高考物理 实验二探究弹力和弹簧伸长的关系复习课件 沪科.ppt

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1、实验二探究弹力和弹簧伸长的关系实验二探究弹力和弹簧伸长的关系2021/8/11 星期三1 过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析实实验验二二探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长的的关关系系知识要点归纳知识要点归纳知能优化演练知能优化演练2021/8/11 星期三2实验实验目的目的1探究探究弹弹力和力和弹弹簧伸簧伸长长量之量之间间的关系的关系2学会利用学会利用图图像法像法处处理理实验实验数据数据知识要点归纳知识要点归纳2021/8/11 星期三3实验实验原理原理1如如图图241所示，在所示，在弹弹簧下端簧下端悬悬挂挂钩码时弹钩码时弹簧簧会伸会伸长长，平衡，平衡时弹时弹簧簧产产生的生的弹

2、弹力与所挂力与所挂钩码钩码的重力的重力大小相等大小相等图图2412021/8/11 星期三42弹弹簧的簧的长长度可用刻度尺直接度可用刻度尺直接测测出，伸出，伸长长量可以量可以由拉由拉长长后的后的长长度减去度减去弹弹簧原来的簧原来的长长度度进进行行计计算算这这样样就可以研究就可以研究弹弹簧的簧的弹弹力和力和弹弹簧伸簧伸长长量之量之间间的定量的定量关系了关系了2021/8/11 星期三5实验实验器材器材铁铁架台、架台、弹弹簧、毫米刻度尺、簧、毫米刻度尺、钩码钩码若干、三角板、若干、三角板、坐坐标纸标纸、重垂、重垂线线、铅铅笔笔2021/8/11 星期三6一、一、实验实验步步骤骤1将将弹弹簧簧的的一

3、一端端挂挂在在铁铁架架台台上上，让让其其自自然然下下垂垂，用用刻刻度度尺尺测测出出弹弹簧簧自自然然伸伸长长状状态态时时的的长长度度l0，即即原原长长2如如图图242所示，在所示，在弹弹簧下端挂簧下端挂质质量量为为m1的的钩钩码码，量出此，量出此时弹时弹簧的簧的长长度度l1，记录记录m1和和l1，填入自己，填入自己设计设计的表格中的表格中过程分析导引过程分析导引图图2422021/8/11 星期三73改改变变所挂所挂钩码钩码的的质质量，量出量，量出对应对应的的弹弹簧簧长长度，度，记录记录m2、m3、m4、m5和相和相应应的的弹弹簧簧长长度度l2、l3、l4、l5，并得出各次，并得出各次弹弹簧的伸

4、簧的伸长长量量x1、x2、x3、x4、x5.钩码钩码个数个数长长度度伸伸长长量量x弹弹力力F0l01l1x1l1l0F12l2x2l2l0F23l3x3l3l0F3 2021/8/11 星期三8二、数据二、数据处处理理1以以弹弹力力F(大小等于所挂大小等于所挂钩码钩码的重力的重力)为纵为纵坐坐标标，以以弹弹簧的伸簧的伸长长量量x为为横坐横坐标标，用描点法作，用描点法作图图连连接接各点，得出各点，得出弹弹力力F随随弹弹簧伸簧伸长长量量x变变化的化的图线图线2以以弹弹簧的伸簧的伸长长量量为为自自变变量，写出曲量，写出曲线线所代表的所代表的函数首先函数首先尝试尝试一次函数，如果不行一次函数，如果不行

5、则则考考虑虑二次函二次函数数3得出得出弹弹力和力和弹弹簧伸簧伸长长量之量之间间的定量关系，解的定量关系，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三、三、误误差分析差分析1弹弹簧簧长长度度测测量的量的误误差差2描点画描点画线线的作的作图误图误差差2021/8/11 星期三9四、注意事四、注意事项项1所挂所挂钩码钩码不要不要过过重，以免重，以免弹弹簧被簧被过过分拉伸，超出分拉伸，超出它的它的弹弹性限度，要注意性限度，要注意观观察，适可而止察，适可而止2每次所挂每次所挂钩码钩码的的质质量差尽量大一些，从而使坐量差尽量大一些，从而使坐标标上描的点尽可能稀，上描的点尽可能稀，这样这样作

6、出的作出的图线图线更精确更精确3测弹测弹簧簧长长度度时时，一定要在，一定要在弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂且挂且处处于平于平衡状衡状态时测态时测量，以免增大量，以免增大误误差差4描点画描点画线时线时，所描的点不一定都落在一条曲，所描的点不一定都落在一条曲线线上，上，但但应应注意一定要使各点均匀分布在曲注意一定要使各点均匀分布在曲线线的两的两侧侧5记录记录数据数据时时要注意要注意弹弹力及力及弹弹簧伸簧伸长长量的量的对应对应关系关系及及单单位位2021/8/11 星期三10下表是某同学下表是某同学为为探究探究弹弹力和力和弹弹簧伸簧伸长长的关系的关系所所测测的几的几组组数据：数据：实验典例精析实验典例精析题

7、型一题型一实验数据的处理实验数据的处理例例例例1 1弹弹力力F/N0.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹弹簧的伸簧的伸长长x/cm2.6 5.0 7.2 9.812.42021/8/11 星期三11(1)请请你在你在图图243中的坐中的坐标标系中作出系中作出Fx图线图线；图图2432021/8/11 星期三12(2)写出写出图线图线所代表的函数式所代表的函数式(x以以m为单为单位位)_；(3)写出函数表达式中常数的物理意写出函数表达式中常数的物理意义义_；(4)若若弹弹簧的原簧的原长为长为40 cm，并且以，并且以弹弹簧的簧的总长总长度度为为自自变变量，写出函数表达式量，写出函数表达式(以以

