高考总复习探究弹力与弹簧伸长量的定量关系讲述.ppt

RJ版 · 物理 新课标高考总复习 * * (对应学生用书P31) 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，培养实验探究能力． 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，如图所示．这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力)；弹簧的长度可用刻度尺测出，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．多测几组数据，用列表和作图的方法探索出弹力与弹簧伸长的定量关系． 三、实验器材 铁架台，弹簧，钩码，天平，刻度尺，坐标纸，铁夹等． 四、实验步骤 1．测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂砝码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据． 2．根据所测数据在坐标纸上描点，最好以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标． 3．按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)． 4．以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数． 5．解释函数表达式中常量的物理意义． (对应学生用书P32) 要点一　　误差分析　　　 1.本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度． 2.弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，测量时尽量精确地测量弹簧的长度． 3.在F－x图象上描点、作图不准确． 要点二　　注意事项　　　 1.每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等． 2.弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度． 3.测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系． 4.建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小． 5.描线的原则是，尽量使各点落在描画出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线一般是直线． 6.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位． 要点三　　实验改进　　　 本实验的系统误差来自弹簧的重力，所以改进实验的思路应该是尽可能减小弹簧自重的影响： 1.一个方案是将弹簧穿过一根水平光滑的杠杆，在水平方向做实验． 2.另一个方案是选择劲度系数较小的轻弹簧，通过减小读数的相对误差来提高实验的精确度． 3.利用计算机及传感器技术，将弹簧水平放置，且一端固定在传感器上，传感器与电脑相连，对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时，电脑上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图象(如图乙所示)，分析图象得出结论． (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，不能超出它的弹性限度 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，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的(　　) [解析]　本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系． (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x0，所以选C. [答案]　(1)AB　(2)C (对应学生用书P33) 1．(2011·临沂模拟)如图(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变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图(乙)所示．则下列判断正确的是(　　) A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比 B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比 C．该弹簧的劲度系数是200 N/m D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变 [答案]　BCD 2．(2011·承德模拟)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上．当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50 g的钩码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的钩码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50 g的钩码时，指针指示的刻度数