2012高考物理一轮复习24实验探究弹力和弹簧伸长的关系验证力的平衡四边形定则.doc

第4讲 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平衡四边形定则 【2012考纲解读】 考纲内容能力要求考向定位1．探究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的关系； 2．验证力的平行四边形定则掌握探究性实验和验证性实验的基本原理和实验方法.探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系，要求得到弹力与伸长量的定量关系，掌握利用图象法处理数据；验证力的平行四边形定则则要求同学们掌握等效替代的思想.这两个实验相对来说，难度不是太大，广东近几年高考少有涉及，但全国高考常有考查，理科综合对物理科难度有所降低，对这两个实验考查的机会将会增大，同学要加以注意. 【重点知识梳理】 考点一．弹力与形变的关系． 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．． 实验原理 1． 如图所示，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. 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，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．． 实验器材 轻质弹簧（一根），钩码（一盒），刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板． 实验步骤： 1．如图所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺（最小分度为 mm ）固定于铁架台上，并用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，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度 Ll. 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 ：、 L 3：、 L4 ……，并将所得数据记录在表格中． 5 ．用 xn＝Ln－ L 0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，将所得数据填人表格． 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．根据图象做出结论. 考点二 验证平行四边形定则 实验目的 验证平行四边形定则 实验器材 ①??方木板一块②测力计两个③细绳两段④橡皮条一段⑤白纸⑥铅笔⑦刻度尺⑧量角器⑨图钉 实验原理 利用测力计测力作矢量图验证力的平行四边形定则. 实验步骤 （1）把橡皮条的一端固定在板上的A点. （2）用两条细绳结在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点（如图2-1） （3）用铅笔记下O点的位置，画下两条细绳的方向，并记下两个测力计的读数. （4）在纸上按比例作出两个力F1、F2的图示，用平行四边形定则求出合力F. 点拨：作图要用尖铅笔，图的比例要尽量大些，要用严格的几何方定作出平行四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向. （5）只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样的比例作出这个力F′的图示，比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，比较合力大小是否相等，方向是否相同. （6）改变F1和F2的夹角和大小，再做两次. 【高频考点突破】 热点1、 探究弹力与弹簧伸长量之间的关系 【例1】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的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7． ①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 ． 测量记录表： 代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1 ②实验中，L3和L2两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中． ③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1＝L4－L0＝6.90 cm，d2＝L5－L1＝6.90 cm，d3