必修1第二章實(shí)驗(yàn)二

1、實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑膶?shí)驗(yàn)?zāi)康暮推鞑膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)?zāi)磕康牡?.1.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系的定量關(guān)系2.2.學(xué)會(huì)用列表法和圖像學(xué)會(huì)用列表法和圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.1.在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)伸長(zhǎng), ,平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等所掛鉤碼的重力大小相等2.2.彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出出, ,伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈這樣就可

2、以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)器器材材鐵架臺(tái)、毫米刻度尺、鐵架臺(tái)、毫米刻度尺、彈簧、鉤碼若干、三角彈簧、鉤碼若干、三角板、鉛筆、重垂線、坐板、鉛筆、重垂線、坐標(biāo)紙標(biāo)紙【實(shí)驗(yàn)過(guò)程【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】1.1.如圖所示如圖所示, ,將鐵架臺(tái)放在桌面上將鐵架臺(tái)放在桌面上( (固定好固定好),),將彈簧的一端固定于鐵將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上架臺(tái)的橫梁上, ,在靠近彈簧處將刻在靠近彈簧處將刻度尺度尺( (最小分度為最小分度為1mm)1mm)固定于鐵架固定于鐵架臺(tái)上臺(tái)上, ,并用重垂線檢查刻度尺是否并用重垂線檢查刻度尺是否豎直。豎直。2.2.記下彈簧下端不掛鉤碼

3、時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0 0, ,即彈簧的原長(zhǎng)。即彈簧的原長(zhǎng)。3.3.在彈簧下端掛上鉤碼在彈簧下端掛上鉤碼, ,待鉤碼靜止時(shí)測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度待鉤碼靜止時(shí)測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度l, ,求出求出彈簧的伸長(zhǎng)彈簧的伸長(zhǎng)x x和所受的外力和所受的外力F(F(等于所掛鉤碼的重力等于所掛鉤碼的重力) )。4.4.改變所掛鉤碼的數(shù)量改變所掛鉤碼的數(shù)量, ,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn), ,要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù), ,將所測(cè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表格中。將所測(cè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表格中。記錄表記錄表: :彈簧原長(zhǎng)彈簧原長(zhǎng)l0 0= =cmcm。 次次 數(shù)數(shù) 內(nèi)內(nèi) 容容1 12 23 34 45 56 6拉

4、力拉力F/NF/N彈簧總長(zhǎng)彈簧總長(zhǎng)/cm/cm彈簧伸長(zhǎng)彈簧伸長(zhǎng)/cm/cm5.5.以力為縱坐標(biāo)以力為縱坐標(biāo), ,以彈簧的伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)以彈簧的伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo), ,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。紙上描點(diǎn)。6.6.按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向, ,作出一條平滑的圖線。所畫(huà)的作出一條平滑的圖線。所畫(huà)的點(diǎn)不一定正好都在這條圖線上點(diǎn)不一定正好都在這條圖線上, ,但要注意使圖線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大但要注意使圖線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。致相同。7.7.以彈簧的伸長(zhǎng)為自變量以彈簧的伸長(zhǎng)為自變量, ,寫(xiě)出圖線所代表的函數(shù)表達(dá)式寫(xiě)出圖線所代表的函數(shù)表達(dá)式, ,并解并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意

5、義。釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。【誤差分析【誤差分析】1.1.彈簧豎直懸掛時(shí)彈簧豎直懸掛時(shí), ,未考慮彈簧自身重力的影響造成系統(tǒng)誤差未考慮彈簧自身重力的影響造成系統(tǒng)誤差, ,為此要盡量選擇質(zhì)量較小的彈簧。為此要盡量選擇質(zhì)量較小的彈簧。2.2.彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量造成偶然誤差彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量造成偶然誤差, ,為了減小這種誤差為了減小這種誤差, ,要盡量多要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。測(cè)幾組數(shù)據(jù)。3.3.作圖時(shí)的不規(guī)范造成偶然誤差作圖時(shí)的不規(guī)范造成偶然誤差, ,為了減小這種誤差為了減小這種誤差, ,畫(huà)圖時(shí)要畫(huà)圖時(shí)要用細(xì)鉛筆作圖用細(xì)鉛筆作圖, ,所描各點(diǎn)盡量均勻分布在直線的兩側(cè)。所描各點(diǎn)盡量均勻分布在直線的兩側(cè)。【

