探究弹力和弹簧伸长的关系（原卷版）-2024高考物理一轮复习.pdfVIP

2024高考物理一轮复习100考点100讲

第二章相互作用

第2.6讲探究弹力和弹簧伸长的关系

【知识点精讲

一实验目的

1.探究弹力和弹簧伸长的关系.

2.培养学生实验探究的能力.

二、实验原理

实验原理图

弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生•的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力

也就越大.

三、实验器材

铁架台、弹簧、钩码若干、亳米刻度尺、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸.

四、实验步骤

1.安装实验仪器.

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

多测儿组数据.

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图线，所画的点不一定正好在这

条图线上，但要注意使图线两侧的点数大致相同.

五、数据处理

1.解析法：以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数解析式，首先尝试一次函数，

如果不行再考虑二次函数.

2.列表法：将测得的Ax填入设计好的表格中，可以发现弹力”与弹簧伸长量x的比值

在误差允许范围内是相等的.

3.图象法：以弹簧伸长量x为横坐标，弹力广为纵坐标，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.

六、注意事项

1.对钩码的要求

(I)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度.

(2)每次所挂钩码的质量差尽量大•些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图线更

精确.

2.测量与记录数据

(I)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量.

(2)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.

3.作图象：描点画线时，所描的点不一定都落在一条线上，但应注意一定要使尽可能多的

点落在线匕其余各点均匀分布在线的两侧.

七、误差分析

1.弹簧长度的测量和作图象时造成偶然误差.

2.钩码标值不准确造成系统误差.

【方法归纳】

处理实验数据的方法

1.列表分析法：分析列表中弹黄拉力厂与对应弹簧的形变量心的关系，可以先考虑厂和

Av的乘积，再考虑”和Ar的比值，也可以考虑尸和(Ax)?的关系或和,的关系等，结论：今

为常数.

2.图象分析法：作出F-At图象，如图所示.此图象是过坐标原点的一条直线，即F和心

正比关系.

作图的规则：

(1)要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确

定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸.若祥黄原长较长，则横坐标起点可以不从

零开始选择.

(2)作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直

线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误差太大所致，应舍去).

(3)要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、栈距的意义。

【高考命题视角】

以本实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体

现开放性、探究性等特点.

视角1可能对实验方案进行改进

将弹簧水平放置或穿过一根水平光滑的横杆，在水平方向做实验.

视角2对实验器材的改进

利用计算机及传感器技术，将弹簧水平放置，旦一端固定在传感器上，传感器与电脑用连,

对弹簧施加变化的作用力拉（力或推力）时，电脑上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图象如（图所

示）.分析图象得出结论.

视角3图象法处理数据

【