《高考物理大一輪復習 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大一輪復習 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件.ppt（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

,第二章 相互作用,實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,一、實驗目的 1．探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系． 2．學會利用列表法、圖象法研究物理量之間的關(guān)系． 二、實驗原理 彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等；彈簧的伸長量越大，彈力也就越大． 三、實驗器材 鐵架臺、彈簧、鉤碼、刻度尺、坐標紙．,四、實驗步驟 1．安裝實驗儀器(見實驗原理圖)．將鐵架臺放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，讓其自然下垂，在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為1 mm)固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直． 2．用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0，即原長． 3．在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，量出此時彈簧的長度l1，記錄m1和l1，填入自己設計的表格中．,4．改變所掛鉤碼的質(zhì)量，量出對應的彈簧長度，記錄m2、m3、m4、m5和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5，并得出每次彈簧的伸長量x1、x2、x3、x4、x5.,一、數(shù)據(jù)處理 1．列表法 將測得的F、x填入設計好的表格中，可以發(fā)現(xiàn)彈力F與彈簧伸長量x的比值在誤差允許范圍內(nèi)是相等的． 2．圖象法 以彈簧伸長量x為橫坐標，彈力F為縱坐標，描出F、x各組數(shù)據(jù)相應的點，作出的擬合曲線，是一條過坐標原點的直線． 二、誤差分析 1．鉤碼標值不準確、彈簧長度測量不準確帶來誤差． 2．畫圖時描點及連線不準確也會帶來誤差．,三、注意事項 1．每次增減鉤碼測量有關(guān)長度時，均需保證彈簧及鉤碼不上下振動而處于靜止狀態(tài)，否則，彈簧彈力有可能與鉤碼重力不相等． 2．彈簧下端增加鉤碼時，注意不要超過彈簧的彈性限度． 3．測量有關(guān)長度時，應區(qū)別彈簧原長l0、實際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系． 4．建立平面直角坐標系時，兩軸上單位長度所代表的量值要適當，不可過大，也不可過小． 5．描線的原則是，盡量使各點落在描畫出的線上，少數(shù)點分布于線兩側(cè)，描出的線不應是折線，而應是光滑的曲線．,考點一 實驗原理和數(shù)據(jù)處理,考點二 實驗過程及誤差分析,考點一 實驗原理和數(shù)據(jù)處理,(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整：①________，②________.,81.7,0.012 2,(3)圖乙中畫出的直線可近似認為通過原點．若從實驗中所 用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其 圈數(shù)n的關(guān)系的表達式為k＝___________________________________________N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表達式為k＝______________________________________N/m.,如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個已知質(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量的關(guān)系．,考點二 實驗過程及誤差分析,(1)為完成實驗，還需要的實驗器材有：_____________________________________________. (2)實驗中需要測量的物理量有：________________________________________________________________________. (3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.圖線不過原點的原因是由于__________________________________________________．,刻度尺,彈簧原長、彈簧掛不同個數(shù)的鉤碼時所對應的伸長量(或?qū)膹椈砷L度),200,彈簧自身存在重力,(4)為完成該實驗，設計的實驗步驟如下： A．以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組(x，F(xiàn))對應的點，并用平滑的曲線連接起來； B．記下彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0； C．將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺； D．依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應的刻度，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．首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)； F．解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義； G．整理儀器． 請將以上步驟按操作的先后順序排列出來： ________________________.,CBDAEFG,[解析] (1)根據(jù)實驗原理可知還需要刻度尺來測量彈簧原長和形變量． (2)根據(jù)實驗原理，實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧掛不同個數(shù)的鉤碼時所對應的伸長量(或?qū)膹椈砷L度)． (3)取圖象中 (0.5,0) 和 (3.5,6) 兩個點，代入F＝ kx可 得 k＝200 N/m，由于彈簧自身的重力，使得 彈 簧不 加 外力 時就有形變量． (4)根據(jù)完成實驗的合理性可知先后順序為CBDAEFG.,本實驗的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力，所以改進實驗的思路應該是盡可能減小彈簧自重的影響： 1．一個方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧，通過減小讀數(shù)的相對誤差來提高實驗的精確度． 2．利用傳感器：將彈簧水平放置，一端固定在傳感器上，對彈簧施加變化的作用力(推力或拉力)時，得到對應的彈簧形變量．,(2015·云南昆明模擬)在探究彈簧的彈力與伸長 量之間關(guān)系的實驗中，所用裝置如圖甲所示，將輕彈簧的一 端固定，另一端與力傳感器連接，其伸長量通過刻度尺測 得，某同學的實驗數(shù)據(jù)列于下表中：,(1)以x為橫坐標、F為縱坐標，在圖乙的坐標紙上描繪出能正確反映這一彈簧的彈力與伸長量之間的關(guān)系圖線． [答案] 見解析 (2)由圖線求得這一彈簧的勁度系數(shù)為________．(保留三位有效數(shù)字),75.0 N/m,[解析] (1)描點作圖，如圖．,[點評] 本方案在水平方向上測量實驗數(shù)據(jù)，消除了由彈簧自身重量引起的誤差；用力傳感器測量彈力，避免了采用定滑輪、鉤碼做實驗時因摩擦帶來的誤差，提高了實驗精度．,