6、注意事項(xiàng)【注意事項(xiàng)】1.1.所掛鉤碼不要過(guò)重所掛鉤碼不要過(guò)重, ,以免彈簧被過(guò)分拉伸以免彈簧被過(guò)分拉伸, ,超出它的彈性限度超出它的彈性限度, ,要注意觀察要注意觀察, ,適可而止。適可而止。2.2.每次所掛鉤碼的質(zhì)量差適當(dāng)大一些每次所掛鉤碼的質(zhì)量差適當(dāng)大一些, ,從而使坐標(biāo)點(diǎn)的間距盡從而使坐標(biāo)點(diǎn)的間距盡可能大可能大, ,這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些。這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些。3.3.測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)測(cè)彈簧長(zhǎng)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(cè)一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測(cè)量量, ,以免增大誤差。以免增大誤差。4.4.描點(diǎn)畫(huà)線時(shí)描點(diǎn)畫(huà)線時(shí), ,所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上

7、所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上, ,但應(yīng)注意一但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。5.5.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長(zhǎng)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長(zhǎng)l0 0、總長(zhǎng)、總長(zhǎng)l及彈簧伸及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。6.6.坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中。坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中?！緦?shí)驗(yàn)改進(jìn)【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差來(lái)自彈簧的重力本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差來(lái)自彈簧的重力, ,所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思路應(yīng)該所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思路應(yīng)該是盡可能減小彈簧自身重力的影響是盡可能減小彈簧自身重力的影響: :1.1.一個(gè)方案是將彈簧穿過(guò)一根水平光滑的杠桿一個(gè)方案是將彈簧穿過(guò)一根水

8、平光滑的杠桿, ,在水平方向做在水平方向做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)。2.2.另一個(gè)方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧另一個(gè)方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧, ,通過(guò)減小讀數(shù)的通過(guò)減小讀數(shù)的相對(duì)誤差來(lái)提高實(shí)驗(yàn)的精確度。相對(duì)誤差來(lái)提高實(shí)驗(yàn)的精確度。3.3.利用計(jì)算機(jī)及傳感器技術(shù)利用計(jì)算機(jī)及傳感器技術(shù), ,將彈簧水平放置將彈簧水平放置, ,且一端固定在傳且一端固定在傳感器上感器上, ,傳感器與計(jì)算機(jī)相連傳感器與計(jì)算機(jī)相連, ,對(duì)彈簧施加變化的作用力對(duì)彈簧施加變化的作用力( (拉力拉力或推力或推力) )時(shí)時(shí), ,計(jì)算機(jī)上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖像計(jì)算機(jī)上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖像( (如圖甲、乙所示如圖甲

9、、乙所示),),分析圖像得出結(jié)論。分析圖像得出結(jié)論。熱點(diǎn)熱點(diǎn) 1 1 實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)誤差的分析實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)誤差的分析【典例【典例1 1】如圖甲所示如圖甲所示, ,用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。 (1)(1)為完成實(shí)驗(yàn)為完成實(shí)驗(yàn), ,還需要的實(shí)驗(yàn)器材有還需要的實(shí)驗(yàn)器材有: :。(2)(2)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有: :。(3)(3)圖乙是彈簧彈力圖乙是彈簧彈力F F與彈簧伸長(zhǎng)量與彈簧伸長(zhǎng)量x x的的F-xF-x圖線圖線, ,由

10、此可求出由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為N/mN/m。圖線不過(guò)原點(diǎn)是由于。圖線不過(guò)原點(diǎn)是由于 。(4)(4)為完成該實(shí)驗(yàn)為完成該實(shí)驗(yàn), ,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下: :A.A.以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo), ,以彈力為縱坐標(biāo)以彈力為縱坐標(biāo), ,描出各組描出各組(x,F(x,F) )對(duì)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)應(yīng)的點(diǎn), ,并用平滑的曲線連接起來(lái)并用平滑的曲線連接起來(lái); ;B.B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度l0 0; ;C.C.將鐵架臺(tái)固定于桌子上將鐵架臺(tái)固定于桌子上, ,并將彈簧的一端系于橫梁上并將彈簧的一端系于橫梁上, ,在

