高考物理一轮复习(要点+命题导向+策略)实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系课件.ppt
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1、实实验验二二探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长量量的的关系关系 2021/8/11 星期三1一一、实实验验目目的的:探探索索弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长量量的的定定量量关关系系,学习所用的科学方法学习所用的科学方法二二、实实验验原原理理:弹弹簧簧受受到到拉拉力力会会伸伸长长,平平衡衡时时弹弹簧簧产产生生的的弹弹力力和和外外力力大大小小相相等等,这这样样弹弹力力的的大大小小可可以以通通过过测测定定外外力力而而得得出出(可可以以用用悬悬挂挂钩钩码码的的方方法法给给弹弹簧簧施施加加拉拉力力);弹弹簧簧的的原原长长和和形形变变后后的的长长度度可可用用刻刻度度尺尺测测出出,计计算算出出弹弹簧簧的的形形
2、变变量量,多多测测几几组组数数据据,用用列列表表或或作作图图的的方方法法探探索索出出弹弹力力与与弹簧伸长量的定量关系弹簧伸长量的定量关系2021/8/11 星期三2三三、实实验验器器材材:弹弹簧簧(不不同同的的多多根根)、刻刻度度尺尺、钩钩码码、铁架台铁架台四、实验方法:实验观察法、分析归纳法四、实验方法:实验观察法、分析归纳法五、实验步骤五、实验步骤:图图12021/8/11 星期三31用刻度尺用刻度尺测测出出弹弹簧的原簧的原长长l0.2如如图图1所所示示,将将弹弹簧簧一一端端固固定定,另另一一端端挂挂上上钩钩码码,待待弹弹簧簧平平衡衡后后,记记录录下下弹弹簧簧的的长长度度及及钩钩码码的的重
3、重量量然然后后改改变钩码变钩码的的质质量,再量,再读读出几出几组组数据数据3将数据将数据记录记录在表格中在表格中(弹弹簧原簧原长长l0_ cm)1234567F/Nl/cmx/cm2021/8/11 星期三44根根据据测测量量数数据据画画出出Fx图图象象(以以F为为纵纵轴轴,以以x为为横横轴轴)5探探索索结结论论:按按照照Fx图图象象中中各各点点的的分分布布与与走走向向,尝尝试试作作出出一一条条平平滑滑的的曲曲线线(包包括括直直线线)所所画画的的点点不不一一定定正正好好在在这这条条曲曲线线上上,但但要要注注意意使使曲曲线线两两侧侧的的点点数数大大致致相相同同尝尝试试写写出出曲曲线线所所代代表表
4、的的函函数数,首首先先看看Fx是是否否为为一一次次函函数数,如果不是如果不是则则考考虑虑是否是二次函数或其他函数是否是二次函数或其他函数6解解释释函数表达式中常数的物理意函数表达式中常数的物理意义义 2021/8/11 星期三5六六、数数据据处处理理:根根据据记记录录数数据据画画出出Fx图图象象,然然后后分分析析Fx图象所代表的函数,最后总结出实验结论图象所代表的函数,最后总结出实验结论七七、误误差差分分析析:1.本本实实验验的的误误差差来来源源之之一一,是是因因弹弹簧簧拉拉力力大大小小的的不不稳稳定定造造成成的的.因因此此,使使弹弹簧簧的的悬悬挂挂端端固固定定,另另一一端端通通过过悬悬挂挂钩
5、钩码码来来充充当当对对弹弹簧簧的的拉拉力力,可可以以提提高高实实验验的的准确度;准确度;2弹弹簧簧长长度度的的测测量量,是是本本实实验验的的主主要要误误差差来来源源所所以以,测量时尽量精确地测量弹簧的长度,测量时尽量精确地测量弹簧的长度2021/8/11 星期三6八、注意事项:八、注意事项:1每每次次增增减减钩钩码码测测量量有有关关长长度度时时,均均需需保保证证弹弹簧簧及及钩钩码码不不上上下下振振动动而而处处于于静静止止状状态态,否否则则,弹弹簧簧弹弹力力将将可可能能与与钩码重力不相等钩码重力不相等2弹弹簧簧下下端端增增加加钩钩码码时时,注注意意不不要要超超过过弹弹簧簧的的限限度度3测量有关长
