2019高考物理一轮优选全国经典版讲义：实验二探究弹力和弹簧伸长的关系+含答案

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1、实验二探究弹力和弹簧伸长的关系板块一主干梳理•夯实基础O实验原理与操作♦实验目的1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系。2.学会用列表法和图象法处理实验数据。♦实验器材铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码若干、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸。♦实验原理1.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。♦实验步骤1.仪器安装钩码刻度尺如图所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁

2、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。1.测量与记录Skiv■•■■■■i・!■(1)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度b即弹簧的原长。(2)在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度Z,求出弹簧的伸长量x和所受的外力F（等于所挂钩码的重力）。（3）改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组数据,将所测数据填写在下列表格中。次数拉力F/N弹簧总长/cm弹簧伸长量/cm记录表：弹簧原长2°=cm。据处理与分析♦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

3、量工为横坐标，用描点法作图，连接各点得出弹力F随弹簧伸长量兀变化的图线。2.以弹簧的伸长量为自变量，写岀图线所代表的函数表达式,并解释函数表达式中常数的物理意义。♦误差分析1.系统误差钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。2.偶然误差产生原因减小方法弹簧拉力大小的不稳定弹簧长度测量不准弹簧一端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，待稳定后再读数固定刻度尺，多测几次描点、作图不准坐标轴的标度尽量大一些，描线时让尽可能多的点落在线上或均匀分布于线的两侧♦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

4、可而止。2.每次所挂钩码的质量差适当大一些，从而使坐标点的间距尽可能大，这样作岀的图线准确度更高一些。3.测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，以免增大误差。4.描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。5.记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长人、总长I及弹簧伸长量的对应关系及单位。6.坐标轴的标度要适中。板块二考点细研•悟法培优考点1对实验的基本操作及注意事项的考查例1如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。•m(1)为完成

5、实验，还需要的实验器材有：⑵实验中需要测量的物理量有:(1)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图象，由此可求出弹簧的劲度系数为N/m。图线不过原点的原因是由于(2)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(兀，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；A.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度Zo；B.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；C.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码

6、；E・以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数;F.解释函数表达式中常数的物理意义;请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：。尝试解答（1）毫米刻度尺（2）弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）（3）200弹簧自重（4）CBDAEFG。（1）根据实验原理可知还需要毫米刻度尺来测量弹簧原长和形变量；（2）根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）；（3）取图象中（0.5,0）和（3・5,6）两个点，代入F=kx可得Jt=2

7、00N/m,由于弹簧自重的原因，使得弹簧不加外力时就有形变量；（4）根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFGo［跟踪训练］

8、2018-四川成都一诊］将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看作一根新弹簧，设原粗弹簧（记为A）劲度系数为為，原细弹簧（记为B）劲度系数为底.套成的新弹簧（记为Q劲度系数为広。关于岛、%、広的大小关系，同学们做出了如下猜想:甲同学：和电阻并联相似，可能是右=*+舟乙同学：和电阻串联相似，可能是広=泊+底丙同学：可能是広=血尹(1)为了验证猜想，同学们设计了相应的实验(装置见图甲)。(2)简要实

9、验步骤如下，请完成相应填空。a.将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧4的自然长度b.在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数小每个钩码