高考物理一輪復(fù)習(xí) 實驗增分 專題2 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件

相互作用第第 二二 章章實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系考綱要求考情分析命題趨勢探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系2017全國卷，22高考對本實驗的考查主要側(cè)重于探究思想的理解，要求考生掌握通過圖象來確定物理量間的定量關(guān)系的基本方法以及本實驗思想方法的遷移應(yīng)用、創(chuàng)新應(yīng)用知識梳理知識梳理夯實基礎(chǔ)夯實基礎(chǔ)核心考點核心考點分層突破分層突破對應(yīng)演練對應(yīng)演練遷移運用遷移運用欄目導(dǎo)航一、實驗流程知識梳理知識梳理 夯實基礎(chǔ)夯實基礎(chǔ)二、注意事項1安裝實驗裝置：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盡量多測幾組數(shù)據(jù)：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)系及單位三、誤差分析1鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長度測量不準(zhǔn)確帶來誤差2畫圖時描點及連線不準(zhǔn)確也會帶來誤差四、實驗創(chuàng)新在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，也可以不測量彈簧的自然長度，而以彈簧的總長作為自變量，彈力為函數(shù)，作出彈力與彈簧長度的關(guān)系圖線，這樣可以避免因測彈簧的自然伸長而帶來的誤差考點1基本操作及注意事項例1如圖甲所示，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)系核心考點核心考點 分層突破分層突破(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有：_.(2)實驗中需要測量的物理量有：_ _.(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量X的FX圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_N/M.圖線不過原點的原因是由于_ _.(4)為完成該實驗，設(shè)計的實驗步驟如下：A以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(X，F(xiàn))對應(yīng)的點，并用平滑的曲線連接起來；B記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度L0；刻度尺刻度尺 彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或或 與彈簧對應(yīng)的長度與彈簧對應(yīng)的長度) 200 彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力 時就有形變量時就有形變量 C將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關(guān)系式首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義；G整理儀器請將以上步驟按操作的先后順序排列出來：_.CBDAEFG 解析(1)根據(jù)實驗原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長和形變量；(2)根據(jù)實驗原理，實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與彈簧對應(yīng)的長度)；(3)取圖象中(0.5,0)和(3.5,6)兩個點，代入FKX可得K200 N/M，由于彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力時就有形變量；(4)根據(jù)完成實驗的合理性可知先后順序為CBDAEFG.考點2數(shù)據(jù)處理及誤差分析例2某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 CM；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時彈簧的伸長量L為_ CM；6.99 (2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是_；(選填選項前的字母)A逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重B隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量L與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_.解析(1)由題圖乙知，讀數(shù)為14.72 CM，所以彈簧伸長量L(14.727.73) CM6.99 CM.(2)若隨意增減鉤碼，作圖不方便，有可能會超出彈簧的彈性限度，所以應(yīng)逐一增掛鉤碼，選項A正確(3)由題圖丙知AB段彈簧伸長量與彈力不成線性關(guān)系，是因為鉤碼重力超過彈簧的的彈性限度A鉤碼重力超過彈簧的彈性限度鉤碼重力超過彈簧的彈性限度 (1)解答本題應(yīng)關(guān)注以下三點刻度尺讀數(shù)時，對有效數(shù)字的要求逐一增掛鉤碼和隨意增減鉤碼對實驗帶來的影響從實驗注意事項的角度分析圖象彎曲的原因(2)實驗數(shù)據(jù)處理的三種方法圖象法：根據(jù)測量數(shù)據(jù)，在建好直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)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)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)系考點3實驗創(chuàng)新設(shè)計1實驗原理的創(chuàng)新(如甲、乙、丙所示)2數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新(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，消除了彈簧自重的影響(2)圖象的獲得：由坐標(biāo)紙作圖得FX圖象由傳感器和計算機輸入數(shù)據(jù)直接得FX圖象例3(2018浙江杭州調(diào)研)用如圖甲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(dāng)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：伸長量伸長量x/(102m)2.004.006.008.0010.00彈力彈力F/N1.502.934.555.987.50(1)以X為橫坐標(biāo)，F(xiàn)為縱坐標(biāo)，在圖乙的坐標(biāo)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)75 N/m 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