高考物理总复习大纲版第章实验二共张pptPPT格式课件下载.ppt

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实验二探究二探究弹力和力和弹簧伸簧伸长的关系的关系实实验验二二探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长的的关关系系知识要点归纳知识要点归纳过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练知识要点归纳知识要点归纳实验目的实验目的1探究弹力与弹簧伸长的定量关系探究弹力与弹簧伸长的定量关系2学会利用列表法、图象法研究物理量之间学会利用列表法、图象法研究物理量之间的关系的关系实验原理实验原理1弹弹簧簧受受力力会会发发生生形形变变，形形变变的的大大小小与与受受到到的的外外力力有有关关沿沿着着弹弹簧簧的的方方向向拉拉弹弹簧簧，当当形形变变稳稳定定时时，弹弹簧簧产产生生的的弹弹力力与与使使它它发发生生形形变变的的拉拉力力在数值上是相等的在数值上是相等的2用用悬悬挂挂法法测测量量弹弹簧簧的的弹弹力力，运运用用的的正正是是弹弹簧簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等3弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量算这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系即寻求之间的定量关系即寻求Fkx的关系的关系.实验器材实验器材弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸标纸过程分析导引过程分析导引一、一、实验步步骤1将将弹簧簧的的一一端端挂挂在在铁架架台台上上，让其其自自然然下下垂垂，用用刻刻度度尺尺测出出弹簧簧自自然然伸伸长状状态时的的长度度l0，即原，即原长2如如图151所示，将已知所示，将已知质量的量的钩码挂挂在在弹簧的下端，在平衡簧的下端，在平衡时测量量弹簧的簧的总长度度并并测出出钩码的重力，填写在的重力，填写在记录表格里表格里图图1511234567F/NL/cmx/cm3.改改变所所挂挂钩码的的质量量，重重复复前前面面的的实验过程多次程多次二、实验数据的处理二、实验数据的处理1以以弹弹力力F（大大小小等等于于所所挂挂钩钩码码的的重重力力）为为纵纵坐坐标标，以以弹弹簧簧的的伸伸长长量量x为为横横坐坐标标，用用描描点点法法作作图图连连接接各各点点，得得出出弹弹力力F随随弹弹簧簧伸伸长长量量x变化的图线变化的图线2以以弹弹簧簧的的伸伸长长量量为为自自变变量量，写写出出曲曲线线所所代代表表的的函函数数首首先先尝尝试试一一次次函函数数，如如果果不不行行则则考虑二次函数考虑二次函数3得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解得出弹力和弹簧伸长之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义释函数表达式中常数的物理意义三、实验误差的来源三、实验误差的来源1弹簧长度的测量误差弹簧长度的测量误差2描点画线的作图误差描点画线的作图误差四、注意事项四、注意事项1所所挂挂钩钩码码不不要要过过重重，以以免免弹弹簧簧被被过过分分拉拉伸伸，超超出出它它的的弹弹性性限限度度要要注注意意观观察察，适适可可而而止止2每每次次所所挂挂钩钩码码的的质质量量差差尽尽量量大大一一些些，从从而而使使坐坐标标上上描描的的点点尽尽可可能能稀稀，这这样样作作出出的的图图线线更精确更精确3测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差处于平衡状态时测量，以免增大误差4描点画线时，所描的点不一定都落在一条描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧曲线的两侧5记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位应关系及单位实验典例精析实验典例精析例例例例11实验操作及原理的考操作及原理的考查题型一题型一

（1）在在“探探究究弹力力与与弹簧簧伸伸长的的关关系系”的的实验中，以下中，以下说法正确的是法正确的是（）A弹簧被拉伸簧被拉伸时，不能超出它的，不能超出它的弹性限度性限度B用用悬挂挂钩码的的方方法法给弹簧簧施施加加拉拉力力，应保保证弹簧位于簧位于竖直位置且直位置且处于平衡状于平衡状态C用直尺用直尺测得得弹簧的簧的长度即度即为弹簧的伸簧的伸长量量D用用几几个个不不同同的的弹簧簧，分分别测出出几几组拉拉力力与与伸伸长量，得出拉力与伸量，得出拉力与伸长量之比相等量之比相等

（2）某某同同学学做做“探探究究弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长的的关关系系”的的实实验验，他他先先把把弹弹簧簧平平放放在在桌桌面面上上使使其其自自然然伸伸长长，用用直直尺尺测测出出弹弹簧簧的的原原长长L0，再再把把弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂起起来来，挂挂上上钩钩码码后后测测出出弹弹簧簧伸伸长长后后的的长长度度L，把把LL0作作为为弹弹簧簧的的伸伸长长量量x，这这样样操操作作，由由于于弹弹簧簧自自身身重重力力的的影影响响，最最后后画画出的图线可能是图出的图线可能是图152中的中的（）图152【解解析析】@#@

（1）实实验验中中应应以以所所研研究究的的一一根根弹弹簧簧为为实实验验对对象象，在在弹弹性性限限度度内内通通过过增增减减钩钩码码的的数数目目来来改改变变对对弹弹簧簧的的拉拉力力，以以探探索索弹弹力力与与弹弹簧簧伸伸长长的的关关系系，并并且且拉拉力力和和重重力力平平衡衡，所所以以选选A、B.

