高考物理一轮复习 2.3《实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系》课件

欢迎进入物理课堂 第三单元实验与探究第5课时实验 探究弹力和弹簧伸长量的关系 必修1第二章研究物体间的相互作用 基础回顾 考点弹力和弹簧伸长量的关系 1 为了探究弹力和弹簧伸长量的关系 需要测量 和弹簧的 弹力可借助 来代替 伸长量可利用刻度尺进行测量 2 本实验的关键是 图象 这个实验中的两个典型图象分别是弹力和弹簧的 的关系图象以及弹力和弹簧的 的关系图象 前者反映弹力和弹簧的伸长量成 关系 是一条 的斜线 后者反映弹力和弹簧的长度成线性关系 是一条 的斜线 3 悬挂钩码的数量限制 弹簧所受的弹力不能 答案 1 弹力伸长量悬挂钩码的重力2 绘制分析伸长量长度正比通过原点在长度坐标上存在正截距3 超过其弹性限度 要点深化 1 如何提出猜想与假设对于弹力和弹簧伸长量的关系 可提出这些猜测与假设 1 弹力大小与弹簧长度成正比 2 弹力大小与弹簧的伸长量成正比 3 弹力大小与弹簧伸长量的平方成正比 2 如何设计实验方案 弹力与形变量肯定有关系 为了研究弹簧形变量与弹力的关系 我们选定一根符合实验条件的弹簧 先将弹簧悬挂在铁架台上 如右图所示 分别用质量一致个数不同的钩码悬挂 在弹簧的下方 待钩码静止后 用刻度尺测量弹簧的伸长量 探究弹簧所受的拉力 用钩码的重力替代 和弹簧伸长量 或长度 的关系 3 如何选择实验器材需要的器材见下列表格 打 表示选用的 4 如何进行实验 处理数据与确立结论 1 将弹簧挂在铁架台上 用刻度尺量出弹簧的自然长度L0 2 在弹簧下端挂质量为m1的钩码 量出此时弹簧的长度L1 记录m1和L1 并求出弹簧的伸长量x1 即L1 L0 一并填入设计好的表格中 3 改变钩码的质量 测出对应的弹簧长度 记录所挂钩码的质量m2 m3 m4 m5和对应的弹簧长度L2 L3 L4 L5 并求出每次弹簧的伸长量x2 即L2 L0 x3 即L3 L0 x4 即L4 L0 x5 即L5 L0 4 以弹力为纵坐标 以弹簧伸长量为横坐标建立坐标系 根据所测数据描点 并连成平滑的曲线 5 由图象可得结论 弹簧的弹力和伸长量成正比 5 还要注意什么事项 1 给弹簧施加拉力不要太大 以免弹簧被过分拉伸 超出它的弹性限度 2 测量弹簧长度时 不要用手拉弹簧 要在弹簧自然竖直状态且保持平衡时进行测量 3 为了减小误差 要尽量多测几组数据 某同学根据如图所示装置来做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验 其操作过程如下 1 将实验弹簧挂在铁架台上 用刻度尺量出弹簧的原长L0 2 在弹簧下端挂质量为m1的钩码 量出此时弹簧的长度L1 记录m1和L1 并求出弹簧的伸长量x1 即L1 L0 一并填入设计好的表格中 题型一实验步骤的掌握 答案 3 改变钩码的质量测出对应的弹簧长度L2 L0L3 L0L4 L0L5 L0 4 连成直线 5 弹簧的弹力和伸长量成正比 3 记录所挂钩码的质量m2 m3 m4 m5和对应的弹簧长度L2 L3 L4 L5 并求出每次弹簧的伸长量x2 即 x3 即 x4 即 x5 即 4 以弹力为纵坐标 以弹簧伸长量为横坐标建立坐标系 根据所测数据描点 对所描的点 5 由图象可得结论 点评 近几年来 为了降低实验题考查操作步骤的难度 常采用提取关键步骤让学生来填空的做法 所以要求同学们在复习实验的操作步骤时要进行研究 分析可能取出的关键段或关键句 题型训练 1 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 某同学让实验弹簧的一端固定于平放在水平桌面上的L型木板上 让弹簧在水平状态下进行探究 如右图所示 1 现用已知质量的钩码代替弹簧秤作拉力 共有5个钩码 L型木板的右端固定并调节好的定滑轮 其它方面的仪器还需要 2 试在图中完成实验原理图 3 实验的步骤如下 把细绳和弹簧的小环结好 让细绳跨过定滑轮 并结好细绳套 用刻度尺测出弹簧左侧结点到小环结点的距离 即原长 在细绳套上挂上1个已知质量的钩码 用刻度尺测出弹簧的长度 再计算此时的伸长量 和钩码的质量一并填入列表 重复 的步骤 得到五组数据 以弹力 钩码质量换算过来 为纵坐标 以 为横坐标 根据所测数据在坐标纸上描点 作出一条平滑的直线 归纳出实验的结论 答案 1 刻度尺细绳套不可伸长的轻质绳子 2 实验原理图如下图所示 3 待弹簧伸长到稳定时 换上2个 3个 4个 5个钩码挂上细绳套 弹簧的伸长 下表是某同学为探索弹力和弹簧形变量的关系所测得的几组数据 题型二实验数据的处理 1 请你在图中的坐标线上作出F x图象 2 写出曲线所代表的函数 x用m做单位 3 解释函数表达式中常数的物理意义 解析 1 作出F x图象如下图所示 2 由图象得 F 20 x 3 函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数 表示使弹簧每伸长或压缩1m所需的拉力为20N 答案 见解析 思路点拨 根据给出的数据在图中描点 描点时要保证绝大多数点落在直线上 偏离直线较远的点要舍去 然后依据图象得出函数表达式 并解得其常数含义 题型训练 2 某同学根据图 a 装置来做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验 得到了七组实验数据 并作得如图 b 所示的图象 该图象表明 1 该同学直接将钩砝码的质量当作弹簧的 看待 并作为横坐标 而纵坐标则表示了弹簧的 2 在钩砝码的质量为 g以内 弹簧还没有超出弹性限度 3 在弹性限度以内可下的结论是 4 该弹簧的劲度k为 N m 答案 1 弹力长度 2 49 48 50任一个值均可 3 弹力跟弹簧的长度成线性函数关系 4 2 5 2 4 2 6任一个值均可 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全