如圖245所示所示圖圖245【答案】【答案】(1)見解析圖見解析圖(2)4.925 用納米技術處理過的材料叫納用納米技術處理過的材料叫納米材料，其性質與處理前相比會發(fā)生米材料，其性質與處理前相比會發(fā)生很多變化，如機械性能會成倍地增加，很多變化，如機械性能會成倍地增加，對光的反射能力會變得非常低，熔點對光的反射能力會變得非常低，熔點會大大降低，甚至有特殊的磁性會大大降低，甚至有特殊的磁性質現有一種納米合金絲，質現有一種納米合金絲，創(chuàng)新實驗設計創(chuàng)新實驗設計例例3欲測出其伸長量欲測出其伸長量x與所受拉力與所受拉力F、長度、長度L、截面直徑、截面直徑D的關系的關系(1)測量上述物理量需要的主要器材是：測量上述物理量需要的主要器材是：_、_、_等等(2)若實驗中測量的數據如下表所示，若實驗中測量的數據如下表所示，根據這些數據請寫出根據這些數據請寫出x與與F、L、D間的關間的關系式：系式：x_(若用到比例系數，若用到比例系數，可用可用k表示表示)長度長度L/cm 拉力拉力F/N伸長量伸長量x/cm直徑直徑D/mm50.0100.0 200.05.000.0400.200.400.8010.000.0400.400.801.605.000.0800.100.200.40(3)在研究并得到上述關系的過程中，在研究并得到上述關系的過程中，主要運用的科學研究方法是主要運用的科學研究方法是_(只需寫出一種只需寫出一種)(4)若有一根合金絲的長度為若有一根合金絲的長度為20 cm，截面直徑為截面直徑為0.200 mm，使用中要求，使用中要求其伸長量不能超過原長的百分之一，其伸長量不能超過原長的百分之一，那么這根合金絲能承受的最大拉力為那么這根合金絲能承受的最大拉力為_N.知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練本部分內容講解結束本部分內容講解結束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放