2019年高考物理13個(gè)搶分實(shí)驗(yàn) 專題2.1 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系搶分精講.doc

《2019年高考物理13個(gè)搶分實(shí)驗(yàn) 專題2.1 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系搶分精講.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理13個(gè)搶分實(shí)驗(yàn) 專題2.1 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系搶分精講.doc（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

實(shí)驗(yàn)2.1 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 【高考導(dǎo)航】 搶分題型 ◎題型1 實(shí)驗(yàn)原理與操作 ◎題型2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 ◎題型3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系。 2．學(xué)會(huì)用列表法和圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)原理 1．如圖實(shí)Ⅱ－1所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，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(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，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。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了。 題型1　實(shí)驗(yàn)原理與操作 例1　 (臨沂模擬)如圖實(shí)Ⅱ－3甲所示，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。 (1)為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有________________。 (2)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有__________________________________________。 (3)圖實(shí)Ⅱ－3乙是彈簧彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x的F－x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_______ N/m。圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是由于____________________________________。 (4)為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(x，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)； B．記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端的刻度尺上的刻度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把刻度尺； 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(duì)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(zhǎng)量為自變量，寫出彈力與伸長(zhǎng)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(dá)式中常數(shù)的物理意義； G．整理儀器。 請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)：________。 答案　(1)刻度尺　(2)彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量(或與對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度)　(3)200　彈簧自重　(4)CBDAEFG 解析 規(guī)律總結(jié) ①實(shí)驗(yàn)中要選取輕彈簧，盡可能減小彈簧重力產(chǎn)生的影響。 ②根據(jù)胡克定律，彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，因而實(shí)驗(yàn)中需做F－x圖象，其中x為彈簧的伸長(zhǎng)量。 針對(duì)訓(xùn)練： 1．(1)在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)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(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量 D．用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量之比相等 (2)某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0，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)度L，把L－L0作為彈簧的伸長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 例2　 (浙江理綜)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)把兩根彈簧如圖實(shí)Ⅱ－4連接起來(lái)進(jìn)行探究。 (1)某次測(cè)量如圖實(shí)Ⅱ－5所示，指針示數(shù)為_(kāi)_____cm。 (2)在彈性限度內(nèi)，將50 g的鉤碼逐個(gè)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(jì)算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為_(kāi)_______N/m(重力加速度g＝10 m/s2)。由表中數(shù)據(jù)________(填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。 鉤碼數(shù) 1 2 3 4 LA/cm 15.71 19.71 23.66 27.76 LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 答案　(1)15.95～16.05(有效數(shù)字位數(shù)正確) (2)(12.20～12.80均可)　能 解析　(1)刻度尺最小分度為0.1 cm，讀數(shù)時(shí)需估讀到0.01 cm。 (2)表中對(duì)LA的測(cè)量有四組數(shù)據(jù)，應(yīng)采用逐差法計(jì)算增加一個(gè)鉤碼時(shí)彈簧Ⅰ增加的長(zhǎng)度。 L0＝＝0.04 m 故k＝＝12.5 N/m 通過(guò)計(jì)算LB－LA可得出A、B兩指針間的距離，進(jìn)而計(jì)算出增加一個(gè)鉤碼時(shí)彈簧Ⅱ增加的長(zhǎng)度，從而計(jì)算出其勁度系數(shù)。 針對(duì)訓(xùn)練： 2．某實(shí)驗(yàn)小組在探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系時(shí)，先把彈簧平放在桌面上，用刻度尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)L0＝4.6 cm，再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，在下端掛鉤碼，每增加一個(gè)鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度x，數(shù)據(jù)記錄如下表所示。 鉤碼個(gè)數(shù) 1 2 3 4 5 彈力/N 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 彈簧長(zhǎng)度x/cm 7.0 9.0 11.0 13.0 15.0 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖實(shí)Ⅱ－6中作出F－x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(diǎn)坐標(biāo)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 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)該是盡可能減小彈簧自身重力的影響。 1．可以是將彈簧穿過(guò)一根水平光滑的桿，在水平方向做實(shí)驗(yàn)。 2．利用計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)相連，對(duì)彈簧施加變化的作用力(拉力或推力)時(shí)，計(jì)算機(jī)上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖象(如圖實(shí)Ⅱ－7甲、乙所示)，分析圖象得出結(jié)論。 例3　 (重慶質(zhì)檢)某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中，利用所學(xué)的知識(shí)解決了如下問(wèn)題：一輕彈簧一端固定于某一深度為h＝0.25 m、且開(kāi)口向右的小筒中(沒(méi)有外力作用時(shí)彈簧的另一部分位于筒內(nèi))，如圖實(shí)Ⅱ－8甲所示，如果本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量出距筒口右端彈簧的長(zhǎng)度l，現(xiàn)要測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0和彈簧的勁度系數(shù)，該同學(xué)通過(guò)改變掛鉤碼的個(gè)數(shù)來(lái)改變l，作出F－l變化的圖線如圖實(shí)Ⅱ－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_(kāi)_______ N/m，彈簧的原長(zhǎng)l0＝________ m； (3)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________。 答案　見(jiàn)解析