11、彈簧在彈簧附近豎直固定一把刻度尺附近豎直固定一把刻度尺; ;D.D.依次在彈簧下端掛上依次在彈簧下端掛上1 1個(gè)、個(gè)、2 2個(gè)、個(gè)、3 3個(gè)、個(gè)、4 4個(gè)個(gè)鉤碼鉤碼, ,分別記下分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度, ,并記錄在表格內(nèi)并記錄在表格內(nèi), ,然后取下然后取下鉤碼鉤碼; ;E.E.以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量, ,寫(xiě)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式寫(xiě)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式, ,首先嘗首先嘗試寫(xiě)成一次函數(shù)試寫(xiě)成一次函數(shù), ,如果不行如果不行, ,則考慮二次函數(shù)則考慮二次函數(shù); ;F.F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義; ;

12、G.G.整理儀器。整理儀器。請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái): : ?！緲?biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來(lái)測(cè)量彈簧根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來(lái)測(cè)量彈簧原長(zhǎng)和形變量原長(zhǎng)和形變量; ;(2)(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理, ,實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有彈簧的原長(zhǎng)、彈實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有彈簧的原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量( (或與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度或與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度););(3)(3)取圖像中取圖像中(0.5,0)(0.5,0)和和(3.5,6)(3.5,6)兩個(gè)點(diǎn)兩個(gè)點(diǎn), ,代入代入F=kxF=kx可得

13、可得k=200N/m,k=200N/m,由于彈簧自身的重力由于彈簧自身的重力, ,使得彈簧不加外力時(shí)就有形變使得彈簧不加外力時(shí)就有形變量。量。(4)(4)根據(jù)完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知根據(jù)完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知, ,先后順序?yàn)橄群箜樞驗(yàn)镃BDAEFGCBDAEFG。答案答案: :(1)(1)刻度尺刻度尺(2)(2)彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力及對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力及對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量量( (或與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度或與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度) )(3)200(3)200彈簧自身重力彈簧自身重力(4)CBDAEFG(4)CBDAEFG熱點(diǎn)熱點(diǎn) 2 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【典例【典例2 2】(2012(201

14、2廣東高考廣東高考) )某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。關(guān)系。(1)(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上, ,將刻度尺固定在彈簧一側(cè)將刻度尺固定在彈簧一側(cè), ,彈簧軸彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在線和刻度尺都應(yīng)在( (選填選填“水平水平”或或“豎直豎直”) )方向。方向。(2)(2)彈簧自然懸掛彈簧自然懸掛, ,待彈簧待彈簧時(shí)時(shí), ,長(zhǎng)度記為長(zhǎng)度記為L(zhǎng) L0 0; ;彈簧下端掛上砝彈簧下端掛上砝碼盤(pán)時(shí)碼盤(pán)時(shí), ,長(zhǎng)度記為長(zhǎng)度記為L(zhǎng) Lx x; ;在砝碼盤(pán)中每次增加在砝碼盤(pán)中每次增加10g10g砝碼砝碼, ,彈簧長(zhǎng)度依彈簧長(zhǎng)度依次記為次記為L(zhǎng) L1 1至至L L6

15、 6, ,數(shù)據(jù)如表數(shù)據(jù)如表: : 代表代表符號(hào)符號(hào)L L0 0L Lx xL L1 1L L2 2L L3 3L L4 4L L5 5L L6 6數(shù)值數(shù)值/cm/cm25.3525.3527.3527.3529.3529.3531.3031.3033.433.435.3535.3537.4037.4039.3039.30表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范, ,代表符號(hào)為代表符號(hào)為。由表可知所。由表可知所用刻度尺的最小分度為用刻度尺的最小分度為。(3)(3)如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖, ,縱軸是砝碼的質(zhì)量縱軸是砝碼的質(zhì)量, ,橫橫軸是彈簧長(zhǎng)度與軸是

