高考物理總復(fù)習(xí) 第2章 第4講 實(shí)驗(yàn)：彈力與彈簧伸長量的關(guān)系課件 新人教版.ppt

第二章直線運(yùn)動(dòng) 第四講實(shí)驗(yàn) 彈力與彈簧伸長量的關(guān)系 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系 2 學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 二 實(shí)驗(yàn)原理 1 如圖所示 在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長 平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等 2 彈簧的長度可用刻度尺直接測出 伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算 這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了 三 實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái) 彈簧 毫米刻度尺 鉤碼若干 三角板 坐標(biāo)紙 重垂線 鉛筆 四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上 讓其自然下垂 用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度l0 即原長 2 如圖所示 在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼 量出此時(shí)彈簧的長度l1 記錄m1和l1 填入自己設(shè)計(jì)的表格中 3 改變所掛鉤碼的質(zhì)量 量出對應(yīng)的彈簧長度 記錄m2 m3 m4 m5和相應(yīng)的彈簧長度l2 l3 l4 l5 并得出每次彈簧的伸長量x1 x2 x3 x4 x5 五 數(shù)據(jù)處理1 以彈力f 大小等于所掛鉤碼的重力 為縱坐標(biāo) 以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo) 用描點(diǎn)法作圖 連接各點(diǎn) 得出彈力f隨彈簧伸長量x變化的圖線 2 以彈簧的伸長量為自變量 寫出曲線所代表的函數(shù) 首先嘗試一次函數(shù) 如果不行則考慮二次函數(shù) 3 得出彈力和彈簧伸長之間的定量關(guān)系 解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義 六 注意事項(xiàng)1 所掛鉤碼不要過重 以免彈簧被過分拉伸 超出它的彈性限度 要注意觀察 適可而止 2 每次所掛鉤碼的質(zhì)量差適當(dāng)大一些 從而使坐標(biāo)點(diǎn)的間距盡可能大 這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些 3 測彈簧長度時(shí) 一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測量 以免增大誤差 4 描點(diǎn)畫線時(shí) 所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上 但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè) 5 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力 彈簧的原長l0 總長l及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位 6 坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中 七 誤差分析1 本實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一是由彈簧拉力大小不穩(wěn)定造成的 因此 使彈簧的懸掛端固定 另一端通過懸掛鉤碼來充當(dāng)對彈簧的拉力 可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度 2 彈簧長度的測量是本實(shí)驗(yàn)主要誤差來源 所以測量時(shí)盡量精確地測量彈簧的長度 3 描點(diǎn) 作圖不準(zhǔn)確等 1 在 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)中 以下說法正確的是a 彈簧被拉伸時(shí) 不能超出它的彈性限度b 用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力 應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)c 用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量d 用幾個(gè)不同的彈簧 分別測出幾組拉力與伸長量 得出拉力與伸長量之比相等 2 某同學(xué)做 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn) 他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長 用直尺測出彈簧的原長l0 再把彈簧豎直懸掛起來 掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度l 把 l l0 作為彈簧的伸長量x 這樣操作 由于彈簧自身重力的影響 最后畫出的圖線可能是圖中的 解析 1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對象 在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對彈簧的拉力 以探索彈力與彈簧伸長的關(guān)系 并且拉力和重力平衡 所以選a b 2 由于考慮彈簧自身重力的影響 當(dāng)不掛鉤碼時(shí) 彈簧的伸長量x 0 所以選c 答案 1 ab 2 c 以下是一位同學(xué)做 探究彈簧伸長量與彈力的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn) 1 下列的實(shí)驗(yàn)步驟是這位同學(xué)準(zhǔn)備完成的 請你幫這位同學(xué)按操作的先后順序 用字母排列出來是 a 以彈簧伸長量為橫坐標(biāo) 以彈力為縱坐標(biāo) 描出各組數(shù)據(jù) x f 對應(yīng)的點(diǎn) 并用平滑的曲線連接起來b 記下彈簧不掛鉤碼時(shí) 其下端在刻度尺上的刻度l0 c 將鐵架臺(tái)固定于桌子上 并將彈簧的一端系于橫梁上 在彈簧附近豎直固定一刻度尺d 依次在彈簧下端掛上1個(gè) 2個(gè) 3個(gè) 4個(gè) 鉤碼 并分別記下鉤碼靜止時(shí) 彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi) 然后取下鉤碼e 以彈簧伸長量為自變量 寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式f 解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義 2 這位同學(xué)探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)在圖中坐標(biāo)上已描出 在圖中的坐標(biāo)上作出f x圖線 寫出曲線的函數(shù)表達(dá)式 x用cm作單位 答案 1 cbdaef 2 如圖所示 f 0 43x n 在 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 并測定彈簧的勁度系數(shù) 的實(shí)驗(yàn)中 實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示 所用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力 實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度 再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端 每次測出相應(yīng)的彈簧總長度 1 有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖乙中 請作出f l圖線 2 由此圖線可得出的結(jié)論是 該彈簧的原長l0 cm 勁度系數(shù)k n m 3 試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況 請你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格 不必填寫其實(shí)驗(yàn)測得的具體數(shù)據(jù) 4 該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí) 把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較 優(yōu)點(diǎn)在于 缺點(diǎn)在于 解析 1 用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來 如圖所示 2 由圖線可知在彈性限度內(nèi) 彈力和彈簧的伸長量成正比 彈簧的原長l0即為彈力為零時(shí)彈簧的長度 由圖象可知 l0 10 10 2m 10cm 勁度系數(shù)為圖象直線部分的斜率 k 25