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《高考物理第一轮总复习课件：实验二》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系知识要点归纳实验目的1.探究弹力和弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用图像法处理实验数据.实验原理1.如图2－3－1所示在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了.图2－3－1实验器材在铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线、铅笔.过程分析导引实验步骤1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.2.如图2
2、－3－2所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,量出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,填入自己设计的表格中.图2－3－23.改变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出各次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.钩码个数长度伸长量x弹力F0l0＝1l1＝x1＝l1－l0F1＝2l2＝x2＝l2－l0F2＝3l3＝x3＝l3－l0F3＝⋮⋮⋮⋮数据处理1.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线.2.以弹簧的伸长量为自变量
3、,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.3.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.误差分析1.弹簧长度测量的误差.2.描点画线的作图误差.注意事项1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度,要注意观察,适可而止.2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确.3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差.4.描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧.5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系
4、及单位.实验典例探究题型1注意事项与误差分析的考查例1(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法正确的是________.A.弹簧被拉伸时,不能超过它的弹性限度B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L－L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力
5、的影响,最后画出的图线可能是图示中的_______.图2－3－3【解析】(1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象,在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力,以探索弹力与弹簧伸长的关系,并且拉力和重力平衡,所以选A、B.(2)由于考虑弹簧自身重力的影响,当不挂钩码时,弹簧的伸长量x>0,所以选C.【答案】(1)AB(2)C题型2实验数据的处理例2(2011·高考安徽理综卷)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)图2－3－4(1)作出m－l的
6、关系图线;(2)弹簧的劲度系数为________N/m.【解析】(1)画一条直线尽量通过较多的点,如答案中图.(2)在画出的图像上选取较远的两点,用于计算劲度系数.【答案】(1)如图2－3－5所示(2)0.248～0.262图2－3－5题型3创新实验例3(1)在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是()A.NB.mC.N/mD.Pa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图2－3－6所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度L＝20.00cm,再利用测量工具b测得橡皮筋未受拉力时的直径D＝4.000mm.那么测量工具a应该是_______,
7、测量工具b应该是___________.图2－3－6(3)下面的表格是用图示装置得到的橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.拉力F/N510152025伸长量x/cm1.63.24.76.48.0请作出F－x图像,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k＝__________N/m.(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y＝_____.图2－3－7(4)根据Y＝kL/S求得Y≈5×106Pa.【答案】见解析图2－3－8知能优化演练本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
