2014届高考物理二轮复习实验专题 探究弹力和弹簧伸长的关系.ppt

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1、一、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。二、实验原理(1)如图实－2－1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。图实－2－1超链接(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)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。三、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角

2、板、坐标纸、重垂线。四、实验步骤(1)如图实－2－2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)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0，即弹簧的原长。图实－2－2(3)在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l，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)。(4)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记录表：弹簧原长l0＝________cm

3、。次数内容123456拉力F/N弹簧总长/cm弹簧伸长/cm五、数据处理(1)以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据所测数据在坐标纸上描点。(2)按照图中各点的分布与走向，作出一条平滑的图线。所画的点不一定正好都在这条图线上，但要注意使图线两侧的点数大致相同。(3)以弹簧的伸长为自变量，写出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。六、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适当大一些，从而使坐标点的间距尽可能大，这样

4、作出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l0、总长l及弹簧伸长量的对应关系及单位。(6)坐标轴的标度要适中。七、误差分析(1)钩码标值不准确造成系统误差。(2)弹簧长度的测量和作图时造成偶然误差。实验原理与操作[例1](2013·临沂模拟)如图实－2－3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

5、簧弹力与弹簧伸长量的关系。图实－2－3(1)为完成实验，还需要的实验器材有：_________。(2)实验中需要测量的物理量有：_______________。(3)图实－2－3乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，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_________________________。(4)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(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的

6、刻度l0；C．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；D．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；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；G．整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：___________。[解析](1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量；(2)根据实验原理，实验

7、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k＝200N/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CBDAEFG。[答案](1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与对应的长度)(3)200弹簧自重(4)CBDAEFG1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图实－2－4所

8、示。下列表述正确的是()A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比解析：图象的横轴截距表示弹簧的长度，l2>l1，A错误，图象的斜率表示弹簧的劲度系数，a的斜率大于b的斜率，B正确，C错误，图象不过原点，D错误。答案：B[题组演练]图实－2－42．(2012·广东高考)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系