6、度时,应区别弹簧原长测量有关长度时,应区别弹簧原长l0,实际总长,实际总长l 及伸长量及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系三者之间的不同,明确三者之间的关系2021/8/11 星期三74建建立立平平面面直直角角坐坐标标系系时时,两两轴轴上上单单位位长长度度所所代代表表的的量量值值要适当,不可要适当,不可过过大,也不可大,也不可过过小小5描描线线的的原原则则是是,尽尽量量使使各各点点落落在在描描画画出出的的线线上上,少少数数点点分分布布于于线线两两侧侧,描描出出的的线线不不应应是是折折线线,而而应应是是平平滑滑的的曲曲线线2021/8/11 星期三8题题型一用型一用图图象法象法处处理理实
7、验实验数据数据图图22021/8/11 星期三9例例1某某同同学学用用如如图图2所所示示装装置置做做探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长关关系系的的实实验验他他先先测测出出不不挂挂砝砝码码时时弹弹簧簧下下端端指指针针所所指指的的标标尺尺刻刻度度,然然后后在在弹弹簧簧下下端端挂挂上上砝砝码码,并并逐逐个个增增加加砝砝码码,测测出出指指针针所所指指的的标标尺尺刻刻度度,所所得得数数据据列列表表如如下下:(取取g9.8 m/s2)砝砝码质码质量量m/102g01.002.003.004.00标标尺刻度尺刻度x/102m15.0018.9422.8226.7830.662021/8/11 星期三10砝
8、砝码质码质量量m/102g5.006.007.00标标尺刻度尺刻度x/102m34.6042.0054.50(1)根根据据所所测测数数据据,在在图图3所所示示的的坐坐标标纸纸上上作作弹弹簧簧指指针针所指的所指的标标尺刻度尺刻度x与砝与砝码质码质量量m的关系曲的关系曲线线 图图32021/8/11 星期三11(2)根根据据所所测测得得的的数数据据和和关关系系曲曲线线可可以以判判断断,在在_牛牛范范围围内内弹弹力力大大小小与与弹弹簧簧伸伸长长关关系系满满足足胡胡克克定定律律,这这种种规规格格弹弹簧的簧的劲劲度系数度系数为为_牛牛/米米解解析析(1)根根据据表表格格中中所所测测数数据据,在在坐坐标标
9、系系中中的的描描点点连结如图连结如图4所示所示(2)从从x与与砝砝码码质质量量m的的关关系系曲曲线线可可看看出出,在在04.9 N范范围围内内弹弹力力大大小小与与弹弹簧簧伸伸长长关关系系是是一一直直线线,说说明明弹弹簧簧在在这这一一范范围围内内满满足足胡胡克克定定律律,由由直直线线斜斜率率的的倒倒数数可可求求得得弹弹簧簧劲劲度度系数为系数为25.0 N/m.2021/8/11 星期三12答案答案(1)如图如图4所示所示(2)04.925.0图图4 2021/8/11 星期三13以下是一名同学做以下是一名同学做“探究形探究形变变与与弹弹力的关系力的关系”的的实验实验(1)下下列列实实验验步步骤骤
10、是是这这名名同同学学准准备备完完成成的的,请请你你帮帮他他按按操操作作的的先先后后顺顺序序,将将各各步步骤骤的的顺顺序序号号写写在在横横线线上上_A以以弹弹簧簧伸伸长长量量为为横横坐坐标标,以以弹弹力力为为纵纵坐坐标标,描描出出各各组组数据数据(x,F)对应对应的点,并用平滑的曲的点,并用平滑的曲线连线连接起来;接起来;B记记下下弹弹簧簧不不挂挂钩钩码码时时,其其下下端端在在刻刻度度尺尺上上的的刻刻度度l0;2021/8/11 星期三14C将将铁铁架架台台固固定定于于桌桌子子上上,并并将将弹弹簧簧的的一一端端系系于于横横梁上,在梁上,在弹弹簧附近簧附近竖竖直固定一把刻度尺;直固定一把刻度尺;D
11、依依次次在在弹弹簧簧下下端端挂挂上上1个个、2个个、3个个、4个个、钩钩码码,并并分分别别记记下下钩钩码码静静止止时时,弹弹簧簧下下端端所所对对应应的的刻刻度度并并记录记录在表格内,在表格内,然后取下然后取下钩码钩码;E以以弹弹簧簧伸伸长长量量为为自自变变量量,写写出出弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长量量的关系式;的关系式;F解解释释函数表达式中常数的物理意函数表达式中常数的物理意义义 2021/8/11 星期三15(2)下下表表是是这这名名同同学学探探究究弹弹力力大大小小与与弹弹簧簧伸伸长长量量之之间间的的关系所关系所测测的几的几组组数据:数据:算算出出每每一一次次弹弹簧簧的的伸伸长长量量,并并
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