2019年高考物理一轮复习实验02探究弹力和弹簧伸长的关系学案新人教版

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1、实验02　探究弹力和弹簧伸长的关系(对应学生用书P29)一、实验目的1．探究弹力与弹簧伸长量的定量关系．2．学会用列表法、图象法、函数法处理实验数据．二、实验原理弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长越大，弹力也就越大．三、实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸四、实验步骤1．安装实验仪器2．测量弹簧的伸长(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据3．根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长为横坐标．4．按照在图中所绘点的分布与

2、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在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同．　某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持____________状态．(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0＝____________cm，劲度系数k＝____________N/m．(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度

3、x＝__________cm．解析：(1)弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态；(2)弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8cm，伸长量为4cm；根据胡克定律F＝kΔx，有：k＝＝＝50N/m；(3)由图(c)得到弹簧的弹力为3N，根据图(b)得到弹簧的长度为10cm．答案：(1)竖直　(2)4,50　(3)10解决本题的关键掌握弹力与弹簧伸长关系的实验步骤，会描点作图，掌握作图的方法．会从图象中分析数据，本题中先组装器材，然后进行实验，最

4、后数据处理．伸长量等于实际长度减去原长．以纵轴表示弹簧的弹力，横轴表示弹簧的伸长量，描点作图．让尽量多的点落在直线上或分居直线两侧．根据F与x成正比关系，写出表达式．(对应学生用书P30)一、数据处理1．列表法将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的．2．图象法以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线，是一条过坐标原点的直线．3．函数法弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系．二、注意事项1．不要超过弹性限度：实验中弹

5、簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度．2．尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．3．观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点．4．统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．三、误差分析1．钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差．2．画图时描点及连线不准确也会带来误差．　某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数k．主要实验步骤

6、如下：将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好指在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针的指示值记作L0；弹簧下端挂一个砝码时，指针的指示值记作L1；弹簧下端挂两个砝码时，指针的指示值记作L2……；挂七个砝码时，指针的位置如图所示，指针的指示值记作L7．已知每个砝码的质量均为50g，测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.106.858.6010.3012.10(1)实验中，L7的值还未读出，请你根据上图将这个测量值填入

7、记录表中．(2)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了四个差值：d1＝L4－L0，d2＝L5－L1，d3＝L6－L2，d4＝L7－L3．根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为ΔL＝____________．(3)计算弹簧的劲度系数k＝____________N/m.(g取9.8m/s2)．解析：(1)尺的最小分度值为1mm，刻度尺读数：L7＝14.05cm(2)根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量

8、ΔL.ΔL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：ΔL＝＝，其中d1＝L4－L0＝4ΔL，d2＝L5－L1＝4ΔL，d3＝L6－L2＝4ΔL，d4＝L7－L3＝4ΔL(3)根据胡克定律有：m0g＝kL，充分利用测量数据，k＝＝＝28N/m答案：(1)14.05　(14.03～14.07均可)(2)　(3)28(对应学生用书P31)本实验一般是在教材实验原理的基础上设计新情景进行考查，因此，要在教材实验