16、彈簧長(zhǎng)度與( (選填選填“L L0 0”或或“L Lx x”)”)的差值。的差值。 (4)(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為N/m;N/m;通過(guò)圖和表可知砝碼通過(guò)圖和表可知砝碼盤(pán)的質(zhì)量為盤(pán)的質(zhì)量為g(g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字, ,重力加速度取重力加速度取9.8m/s9.8m/s2 2) )。【標(biāo)準(zhǔn)解答【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)(1)測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)在豎直方向。測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)在豎直方向。(2)(2)測(cè)量?jī)x器是測(cè)量?jī)x器是1010分度的分度的, ,需要估讀到最小精度的下一位需要估讀到最小精度的下一位, ,則此則此刻度尺的最小精度應(yīng)為刻度尺的最小精度應(yīng)為1mm,1

17、mm,故故L L3 3讀數(shù)錯(cuò)誤。讀數(shù)錯(cuò)誤。(3)(3)橫軸表示的是彈簧的形變量橫軸表示的是彈簧的形變量, ,故為彈簧長(zhǎng)度與故為彈簧長(zhǎng)度與L Lx x的差值。的差值。(4)(4)由由mg=kxmg=kx得圖像的斜率得圖像的斜率故故k=4.9N/m,k=4.9N/m,掛了砝碼盤(pán)后彈簧伸長(zhǎng)了掛了砝碼盤(pán)后彈簧伸長(zhǎng)了2cm,2cm,由由mg=kxmg=kx知其質(zhì)量為知其質(zhì)量為10g10g。答案答案: :(1)(1)豎直豎直(2)(2)靜止靜止L L3 31mm1mm(3)L(3)Lx x(4)4.9(4)4.9101032mk10 10k0.5,xg2 10 【雙基題組【雙基題組】1.(1)1.(1)在

18、在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)中, ,以下說(shuō)法正以下說(shuō)法正確的是確的是( () )A.A.彈簧被拉伸時(shí)彈簧被拉伸時(shí), ,不能超出它的彈性限度不能超出它的彈性限度B.B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力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應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)置且處于平衡狀態(tài)C.C.用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量D.D.用幾根不同的彈簧用幾根不同的彈簧, ,分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量, ,得出拉力與得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等伸長(zhǎng)量之比相等(2)(2)某同學(xué)做某同學(xué)做

19、“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn), ,他先他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng), ,用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L L0 0, ,再把彈簧豎直懸掛起來(lái)再把彈簧豎直懸掛起來(lái), ,掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度度L,L,把把L-LL-L0 0作為彈簧的伸長(zhǎng)量作為彈簧的伸長(zhǎng)量x,x,這樣操作這樣操作, ,由于彈簧自身重由于彈簧自身重力的影響力的影響, ,最后畫(huà)出的圖線可能是最后畫(huà)出的圖線可能是( () )【解析【解析】(1)(1)本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)

20、對(duì)象, ,在彈在彈性限度內(nèi)通過(guò)增減鉤碼的數(shù)目性限度內(nèi)通過(guò)增減鉤碼的數(shù)目, ,在豎直方向上改變對(duì)彈簧的拉在豎直方向上改變對(duì)彈簧的拉力力, ,來(lái)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系來(lái)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系, ,所以選所以選A A、B B。(2)(2)考慮彈簧自身重力的影響考慮彈簧自身重力的影響, ,當(dāng)不掛鉤碼時(shí)當(dāng)不掛鉤碼時(shí), ,彈簧的伸長(zhǎng)量彈簧的伸長(zhǎng)量x0,x0,所以選所以選C C。答案答案: :(1)A(1)A、B B(2)C(2)C2.2.某同學(xué)在做某同學(xué)在做“研究彈簧的形變與外力的關(guān)系研究彈簧的形變與外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí), ,將一將一輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂輕彈簧豎直懸掛并讓其自然下垂, ,測(cè)

