高考物理大一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件 新人教版.ppt

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,,,,,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究,考 點(diǎn),高三物理一輪復(fù)習(xí),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?1．探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系． 2．學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究物理規(guī)律． 實(shí)驗(yàn)原理 1．如右圖所示，,彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)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．用刻度尺測(cè)出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長(zhǎng)量x，建立直角坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸,長(zhǎng)量x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的各組(x、F)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線連接起來(lái)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長(zhǎng)量間的關(guān)系． 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重錘線． 實(shí)驗(yàn)步驟 1．將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0，即原長(zhǎng)． 2．如下圖所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l1，記錄m1和l1，填入自己設(shè)計(jì)的表格中．,3．改變所掛鉤碼的質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，記錄m2、m3、m4、m5和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度l2、l3、l4、l5，并得出每次彈簧的伸長(zhǎng)量x1、x2、x3、x4、x5.,數(shù)據(jù)處理 1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖．連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線． 2．以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出圖線所代表的函數(shù)，并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義． 誤差分析 1．鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確造成系統(tǒng)誤差． 2．彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量和作圖時(shí)造成偶然誤差． 注意事項(xiàng) 1．所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超出它的彈性限度，要注意觀察，適可而止．,2．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)的間距盡可能大，這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些． 3．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)量，以免增大誤差． 4．描點(diǎn)畫(huà)線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)． 5．記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長(zhǎng)l0、總長(zhǎng)l及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位． 6．坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中．,【例1】 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_______．,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(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)其下端在刻度尺上的刻度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(xiě)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式．首先嘗試寫(xiě)成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,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)：____________．,(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來(lái)測(cè)量彈簧原長(zhǎng)和形變量； (2)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)； (3)取圖象中(0.5，0)和(3.5，6)兩個(gè)點(diǎn)，代入F＝kx可得k＝200 N/m，由于彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力時(shí)就有形變量． (4)根據(jù)完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知先后順序?yàn)镃BDAEFG.,解析,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(或與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度) (3)200 彈簧自重 (4)CBDAEFG,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,【例2】 某實(shí)驗(yàn)小組做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把彈簧平放在桌面上，用直尺測(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，每增加一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度x，數(shù)據(jù)記錄如下表所示.,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)并作圖，如圖所示．,考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,解析,(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)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______________________________。,(3)由題意知，測(cè)彈簧的原長(zhǎng)L0時(shí)，彈簧是平放在桌面上的．當(dāng)彈簧豎直懸掛時(shí)，由于彈簧自身重力的影響，即使不掛鉤碼，彈簧也會(huì)伸長(zhǎng)一小段，所以圖線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)大于L0.,解析,答案,(1)見(jiàn)解析 (2)50 (3)未考慮彈簧自身重力的影響,考點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理及誤差分析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,表格顯/隱,,【例3】 (2014高考新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處；通過(guò)旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，各指針的位置記為x.測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80 m/s2)．已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88 cm.,(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①________，②________． (2)以n為橫坐標(biāo)，1/k為縱坐標(biāo)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫(huà)出1/k－n圖象,,解析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,(3)圖(b)中畫(huà)出的直線可近似認(rèn)為通過(guò)原點(diǎn)．若從實(shí)驗(yàn)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(dá)式為k＝________N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0(單位為m)的關(guān)系的表達(dá)式為k＝________N/m.,,解析,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,,答案,考點(diǎn)三 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究,