高考物理一轮总复习 专题2 相互作用 实验2 探究弹力和弹簧伸长量的关系.pptVIP

实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系必备知识·深悟固基1．实验目的(1)学会用列表法和________处理实验数据．(2)归纳探究弹簧弹力与形变量之间的定量关系．2．实验原理弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小__________；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大．3．实验器材铁架台、弹簧、钩码、________、坐标纸．图像法相等刻度尺4．实验步骤(1)安装实验仪器(如图所示)．(2)测量弹簧的__________(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．伸长量(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．5．数据处理(1)列表法将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的．(2)图像法以弹簧伸长量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．关键能力·突破要点命题一课标教材原型实验[基础考查]例1(2021届永州检测)(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L的关系实验时得到如图甲所示的F－L图像．由图像可知：弹簧原长L0＝____________cm，求得弹簧的劲度系数k＝__________N/m.甲(2)如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图，则指针所指刻度尺示数为____________cm.由此可推测图中所挂的钩码有__________个．【答案】(1)3.0200(2)1.503变式1(2020届辽宁阜新检测)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持________状态．(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x＝________cm.【答案】(1)竖直(2)450(3)10【解析】(1)弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态．(2)弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8cm，伸长量为4cm；根据胡克定律F＝kΔx，代入数据解得k＝50N/m.(3)由图丙得到弹簧的弹力为3N，根据图乙得到弹簧的长度为10cm.变式2(2020年信宜中学检测)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图像，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x为横坐标，以弹力F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．将铁架台固定在桌子上，并将弹簧的一端系在横梁上，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、…、n个钩码，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x为自变量，写出弹力F与伸长量x的关系式，首先尝试写成一次函数，若不行，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．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来___________________．【答案】(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与弹簧对应的长度(3)200弹簧有自重(4)CBDAEFG【解析】(1)根据实验原理，可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和挂上钩码后的长度．(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与弹簧对应的长度．(3)取题图乙中(0.5cm,0)和(3.5cm,6N)两个点，代入F