21、出其自然長(zhǎng)度測(cè)出其自然長(zhǎng)度; ;然后在其下然后在其下部施加外力部施加外力F,F,測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度測(cè)出彈簧的總長(zhǎng)度L,L,改變外力改變外力F F的大小的大小, ,測(cè)出幾組測(cè)出幾組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù), ,作出外力作出外力F F與彈簧總長(zhǎng)度與彈簧總長(zhǎng)度L L的關(guān)系圖線如圖所示。的關(guān)系圖線如圖所示。( (實(shí)驗(yàn)過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的) )由圖可知該彈簧的自然長(zhǎng)度由圖可知該彈簧的自然長(zhǎng)度為為cm,cm,該彈簧的勁度系數(shù)為該彈簧的勁度系數(shù)為N/mN/m。【解析【解析】當(dāng)外力當(dāng)外力F=0F=0時(shí)時(shí), ,彈簧的長(zhǎng)度即原長(zhǎng)為彈簧的長(zhǎng)度即原長(zhǎng)為L(zhǎng) L0 0=10cm,=10cm,圖線

22、的斜圖線的斜率就是彈簧的勁度系數(shù)率就是彈簧的勁度系數(shù), ,即即答案答案: :10105050210.00k10 N / m50 N / m30 10。3.3.表中是某同學(xué)為表中是某同學(xué)為“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)所測(cè)的實(shí)驗(yàn)所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)的幾組數(shù)據(jù): :(1)(1)請(qǐng)你在圖中的坐標(biāo)紙上作出請(qǐng)你在圖中的坐標(biāo)紙上作出F-xF-x圖線圖線; ;彈力彈力F/NF/N0.50.51.01.01.51.52.02.02.52.5彈簧的伸彈簧的伸長(zhǎng)長(zhǎng)x/cmx/cm2.62.65.05.07.27.29.89.812.412.4(2)(2)寫(xiě)出圖線所代表的函數(shù)式寫(xiě)出圖線所代表的

23、函數(shù)式(x(x用用m m為單位為單位):): ; ;(3)(3)寫(xiě)出函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義寫(xiě)出函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義 。(4)(4)若彈簧的原長(zhǎng)為若彈簧的原長(zhǎng)為40cm,40cm,并且以彈簧的總長(zhǎng)度并且以彈簧的總長(zhǎng)度L L為自變量為自變量, ,寫(xiě)出寫(xiě)出函數(shù)表達(dá)式函數(shù)表達(dá)式( (以以N N和和m m為單位為單位):): 。【解析【解析】(1)(1)以彈簧的伸長(zhǎng)量以彈簧的伸長(zhǎng)量x x為橫軸為橫軸, ,以彈簧的彈力以彈簧的彈力F F為縱軸為縱軸, ,將將x x軸每一小格取為軸每一小格取為1cm,F1cm,F軸每一小格取為軸每一小格取為0.25N,0.25N,將各點(diǎn)描到坐將各點(diǎn)描到坐標(biāo)紙上標(biāo)紙

24、上, ,并連成平滑的曲線并連成平滑的曲線, ,如圖所示。如圖所示。(2)(2)由圖像得由圖像得F F與與x x的函數(shù)關(guān)系式可寫(xiě)為的函數(shù)關(guān)系式可寫(xiě)為F=kxF=kx, ,而而k=20N/m,k=20N/m,故故F=20 xF=20 x。(3)(3)函數(shù)表達(dá)式中的常數(shù)表示該彈簧每伸長(zhǎng)函數(shù)表達(dá)式中的常數(shù)表示該彈簧每伸長(zhǎng)( (或壓縮或壓縮)1m,)1m,其彈其彈力增加力增加20N20N。(4)(4)彈簧伸長(zhǎng)量彈簧伸長(zhǎng)量x=(L-0.4)m,x=(L-0.4)m,代入代入(2)(2)中關(guān)系式得中關(guān)系式得:F=20(L-0.4):F=20(L-0.4)。答案答案: :(1)(1)見(jiàn)解析見(jiàn)解析(2)F=20

25、 x(2)F=20 x(3)(3)彈簧每伸長(zhǎng)彈簧每伸長(zhǎng)( (或壓縮或壓縮)1m,)1m,其其彈力增加彈力增加20N20N(4)F=20(L-0.4)(4)F=20(L-0.4)【高考題組【高考題組】4.(20114.(2011安徽高考安徽高考) )為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù), ,將該彈簧將該彈簧豎直懸掛起來(lái)豎直懸掛起來(lái), ,在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼。實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼。實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝碼的質(zhì)量碼的質(zhì)量m m與彈簧長(zhǎng)度與彈簧長(zhǎng)度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)的相應(yīng)數(shù)據(jù), ,其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出。其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出。(g=9.8m/s(g=9.8m/s2 2) )(1)

