2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 2-4-1 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系課件.ppt

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實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 01 02 03 04 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理 1 鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確 彈簧長度測(cè)量不準(zhǔn)確帶來誤差 2 畫圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來誤差 1 安裝裝置 要保持刻度尺豎直并靠近彈簧 2 不要超過彈性限度 實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多 以免超過彈簧的彈性限度 3 盡量多測(cè)幾組 要使用輕質(zhì)彈簧 且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 4 觀察所描點(diǎn)的走向 不要畫折線 5 統(tǒng)一單位 記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位 注意事項(xiàng) 誤差分析 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破 例1 2017 蚌埠模擬 如圖1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量的關(guān)系實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具有 毫米刻度尺 轉(zhuǎn)到解析 2 如圖乙所示 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪圖 縱軸是鉤碼質(zhì)量m 橫軸是彈簧的形變量x 由圖可知 圖線不通過原點(diǎn)的原因是 彈簧的勁度系數(shù)k N m 計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字 重力加速度g取9 8m s2 3 如圖丙所示 實(shí)驗(yàn)中用兩根不同的彈簧a和b 畫出彈簧彈力F與彈簧長度L的F L圖象 下列說法正確的是 A a的原長比b的長B a的勁度系數(shù)比b的大C a的勁度系數(shù)比b的小D 彈力與彈簧長度成正比 彈簧有重力 4 9 B 熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破 轉(zhuǎn)回原題 解析 1 實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量彈簧伸長的長度 故需要毫米刻度尺 2 圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長量大小成正比 則k F x 4 9N m 由圖可知 當(dāng)F 0時(shí) x大于零 說明沒有掛重物時(shí) 彈簧有伸長 是由于彈簧自身的重力造成的 故圖線不過原點(diǎn)的原因是彈簧有自重 實(shí)驗(yàn)中沒有考慮 或忽略了 彈簧的自重 3 在圖象中橫截距表示彈簧的原長 故b的原長比a的長 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 在圖象中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k 故a的勁度系數(shù)比b的大 選項(xiàng)B正確 C錯(cuò)誤 彈簧的彈力滿足胡克定律 彈力與彈簧的形變量成正比 故選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 1 毫米刻度尺 2 彈簧有重力4 9 3 B 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破 變式訓(xùn)練1 2017 南岸區(qū)模擬 某同學(xué)在 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 時(shí) 將輕質(zhì)彈簧豎直懸掛 彈簧下端掛一個(gè)小盤 在小盤中增添砝碼 改變彈簧的彈力 通過旁邊豎直放置的刻度尺可以讀出彈簧末端指針的位置x 實(shí)驗(yàn)得到了彈簧指針位置x與小盤中砝碼質(zhì)量m的圖象如圖乙所示 g取10m s2 回答下列問題 1 某次測(cè)量如圖2甲所示 指針指示的刻度值為 cm 刻度尺單位為cm 2 從圖乙可求得該彈簧的勁度系數(shù)為 N m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 18 00 轉(zhuǎn)回原題 3 另一同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)有下列做法 其中正確的是 A 實(shí)驗(yàn)中未考慮小盤的重力B 刻度尺零刻度未與彈簧上端對(duì)齊C 讀取指針指示的刻度值時(shí) 選擇彈簧指針上下運(yùn)動(dòng)最快的位置讀取D 在利用x m圖線計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)時(shí)舍棄圖中曲線部分?jǐn)?shù)據(jù) 0 30 AD 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破 轉(zhuǎn)回原題 規(guī)律總結(jié) 反思總結(jié) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的三種方法 1 圖象法 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù) 在建好直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 以彈簧的彈力F為縱軸 彈簧的伸長量x為橫軸 根據(jù)描點(diǎn)的情況 作出一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線 2 列表法 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中 研究測(cè)量的數(shù)據(jù) 可發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi) 彈力與彈簧伸長量的比值是一常數(shù) 3 函數(shù)法 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 找出彈力與彈簧伸長量的函數(shù)關(guān)系 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破 熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新本實(shí)驗(yàn)一般是在教材實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新情景進(jìn)行考查 因此 要在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理 方法和技巧處理新問題 高考考情演變 裝置時(shí)代化 求解智能化1 彈力的獲得 彈簧豎直懸掛 重物的重力作為彈簧的拉力 存在彈簧自重的影響 彈簧水平使用 重物的重力作為彈簧的拉力 消除了彈簧自身的影響 2 圖象的獲得 由坐標(biāo)紙作圖得F x圖象 