8、N和和m为单为单位位)_2021/8/11 星期三13【解析解析】(1)Fx图线应为过图线应为过原点的一条直原点的一条直线线，所，所以作以作图时应图时应用直用直线线将所描各点将所描各点连连接起来，接起来，连连接接时应时应使尽可能多的点落在使尽可能多的点落在这这条直条直线线上，不在上，不在这这条条线线上的上的点点应应均匀地分布在直均匀地分布在直线线的两的两侧侧，图线图线的斜率表示的斜率表示弹弹簧的簧的劲劲度系数度系数(2)如如图图244所示所示图线图线得出关系式得出关系式F20 x(3)20为劲为劲度系数，即度系数，即弹弹簧伸簧伸长长1 m，其，其弹弹力增加力增加20 N.(4)由由(2)中关系

9、式得中关系式得F20(x0.4)2021/8/11 星期三14【答案答案】(1)如如图图244所示所示(2)F20 x(3)该弹该弹簧每伸簧每伸长长1 m，其，其弹弹力增加力增加20 N(4)F20(x0.4)图图2442021/8/11 星期三15【方法方法总结总结】在在“探究探究弹弹力和力和弹弹簧伸簧伸长长的关系的关系”的的实验实验中，也可以不中，也可以不测测量量弹弹簧的自然簧的自然长长度，而以度，而以弹弹簧簧的的总长总长作作为为自自变变量，量，弹弹力力为为函数，作出函数，作出弹弹力随力随弹弹簧簧长长度的关系度的关系图线图线这样这样可避免因可避免因测弹测弹簧的自然伸簧的自然伸长长而而带带来

10、的来的误误差差2021/8/11 星期三16(2010年高考浙江理年高考浙江理综综卷卷)在在“探究探究弹弹簧簧弹弹力大小力大小与伸与伸长长量的关系量的关系”的的实验实验中，甲、乙两位同学中，甲、乙两位同学选选用不用不同的橡皮同的橡皮绳绳代替代替弹弹簧簧为测为测量橡皮量橡皮绳绳的的劲劲度系数，度系数，他他们们在橡皮在橡皮绳绳下端依次逐个挂上下端依次逐个挂上钩码钩码(每个每个钩码钩码的的质质量均量均为为m0.1 kg，取，取g10 m/s2)，并，并记录绳记录绳下端的下端的坐坐标标X加加i(下下标标i表示挂在表示挂在绳绳下端下端钩码钩码个数个数)，然后逐个，然后逐个拿下拿下钩码钩码，同，同样记录绳

11、样记录绳下端的坐下端的坐标标X减减i，绳绳下端坐下端坐标标的平均的平均值值Xi(X加加iX减减i)/2的数据如下表：的数据如下表：题型二题型二创新实验创新实验例例例例2 22021/8/11 星期三17挂在橡皮挂在橡皮绳绳下端下端的的钩码钩码个数个数橡皮橡皮绳绳下端的坐下端的坐标标(Xi/mm)甲甲乙乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.02021/8/11 星期三18(1)同一橡皮同一橡皮绳绳的的X加加i_X减减i(大于或小于大于或小于)；(2)_同学的数据更符合同学的数据更符合实验实验要求要求(甲

12、或乙甲或乙)；(3)选选择择一一组组数数据据用用作作图图法法得得出出该该橡橡皮皮绳绳的的劲劲度度系系数数k(N/m)；(4)为为了更好地了更好地测测量量劲劲度系数，在度系数，在选选用用钩码时钩码时需考需考虑虑的因素有哪些？的因素有哪些？2021/8/11 星期三19【解解析析】(1)同同一一橡橡皮皮绳绳增增挂挂钩钩码码个个数数较较多多，导导致致橡橡皮皮绳绳超超出出弹弹性性限限度度，在在减减挂挂钩钩码码时时仍仍未未恢恢复复，所所以有以有X加加iX减减i.(2)由由实实验验数数据据可可得得增增挂挂一一个个钩钩码码时时橡橡皮皮绳绳伸伸长长的的改改变变量，即量，即X2X1然后依次算出然后依次算出XiX

13、1.由所由所给给数据得改数据得改变变量如下表所示量如下表所示2021/8/11 星期三20由上表可知，乙由上表可知，乙图图中改中改变变量与量与钩码钩码增加近似成正增加近似成正比，所以乙更符合比，所以乙更符合实验实验要求要求挂在橡皮挂在橡皮绳绳下端的下端的钩码钩码个数个数 改改变变量量(XiX1)/mm甲甲乙乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.52021/8/11 星期三21(3)由上表作由上表作图图得得图图2452021/8/11 星期三22由由图图245可得可得k乙乙5770(N/m)(4)尽尽可可能能使使伸伸长长量量在在弹弹性性限限度度范范围围内内，同同时时有有足足够够大的伸大的伸长长量，以减小量，以减小长长度度测测量的量的误误差差【答案答案】见见解析解析【规规律律总结总结】创创新新实验实验的情景的情景发发生了生了变变化，但化，但实实验验原理并未改原理并未改变变，所以在，所以在实验实验中把握中把握实验实验目的，弄目的，弄懂懂实验实验原理是完成原理是完成实验实验或或进进行行创创新新实验实验的保的保证证2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24