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《【南方新课堂】2014届高考物理一轮总复习 实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系课件.ppt》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1.实验目的(1)探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系.(2)学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法.2.实验原理(1)如图S2-1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重力大小相等.图S2-1图S2-2(2)用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,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,就可探究弹力大小与伸长量之间的关系.3.实验器材轻质弹簧(一根)、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、重锤线、坐标纸、三角板等.4.
2、实验步骤(1)如图S2-2所示,将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定在铁架台的横梁上,在接近弹簧处将刻度尺(最小分度为1mm)固定于铁架台上,并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.(3)在弹簧下端挂上一个钩码,记下静止时弹簧所对应的刻度L1.钩码个数刻度伸长量x弹力F0123…6L0=L1=L2=L3=…L6=x1=L1-L0x2=L2-L0x3=L3-L0…x6=L6-L0F1=F2=F3=…F6=(4)用上面方法,记下弹簧下端挂2个、3个、4个…钩码时,弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4…,并将所得数据记录在表格中.(5)用xn=Ln-
3、L0计算出弹簧挂1个、2个、3个…钩码时弹簧的伸长量,并根据当地重力加速度值g,计算出所挂钩码的总重力,这个总重力就等于弹簧弹力的大小,将所得数据填入表格.5.数据处理(1)建立坐标系:标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位.(2)标度:标度要适当,让所得到的图线布满整个坐标系.(3)描点:描点时要留下痕迹.(4)连线:让尽可能多的点落在同一直线上,让其余的点落在直线的两侧,误差较大的点舍弃.(5)根据图象作出结论.【跟踪训练】1.(双选,2010年深圳联考)如图S2-3甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形
4、变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象,如图S2-3乙所示.则下列判断正确的是()图S2-3A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹力增加量与对应的弹簧长度成正比C.该弹簧的劲度系数是200N/mD.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变解析:由图象知,F-x是一个过原点的直线,k=200.10N/m=200N/m,可知A错误;弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比,与对应的弹簧长度不成正比,B错误.答案:CD2.某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于某一深度为h=25.0cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内,但测力计可以同弹簧的
5、下端接触),如图S2-4甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变l而测出对应的弹力F,作出F-l变化的图线如图S2-4乙所示,则弹簧的劲度系数为______N/m,弹簧的原长l0=______m.解析:由胡克定律可得F=kx=k(h+l-l0)=k(h-l0)+kl.30-200.2-0.1N/m因此F-l图线的斜率即为弹簧的劲度系数,k==100N/m,k(h-l0)=10N,得l0=0.15m.图S2-4答案:1000.15题型探究弹力与弹簧伸长的关系【例题】(2010年福建卷)某实验小组研究橡皮筋伸
6、长与所受拉力的关系.实验时,将原长约200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量.根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图象如图S2-5所示.从图象中可以得出______(填选项前的字母).A.增挂钩码时Δl与F成正比,而减挂钩码时Δl与F不成正比B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D.增挂钩码时所挂钩码
7、数过多,导致橡皮筋超出弹性限度图S2-5思路点拨:本题属于中等题,解题的关键在于弄清为什么两条图象会错开.实验中由于增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度,弹簧无法及时恢复原长,两条图象才会出现差异.答案:D【触类旁通】1.(2011年安徽卷)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.实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,对应点已在图S2-6上标出.(取g=9.8m/s2)图S2-6(1)作出m-l的关系图线.图1
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