由傳感器和計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)直接得F x圖象 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破 例2 用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系 輕彈簧上端固定一個(gè)力傳感器 然后固定在鐵架臺(tái)上 當(dāng)用手向下拉伸彈簧時(shí) 彈簧的彈力可從傳感器讀出 用刻度尺可以測(cè)量彈簧原長和伸長后的長度 從而確定伸長量 測(cè)量數(shù)據(jù)如表格所示 1 以x為橫坐標(biāo) F為縱坐標(biāo) 在圖4的坐標(biāo)紙上描繪出能夠正確反應(yīng)彈力與伸長量關(guān)系的圖線 2 由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)為 保留兩位有效數(shù)字 解析橫軸表示伸長量x 縱軸表示彈力F 按照表格數(shù)據(jù) 描點(diǎn)畫圖 得到一條直線 圖象斜率代表彈簧勁度系數(shù) 答案 1 如圖 2 75N m 74 76N m均正確 75N m 實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破 變式訓(xùn)練2 2017 商丘模擬 1 某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長度L關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí) 得到如圖5a所示的F L圖象 由圖象可知 彈簧原長L0 cm 求得彈簧的勁度系數(shù)k N m 2 按如圖b的方式掛上鉤碼 已知每個(gè)鉤碼重G 1N 使 1 中研究的彈簧壓縮 穩(wěn)定后指針指示如圖b 則指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為 cm 由此可推測(cè)圖b中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為 個(gè) 3 0 200 1 50 3 解析 1 由胡克定律F k L L0 結(jié)合題圖a中數(shù)據(jù)得L0 3 0cm k 200N m 2 由題圖b知指針?biāo)究潭葹? 50cm 由F k L0 L 可求得此時(shí)彈力為F 3N 故所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為3個(gè) 答案 1 3 0200 2 1 503 備選訓(xùn)練 審題視點(diǎn) 1 要讓盡可能多的點(diǎn)分布在畫出的直線上 不在直線上的點(diǎn) 要盡可能均勻分布在直線兩側(cè) 偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去 2 由F kx求k 備選訓(xùn)練1 2011 安徽卷 21 1 為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù) 將該彈簧豎直懸掛起來 在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼 實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù) 其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖中標(biāo)出 g 9 8m s2 作出m l的關(guān)系圖線 彈簧的勁度系數(shù)為 N m 0 259 注意畫線方法 備選訓(xùn)練 備選訓(xùn)練2 2016 長春質(zhì)量監(jiān)測(cè) 在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí) 某同學(xué)先按圖6對(duì)彈簧甲進(jìn)行探究 然后把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來按圖7進(jìn)行探究 在彈簧彈性限度內(nèi) 將質(zhì)量為m 50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端 分別測(cè)得圖6 圖7中彈簧的長度L1 L2 如下表所示 1 已知重力加速度g 9 8m s2 要求盡可能多地利用測(cè)量數(shù)據(jù) 計(jì)算彈簧甲的勁度系數(shù)k N m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 2 由表中數(shù)據(jù) 填 能 或 不能 計(jì)算出彈簧乙的勁度系數(shù) 49能 轉(zhuǎn)到解析 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 備選訓(xùn)練 備選訓(xùn)練3 某同學(xué)探究一條橡皮筋的彈力和伸長量之間的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)時(shí)使用了一條拉伸一定長度后粗細(xì)會(huì)明顯變化的橡皮筋 利用彈簧秤測(cè)出橡皮筋彈力的大小 利用刻度尺測(cè)出橡皮筋的長度 1 某次測(cè)橡皮筋的彈力時(shí) 彈簧秤的示數(shù)如圖8所示 讀數(shù)為 N 2 該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的橡皮筋的彈力F與橡皮筋伸長量 x的數(shù)據(jù)作出F x圖象 如圖9所示 從圖上可以看出 在彈力較小時(shí) 橡皮筋的彈力與伸長量的關(guān)系遵循胡克定律 這時(shí)橡皮筋的勁度系數(shù)為 N m 3 由圖9可以看出 當(dāng)拉力較大時(shí) 橡皮筋的彈力與伸長量的比值發(fā)生了明顯的變化 這時(shí)拉力越大 橡皮筋越 填 容易 或 不容易 發(fā)生形變 1 30 轉(zhuǎn)到解析 12 不容易 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 備選訓(xùn)練 備選訓(xùn)練4 2017 安徽黃山模擬 某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系 1 將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上 將刻度尺固定在彈簧一側(cè) 彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在 方向 填 水平 或 豎直 2 彈簧自然懸掛 待彈簧 時(shí) 長度記為L0 彈簧下端掛上砝碼盤時(shí) 長度記為Lx 在砝碼盤中每次增加10g砝碼 彈簧長度依次記為L1至L6 數(shù)據(jù)如下表 表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范 代表符號(hào)為 由表可知所用刻度尺的最小分度為 3 圖10是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖 縱軸是砝碼的質(zhì)量 橫軸是彈簧長度與 的差值 填 L0 或 Lx 4 由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 N m 通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為 g 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 重力加速度取9 8m s2 10 轉(zhuǎn)到解析 豎直 靜止 L3 1mm Lx 4 9 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題