第08讲 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系、实验：探究两个互成角度的力的合成规律（讲义）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第08讲实验：探究弹簧弹力与形变量的关系

实验：探究两个互成角度的力的合成规律

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 3

03、考点突破、考法探究 3

考点一探究弹簧弹力与形变量的关系 3

知识点一、理清原理与操作 3

知识点二、掌握数据处理方法 4

知识点三、注意实验细节 4

知识点四、做好误差分析 4

考向1是否需消除弹簧自重的影响 5

考向2区分F-x图像和F-l图像 7

考点二探究两个互成角度的力的合成规律 8

知识点一、理清原理与操作 9

知识点二、数据处理方法 9

知识点三、注意实验细节 9

知识点四、做好误差分析 10

考向1是否需要固定结点 10

考向2是否测量力的具体值 13

考点三创新实验 14

知识点1弹簧实验装置的改进 14

知识点2探究互成角度力的合成规律常见创新实验方案 15

04、真题练习，命题洞见 17

考情分析

2023·全国·高考真题物理试题

2023·浙江·高考真题物理试题

2022·浙江·高考真题物理试题

2021·广东.高考真题物理试题

复习目标

目标1：会通过实验探究弹簧弹力与形变量的关系。

目标2：进一步理解胡克定律，掌握以胡克定律为原理的拓展实验的分析方法。目标3：会通过实验探究两个互成角度的力的合成规律，掌握数据处理方法。

考点一探究弹簧弹力与形变量的关系

知识点一、理清原理与操作

原理装置图

操作要领

平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等

(1)安装：按照原理装置图安装实验仪器。

(2)操作：弹簧竖直悬挂，待钩码静止时测出弹簧长度。

(3)作图：坐标轴标度要适中，单位要标注，连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧，明显偏离图线的点要舍去。

知识点二、掌握数据处理方法

图像法

根据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点。以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的伸长量x为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的直线

列表法

将实验数据填入表中，研究测量的数据，可发现在实验误差允许的范围内，弹力与弹簧伸长量的比值不变

函数法

根据实验数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数关系

知识点三、注意实验细节

1．不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过度拉伸，超过弹簧的弹性限度。

2．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。

3．观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点。

4．统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。

知识点四、做好误差分析

偶然误差

(1)弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，测量时尽量精确地测量弹簧的长度

(2)描点、作图不准确也会造成误差

系统误差

由于弹簧自身重力的影响，所作直线只是近似过坐标原点。尽量选用质量较轻的弹簧

考向1是否需消除弹簧自重的影响

1．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m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。图线不过原点是由于________________________________________。

(4)为完成该实验，设计实验步骤如下：

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；

B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个、……钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；

E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；

F．解释函数表达式中常数的物理意义；

G．整理仪器。

将以上步骤按操作的先后顺序排列：____________________________________。

【答案】：(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