2019年高考物理13個搶分實驗 專題2.1 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系搶分精講.doc
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實驗2.1 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系【高考導航】搶分題型題型1 實驗原理與操作題型2 實驗數(shù)據(jù)的處理題型3 創(chuàng)新實驗設(shè)計實驗目的1探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系。2學會用列表法和圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。實驗原理1如圖實1所示,在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長,平衡時彈簧產(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行計算。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。題型1實驗原理與操作例1 (臨沂模擬)如圖實3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。(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)圖實3乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的Fx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_。(4)為完成該實驗,設(shè)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(yīng)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的刻度尺上的刻度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(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:_。答案(1)刻度尺(2)彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與對應(yīng)的長度)(3)200彈簧自重(4)CBDAEFG解析規(guī)律總結(jié)實驗中要選取輕彈簧,盡可能減小彈簧重力產(chǎn)生的影響。根據(jù)胡克定律,彈簧的彈力與彈簧的伸長量成正比,因而實驗中需做Fx圖象,其中x為彈簧的伸長量。針對訓練:1(1)在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗中,以下說法正確的是( )A彈簧被拉伸時,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)某同學做“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗,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LL0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( )答案(1)AB(2)C題型2實驗數(shù)據(jù)的處理例2 (浙江理綜)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時,某同學把兩根彈簧如圖實4連接起來進行探究。(1)某次測量如圖實5所示,指針示數(shù)為_cm。(2)在彈性限度內(nèi),將50 g的鉤碼逐個掛在彈簧下端,得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如表所示。用表中數(shù)據(jù)計算彈簧的勁度系數(shù)為_N/m(重力加速度g10 m/s2)。由表中數(shù)據(jù)_(填“能”或“不能”)計算出彈簧的勁度系數(shù)。鉤碼數(shù)1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36答案(1)15.9516.05(有效數(shù)字位數(shù)正確) (2)(12.2012.80均可)能解析(1)刻度尺最小分度為0.1 cm,讀數(shù)時需估讀到0.01 cm。(2)表中對LA的測量有四組數(shù)據(jù),應(yīng)采用逐差法計算增加一個鉤碼時彈簧增加的長度。L00.04 m故k12.5 N/m通過計算LBLA可得出A、B兩指針間的距離,進而計算出增加一個鉤碼時彈簧增加的長度,從而計算出其勁度系數(shù)。針對訓練:2某實驗小組在探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系時,先把彈簧平放在桌面上,用刻度尺測出彈簧的原長L04.6 cm,再把彈簧豎直懸掛起來,在下端掛鉤碼,每增加一個鉤碼均記下對應(yīng)的彈簧長度x,數(shù)據(jù)記錄如下表所示。鉤碼個數(shù)12345彈力/N1.02.03.04.05.0彈簧長度x/cm7.09.011.013.015.0 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖實6中作出Fx圖線;(2)由此圖線可得,該彈簧勁度系數(shù)k_N/m;(3)圖線與x軸的交點坐標大于L0的原因是_。答案(1)如圖所示(2)50(3)彈簧自身重力的影響題型3創(chuàng)新實驗設(shè)計本實驗的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力,所以改進實驗的思路應(yīng)該是盡可能減小彈簧自身重力的影響。1可以是將彈簧穿過一根水平光滑的桿,在水平方向做實驗。2利用計算機及傳感器技術(shù),將彈簧水平放置,且一端固定在傳感器上,傳感器與計算機相連,對彈簧施加變化的作用力(拉力或推力)時,計算機上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖象(如圖實7甲、乙所示),分析圖象得出結(jié)論。例3 (重慶質(zhì)檢)某同學在研究性學習中,利用所學的知識解決了如下問題:一輕彈簧一端固定于某一深度為h0.25 m、且開口向右的小筒中(沒有外力作用時彈簧的另一部分位于筒內(nèi)),如圖實8甲所示,如果本實驗的長度測量工具只能測量出距筒口右端彈簧的長度l,現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù),該同學通過改變掛鉤碼的個數(shù)來改變l,作出Fl變化的圖線如圖實8乙所示。 (1)由此圖線可得出的結(jié)論是_;(2)彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m,彈簧的原長l0_ m;(3)該同學實驗時,把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較,優(yōu)點在于_;缺點在于_。答案見解析- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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