2014金版教程物理大一轮复习(必修部分)实验

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1、实验二探究弹力和弹簧伸长的关系核心考点导学师说：实验设计及实验数据处理是本实验考查的热点，图象法可有效消除偶然误差，也可方便地探究物理量间的关系.【了解·实验目的】1．探究弹力和弹簧伸长量的关系．2．学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律．【理解·实验原理】1．如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等．2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)

2、对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．【知道·实验器材】铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线．【熟习·实验步骤】1．仪器的安装如图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直．2．操作与记录(1)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0.(2)在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L1.(3)用上面方

3、法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个…钩码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4、…，并将所得数据记录在表格中.钩码个数长度伸长量x钩码质量m弹力F0L0＝1L1＝x1＝L1－L0m1＝F1＝2L2＝x2＝L2－L0m2＝F2＝3L3＝x3＝L3－L0m3＝F3＝⋮⋮⋮⋮⋮3.数据处理及分析(1)用xn＝Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个…钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格．(2)根据所测数据在坐标纸上描点，最好

4、以弹簧弹力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标．(3)按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)．所画的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．(4)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数……得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．【细辨·误差分析】1．本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，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，可以提高实验的准确度．

5、2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度．3．在F－x图象上描点、作图不准确．【警惕·注意事项】1．每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等．2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度．3．测量有关长度时，应区别弹簧原长L0、实际总长L及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．4．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小．5．描线的原则是，尽量使各点落在描

6、出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线．6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．7．坐标轴的标度要适中考向案例研究例1[2011·安徽理综卷]为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．(g＝9.8m/s2)(1)作出m－l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为________N/m.(一)解读审题视角常见的图象问题有两类：(一)由图象分析规律；(二)由规律画图象

7、，但解决问题的桥梁都是数学公式．本题是第一类．(三)调用所学解题(1)如下图所示(2)0.259(0.248～0.262)(四)同类提升演练某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验，他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下面挂上钩码，并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度g＝9.8m/s2)钩码质量m/×102g01.002.003.004.005.006.007.00标尺刻度x/×10－2m15.0018.9422.8226.7830.6

8、634.6042.0054.50(1)根据所测数据，在所给的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x和钩码质量m的关系曲线．(2)根据所测数据和关系曲线可以判断，在________N范围内弹力大小和弹簧伸长关系满足胡克定律．这种规格弹簧的劲度系数为________N/m.[解析](1)根据实验所测数据在坐标纸上进行描点，所作的图线如图所示．[答案](1)图象见解析(2)0～4.925例2[2010·浙江理综，21(Ⅰ)]在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