（2）由由于于考考虑虑弹弹簧簧自自身身重重力力的的影影响响，当当不不挂挂钩钩码时，弹簧的伸长量码时，弹簧的伸长量x0，所以选，所以选C.【答案答案】@#@

（1）AB

（2）C在在“探探究究弹力力与与弹簧簧伸伸长的的关关系系，并并测定定弹簧簧的的劲度度系系数数”的的实验中中，实验装装置置如如图153.所所用用的的每每个个钩码的的重重力力相相当当于于对弹簧簧提提供供了了向向右右恒恒定定的的拉拉力力实验时先先测出出不不挂挂钩码时弹簧簧的的自自然然长度度，再再将将5个个钩码逐逐个个挂挂在在绳子的下端，每次子的下端，每次测出相出相应的的弹簧簧总长度度例例例例22实验数据的处理实验数据的处理题型二题型二图153

（1）有有一一个个同同学学通通过过以以上上实实验验测测量量后后把把6组组数数据据描描点点在在坐坐标标图图154中中，请请作作出出FL图图线线图154

（2）由由此此图图线线可可得得出出该该弹弹簧簧的的原原长长L0_cm，劲度系数，劲度系数k_N/m.（3）该该同同学学实实验验时时，把把弹弹簧簧水水平平放放置置与与弹弹簧簧悬悬挂放置相比较挂放置相比较优点在于：

@#@优点在于：

@#@_.缺点在于：

@#@缺点在于：

@#@_.【解析解析】@#@

（1）用平滑的曲线将各点连接起来，用平滑的曲线将各点连接起来，如图如图155所示：

@#@所示：

@#@图155

（2）弹弹簧簧的的原原长长L0即即弹弹力力为为零零时时弹弹簧簧的的长长度度，由图象可知，由图象可知，L05102m5cm.劲劲度度系系数数为为图图象象直直线线部部分分的的斜斜率率，k20N/m.（3）优优点点是是：

@#@避避免免弹弹簧簧自自身身所所受受重重力力对对实实验验的的影响；@#@影响；@#@缺缺点点是是：

@#@弹弹簧簧与与桌桌面面及及绳绳子子与与滑滑轮轮间间存存在在的的摩擦造成实验的误差摩擦造成实验的误差【答案答案】@#@

（1）见解析见解析

（2）520（3）见解析见解析例例例例33创新实验设计创新实验设计题型三题型三

（1）在在国国际际单单位位中中，杨杨氏氏模模量量Y的的单单位位应应该该是是_ANBmCN/mDPa

（2）有有一一段段横横截截面面积积是是圆圆形形的的橡橡皮皮筋筋，应应用用如如图图156甲甲所所示示的的实实验验装装置置可可以以测测量量出出它它的的杨杨氏氏模模量量Y的的值值首首先先利利用用测测量量工工具具a测测得得橡橡皮皮筋筋的的长长度度L20.00cm，利利用用测测量量工工具具b测测得得橡橡皮皮筋筋未未受受到到拉拉力力时时的的直直径径D4.000mm，那那么么测测量量工工具具a应应该该是是_；@#@测测量量工工具具b应该是应该是_图图156（3）用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的筋的Y值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量与伸长量x的实验记录的实验记录.请请在在图图乙乙中中作作出出Fx图图象象，由由图图象象可可求求得得该该橡皮筋的劲度系数橡皮筋的劲度系数k_N/m.（4）这这种种橡橡皮皮筋筋的的杨杨氏氏模模量量Y_.（保保留留一位有效数字一位有效数字）拉力拉力F（N）510152025伸伸长量量x（cm）1.63.24.86.48.0【解解析析】@#@

（1）由由题题意意将将公公式式kYS/L整整理理得得YkL/S，将将各各已已知知量量的的国国际际单单位位代代入入并并整整理理可知可知Y的单位为的单位为Pa（1N/m21Pa）

（2）20.00cm准准确确到到毫毫米米，故故测测量量工工具具为为毫毫米米刻刻度度尺尺，而而数数据据4.000mm数数据据准准确确到到1/100mm，估估读读到到1/1000mm，必必为为螺螺旋旋测测微微器器（又名千分尺又名千分尺）（3）图图象象的的斜斜率率为为橡橡皮皮筋筋的的劲劲度度系系数数，约约3.1102N/m.（4）代入题述公式有代入题述公式有Y5106Pa.【答案答案】@#@

（1）D

（2）毫米刻度尺螺旋测微器毫米刻度尺螺旋测微器（3）图象略图象略3.1102（4）5106Pa知能优化演练知能优化演练本部分内容本部分内容讲解解结束束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用使用