2019高考物理大一轮复习实验02探究弹力和弹簧伸长的关系学案新人教版

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1、2019高考物理大一轮复习实验02探究弹力和弹簧伸长的关系学案新人教版　　实验02　探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的　　．探究弹力与弹簧伸长量的定量关系．　　．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　　．安装实验仪器　　．测量弹簧的伸长及所受的拉力，列表作出记录，要尽可能多测几组数据　　．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．　　．按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑

2、的曲线，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．　　某同学利用如图装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．　　在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持____________状态．　　他通过实验得到如图所示的弹力大小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＝____________c，劲度系数＝____________N/．　　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所示时，该弹簧的长度x＝__________c．　　解析：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；　　弹簧处于原长时，弹力为零

3、，故原长为4c；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8c，伸长量为4c；根据胡克定律F＝Δx，有：＝FΔx＝2N0.04＝50N/；　　由图得到弹簧的弹力为3N，根据图得到弹簧的长度为10c．　　答案：竖直　4,50　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．一、数据处理　　．列表法　　将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力

4、F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的．　　．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．　　．函数法　　弹力F与弹簧伸长量x满足F＝x的关系．　　二、注意事项　　．不要超过弹性限度：实验中弹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．　　．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．　　．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．　　．统一单位：记录数据时要注意弹

5、力及弹簧伸长量的对应关系及单位．　　三、误差分析　　．钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差．　　．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．　　主要实验步骤如下：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L0L1L2L3L

6、4L5L6L7　　刻度数值/c1.703.405.106.858.6010.3012.10　　实验中，L7的值还未读出，请你根据上图将这个测量值填入记录表中．　　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＝____________．　　计算弹簧的劲度系数＝____________N/.．　　解析：尺的最小分度值为1，刻度尺读数：L7＝14.05c　　根据以上差值，可以

7、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＝d1＋d2＋d3＋d44×4＝d1＋d2＋d3＋d416，其中d1＝L4－L0＝4ΔL，d2＝L5－L1＝4ΔL，d3＝L6－L2＝4ΔL，d4＝L7－L3＝4ΔL　　根据胡克定律有：0g＝L，充分利用测量数据，＝ΔFΔx＝0.05×9.81.75×10－2＝28N/　　答案：14.05　　　d1＋d2＋d3＋d416　28本实验一般是在教材实验原理的基础上设计新