B高考调研第二章物体的平衡高三物理(新课标版).ppt

一、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． 二、实验原理 1.如右图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等． 2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，如下图建立坐标系，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． 三、实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸． 四、实验步骤 1．安装实验仪器如图1所示． 2．测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据． 3．根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标． 4．按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同． 5．以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数． 【例】　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．用几个劲度系数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 【解析】　弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A项正确；用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读读数．故B项正确；弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故C项错误；拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数不同，故D项错误． 【答案】　AB 一、实验操作技巧 1．实验数据处理 (1)图象法 以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线，是一条过坐标原点的直线． 【例1】　(2012·浙江)在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤． (1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到实验数据如下表： 在下面坐标图中作出F-x图象并利用图象求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m. 【答案】　(1)见解析图，53(说明：±2内都可) (2)函数法 弹力F与弹簧伸长量x满足F＝kx的关系． 【例2】　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所示．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】　根据胡克定律，有F＝kx＝k(l－l0)，在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，横截距表示弹簧的原长，故b的原长比a的长，a的劲度系数比b的大，故A、C项错误，B项正确；弹力与弹簧的形变量成正比，故D项错误． 【答案】　B 2．注意事项 (1)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度． (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，这样作出的图线准确度更高一些． (3)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据． (4)记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长、总长及弹簧伸长量的对应关系及单位． 二、实验误差的来源与分析 (1)本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小不稳定造成的，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主要误差来源，所以测量时尽量精确地测量弹簧的长度． (3)描点、作图不准确等． 【例3】　(2010·福建)某实验小组在做研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系的实验时，将原长约200 mm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20 g)，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关系的图象如图所示．从图象中可以得出： 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数过多，导致橡皮筋超出弹性限度 【解析】　题图中两条线都不是直线，故Δl与F不成正比，A项错误；比较两