高考物理一轮总复习精品课件 第2章 相互作用 实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系.ppt

解析:(1)实验中还需要的测量工具是刻度尺。(3)将弹簧平放在桌面上测量其原长,由于弹簧自身有重力,竖直悬挂后会有一定伸长量x0,挂钩码后,根据胡克定律,有F=mg=k(x-x0),即F-x图象为有横截距的直线,斜率仍表示弹簧的劲度系数,选项C正确。对点演练1.(2023湖北重点中学联考)如图甲所示,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簧弹力与弹簧伸长量的关系。(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。答案:(1)刻度尺(2)弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(3)200弹簧自身存在重力解析:(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧的长度。(2)根据实验原理,实验中需要测量的物理量是弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量。(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点,由F=kx,可得由于弹簧自身存在重力,使得弹簧不加外力时就有形变量。考点二实验的改进与创新实验思路的创新?甲乙1.弹簧水平放置,消除弹簧自身重力对实验的影响(图甲)。2.改变弹簧的固定方式,研究弹簧弹力大小与压缩量之间的大小关系(图乙)实验器材的创新用力传感器显示弹簧拉力F的大小实验过程的创新?丙丁1.利用固定在弹簧上的7个指针,探究弹簧的劲度系数k与弹簧长度的关系(图丙)。2.利用“化曲为直”的思想,将探究劲度系数k与弹簧圈数n的关系,转化为探究与n的关系。3.利用浮力对弹簧弹力大小的影响,探究弹簧的劲度系数及钩码浮力的大小(图丁)典例2.某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系。实验装置如图甲所示,一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指在0刻度。设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg的砝码时,各指针的位置记为x。测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,重力加速度取9.80m/s2)。已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm。指针P1P2P3P4P5P6x0/cm2.044.066.068.0510.0312.01x/cm2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k/(N·m-1)163①56.043.633.828.8/(m·N-1)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整:①,②。?甲乙(3)图乙中画出的直线可近似认为通过原点。若从实验所用的弹簧中截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k=N/m。?答案:(1)①81.7②0.0122(2)图象见解析对点演练2.某同学使用轻弹簧、刻度尺、钢球等制作了一个竖直加速度测量仪。取竖直向下为正方向,重力加速度g取9.8m/s2。实验过程如下:(1)将弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一刻度尺。(2)不挂钢球时,弹簧下端指针位于刻度尺2cm刻度处。(3)将下端悬挂质量为m=50g的钢球,静止时指针位于刻度尺4cm刻度处,则该弹簧的劲度系数为N/m。?(4)计算出刻度尺不同刻度对应的加速度,并标在刻度尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度,各刻度对应加速度的值是(选填“均匀”或“不均匀”)的。?(5)如图所示,弹簧下端指针位置的加速度示数应为m/s2(结果保留两位有效数字)。?答案:(3)24.5(4)均匀(5)5.4(5.4~5.6均可)本课结束探究弹力和弹簧伸长的关系实验2内容索引强基础固本增分研考点精准突破强基础固本增分一、实验目的探究弹力和弹簧伸长的定量关系。二、实验思路1.如图所示,弹簧弹力(F)等于悬挂钩码的重力。