2021届高考物理一轮复习:第二章《相互作用》实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系.pdf
《2021届高考物理一轮复习:第二章《相互作用》实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2021届高考物理一轮复习:第二章《相互作用》实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系.pdf(21页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第 1 页 共 21 页2021 届高考物理一轮复习:第二章相互作用实验二探究弹力和弹簧伸长的关系1.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相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.2.实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.3.实验步骤(1)安装实验仪器(如图 1 所示).第 2 页 共 21 页图 1(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,要尽可能多测几组数据.(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曲线(包括直线),所画的点不一定正好在这条
2、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.1.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.第 3 页 共 21 页(2)图象法以弹簧伸长量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.(3)函数法弹力 F 与弹簧伸长量x 满足 Fkx 的关系.2.注意事项(1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.(2)尽量多测几组数据:
3、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.3.误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差.命题点一教材原型实验第 4 页 共 21 页处理实验数据的方法1.列表分析法:分析列表中弹簧拉力F 与对应弹簧的形变量 x 的关系,可以先考虑F 和 x的乘积,再考虑 F 和 x 的比值,也可以考虑F 和(x)2的关系或F 和 x的关系
4、等,结论:F x为常数.2.图象分析法:作出 F x 图象,如图2 所示.此图象是过坐标原点的一条直线,即F 和 x成正比关系.图 2 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.若弹簧原长较长,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第 5 页 共 21 页的两侧(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、截距的意义.例1(2015 福建理综 19(1
5、)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.(1)图 3 甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量 l 为_cm;第 6 页 共 21 页图 3(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是 _;(填选项前的字母)A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 l 与弹力F 的关系图线,图线的AB 段明显偏离直线OA,造成这种现象的
6、主要原因是_.答案(1)6.93(2)A(3)钩码重力超过弹簧弹力范围解析(1)由题图乙知,读数为14.66 cm,所以弹簧伸长量为(14.667.73)cm6.93 cm;(2)若随意增减钩码,会使作图不方便,有可能会超出弹簧形变范围,所以应逐一增挂钩码,选项A正确.(3)由题图丙知AB 段伸长量与弹力不成线性关系,是因为钩码重力超过弹簧弹力范围.变式第 7 页 共 21 页1某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度 x,数据记录如下表所示.钩码个数01234567 弹力 F/N01.02.03.04.05.06
7、.07.0 弹簧伸长的长度x/cm02.003.986.027.979.9511.8013.50(1)根据表中数据在图4 中作出 Fx 图线.图 4(2)根据 Fx 图线可以求得弹簧的劲度系数为_ N/m.(3)估测弹簧弹力为5 N 时弹簧的弹性势能为_ J.答案(1)如图所示第 8 页 共 21 页(2)50(3)0.25 命题点二创新实验 器材与方法的创新本实验一般是在教材实验原理的基础上设计新情景进行考查,因此,要在教材实验的基础上注重迁移创新能力的培养,善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.高考考情演变第 9 页 共 21 页装置时代化求解智能化1.弹力的获得:弹簧竖直悬挂,重
8、物的重力作为弹簧的拉力,存在弹簧自重的影响弹簧水平使用,重物的重力作为弹簧的拉力,消除了弹簧自重的影响.2.图象的获得:由坐标纸作图得Fx 图象由传感器和计算机输入数据直接得Fx 图象.第 10 页 共 21 页例2(2014 新课标全国 23)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5 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指向 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0.100 kg 的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 相互作用 2021 高考 物理 一轮 复习 第二 实验 探究 弹力 弹簧 伸长 关系
限制150内