26、(1)作出作出m-m-l的關(guān)系圖線的關(guān)系圖線; ;(2)(2)彈簧的勁度系數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)為N/mN/m?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)如圖所示如圖所示, ,讓直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)。讓直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)。(2)(2)從圖像中取兩相距較遠(yuǎn)的點(diǎn)從圖像中取兩相距較遠(yuǎn)的點(diǎn), ,利用利用 求出求出,k,k等于等于0.248N/m0.248N/m到到0.262N/m0.262N/m之間某值。之間某值。答案答案: :(1)(1)見(jiàn)解析見(jiàn)解析(2)0.248(2)0.2480.2620.262之間的任一值均正確之間的任一值均正確mgkl5.(20105.(2010福建高考福建高考) )某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)

27、與所受拉力的某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí), ,將原長(zhǎng)約將原長(zhǎng)約200mm200mm的橡皮筋上端固定的橡皮筋上端固定, ,在豎直懸掛的橡在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼皮筋下端逐一增掛鉤碼( (質(zhì)量均為質(zhì)量均為20g),20g),每增掛一只鉤碼均記下對(duì)每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量; ;當(dāng)掛上當(dāng)掛上1010只鉤碼后只鉤碼后, ,再逐一把鉤碼取下再逐一把鉤碼取下, ,每取每取下一只鉤碼下一只鉤碼, ,也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù), ,作出作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)量增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的

28、橡皮筋伸長(zhǎng)量l與拉力與拉力F F關(guān)系的圖像如關(guān)系的圖像如圖所示。從圖像中可以得出圖所示。從圖像中可以得出。( (填選項(xiàng)前的字母填選項(xiàng)前的字母) )A.A.增掛鉤碼時(shí)增掛鉤碼時(shí)l與與F F成正比成正比, ,而減掛鉤碼時(shí)而減掛鉤碼時(shí)l與與F F不成正比不成正比B.B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí), ,增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的大時(shí)的大C.C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí), ,增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等時(shí)的相等D.D.增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多, ,導(dǎo)致橡皮筋超出彈性

29、限度導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度【解析【解析】選選D D。增掛鉤碼時(shí)圖線為曲線。增掛鉤碼時(shí)圖線為曲線,l與與F F不成正比不成正比, ,故故A A不不正確。當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)正確。當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí), ,即即F F相同時(shí)相同時(shí), ,由圖像可知增掛鉤碼時(shí)由圖像可知增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的小。故橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的小。故B B、C C不正確。增掛鉤碼不正確。增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多, ,將會(huì)超出橡皮筋的彈性限度將會(huì)超出橡皮筋的彈性限度, ,故故D D正確。正確。6.(20106.(2010浙江高考浙江高考) )在在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系探究彈簧彈力大小與伸

30、長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)中, ,甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧。為測(cè)量甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧。為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù)橡皮繩的勁度系數(shù), ,他們?cè)谙鹌だK下端依次逐個(gè)掛上鉤碼他們?cè)谙鹌だK下端依次逐個(gè)掛上鉤碼( (每個(gè)每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg,m=0.1kg,取取g=10m/sg=10m/s2 2),),并記錄繩下端的坐標(biāo)并記錄繩下端的坐標(biāo)x x加加i i( (下標(biāo)下標(biāo)i i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù)表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù)) )。然后逐個(gè)拿下鉤碼。然后逐個(gè)拿下鉤碼, ,同同樣記錄繩下端的坐標(biāo)樣記錄繩下端的坐標(biāo)x x減減i i, ,繩下端坐標(biāo)的平均值繩下端坐標(biāo)的平均值x xi i= = 的的數(shù)據(jù)如表數(shù)據(jù)如表: :iixx2加減掛在橡皮繩下端掛在橡皮繩下端的鉤碼個(gè)數(shù)的鉤碼個(gè)數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)橡皮繩下端的坐標(biāo)(x(xi i/mm)/mm)甲甲乙乙1 1216.5216.5216