高三物理一輪復習 實驗二 探究彈力與彈簧伸長的關系課件

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1、 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 基礎自主梳理 精典考題例析例1(2015四川卷)某同學在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時，安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖1所示，圖2是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺 (最小分度是1毫米)上位置的放大圖，示數(shù)l1_cm.在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個鉤碼質(zhì)量是50 g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2_N(當?shù)刂亓铀俣萭9.8 m/s 2)要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是_作出F-x曲線，得到

2、彈力與彈簧伸長量的關系 精典考題例析解 析 ：彈簧秤上的刻度為十分度，所以要讀到最小刻度的下一位，即以cm為單位小數(shù)點后面應該有兩位小數(shù)；掛兩個砝碼時拉力等于重力，所以F22mg0.98 N，題中測得的長度為彈簧的長度，要想表示彈簧的形變量，則還需要測彈簧的原長答 案 ： 25.850.98彈簧原長 精典考題例析例2(2015福建卷)某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量l為_cm； 精典考題例析本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此操作，

3、下列選項中規(guī)范的做法是_；(填選項前的字母)A逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重B隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_ 精典考題例析 解 析 ：圖乙中讀數(shù)為14.66 cm，因此彈簧的伸長l14.66 cm7.73 cm6.93 cm；為了能通過圖像反映彈簧伸長與所加拉力的關系，所加拉力應逐漸變化，不能隨意地增大，選A；圖丙中圖線AB段明顯彎曲突變，說明AB段不再遵守胡克定律，超出了彈簧的彈性限度答 案 ：6.93A超出彈簧的彈

4、性限度 速效提升訓練1為了測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)量的砝碼實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖上標出(g9.8 m/s2)(1)作出ml的關系圖線；(2)彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m. 解 析 ： (1)畫一條斜線，使圖中所有點都大致在這條斜線附近，如圖所示 速效提升訓練 代表符號L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6數(shù)值/cm 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 2某同學探究彈力與彈簧伸長量的關系.(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)彈簧軸線和刻度尺都應

5、在_方向(填“水平”或“豎直”)(2)彈簧自然懸掛，待彈簧_時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：表中有1個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_由表可知所用刻度尺的最小分度為_ 速效提升訓練(3)如圖所示是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖象，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與_的差值(填“L 0”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9.8 m/s2) 解 析 ： (1)彈簧受砝碼盤和砝碼豎直方向的拉力，所以測量彈簧的長度時，為減小誤差，彈簧

6、軸線和刻度尺都應在豎直方向(2)只有當彈簧穩(wěn)定時，刻度尺讀數(shù)才準確，題中數(shù)據(jù)L3只保留了小數(shù)點后1位，應與其他數(shù)據(jù)保持一致，保留2位，所以L3記錄不規(guī)范數(shù)據(jù)小數(shù)點后的第1位為精確值，第2位為估讀值，所以刻度尺的最小分度為1 mm.(3)根據(jù)胡克定律可知Fmgkx，即新增加砝碼的質(zhì)量m(或重力mg)應與引起的相應形變量x成正比，也與題圖相符合，所以xLLx.(4)題圖m-x圖象中，圖象的斜率為k/g0.5，即彈簧的勁度系數(shù)k4.9 N/m.砝碼盤的質(zhì)量m 0滿足m0gk(LxL0)，代入數(shù)據(jù)解得m010 g.答 案 ： (1)豎直(2)穩(wěn)定L31 mm(3)Lx(4)4.910 速效提升訓練 速

7、效提升訓練 速效提升訓練 速效提升訓練解析：（1）刻度尺分度值為1毫米，讀數(shù)應估讀到毫米下一位，故指針的示數(shù)為16.00cm.（2）當A彈簧的彈力為F A1=0.50N、FA2=1.00N、FA3=1.50N、FA4=2.00N時，彈簧長度LA1=0.50cm、LA2=19.71cm、LA3=23.66cm、LA4=27.76cm，根據(jù)F=kx得k1=12.50N/m、k2=12.66N/m、k3=12.20N/m，所以彈簧的勁度系數(shù)k= 3 321 kkk =12.45N/m.根據(jù)表1可以計算出彈簧每次的伸長量x，也可以根據(jù)F=kx計算彈簧的勁度系數(shù)（勁度系數(shù)的計算也 可以通過做F-x圖象處

8、理，圖象的斜率即等于彈簧的勁度系數(shù)）.答案：(1)16.00(有效數(shù)字位數(shù)正確，15.9616.05均可)(2)12.45(12.2012.80均可)能 速效提升訓練 砝碼質(zhì)量/g 50 100 150彈簧長度/cm 8.62 7.63 6.66 5(2014廣東卷)某同學根據(jù)機械能守恒定律，設計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關系.(1)如圖甲，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測量相應的彈簧長度，部分數(shù)據(jù)如下表由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k_N/m(g取9.80 m/s2) (2)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導軌左側(cè)，如圖乙所示；調(diào)整導軌，使滑塊自由滑動時，通過兩個光電門的速度

9、大小_(3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v.釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為_(4)重復(3)中的操作，得到v與x的關系如圖丙由圖可知，v與x成_關系由上述實驗可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的_成正比 速效提升訓練6.(2014全國新課標卷)某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關系.實驗裝置如圖a所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P 0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P 0指向0刻度.設彈簧下端未掛重物時，各指針

10、的位置記為x0；掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時，各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，重力加速度取9.80m/s2).已知實驗所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88 cm. 速效提升訓練(1)將表中數(shù)據(jù)補充完整：；. (2)以n為橫坐標，k1為縱坐標，在圖b給出的坐標紙上畫出k1 n圖象. 速效提升訓練(3）圖b中畫出的直線可近似認為通過原點.若從實驗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的關系的表達式為kN/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關系的表達式為kN/m.解析：(1)kxmg210)06.4

11、26.5( 80.9100.0 N/m81.7N/m； 7.8111 k m/N0.0122m/N.(2)k1 n圖象如圖所示： 速效提升訓練(3)由作出的圖象可知直線的斜率為5.7010-4N/m，故直線方程滿足k15.7010 -4nm/N，即kn 31075.1 N/m(在n 31067.1 n 31083.1 之間均正確);由于60圈彈簧的原長為11.88 cm，則n圈彈簧的原長滿足20 1088.11 60 ln，代入數(shù)值，得k 047.3l (在031.3l 062.3l之間均正確).答案：(1)81.70.0122(2)見解析(3)n 31075.1 (在n 31067.1 n 31083.1 之間均可)047.3l (在031.3l 062.3l之間均可)