高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.3《實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系》課件

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第三單元實(shí)驗(yàn)與探究第5課時(shí)實(shí)驗(yàn) 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 必修1第二章研究物體間的相互作用 基礎(chǔ)回顧 考點(diǎn)彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 1 為了探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 需要測(cè)量 和彈簧的 彈力可借助 來代替 伸長量可利用刻度尺進(jìn)行測(cè)量 2 本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是 圖象 這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)典型圖象分別是彈力和彈簧的 的關(guān)系圖象以及彈力和彈簧的 的關(guān)系圖象 前者反映彈力和彈簧的伸長量成 關(guān)系 是一條 的斜線 后者反映彈力和彈簧的長度成線性關(guān)系 是一條 的斜線 3 懸掛鉤碼的數(shù)量限制 彈簧所受的彈力不能 答案 1 彈力伸長量懸掛鉤碼的重力2 繪制分析伸長量長度正比通過原點(diǎn)在長度坐標(biāo)上存在正截距3 超過其彈性限度 要點(diǎn)深化 1 如何提出猜想與假設(shè)對(duì)于彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 可提出這些猜測(cè)與假設(shè) 1 彈力大小與彈簧長度成正比 2 彈力大小與彈簧的伸長量成正比 3 彈力大小與彈簧伸長量的平方成正比 2 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 彈力與形變量肯定有關(guān)系 為了研究彈簧形變量與彈力的關(guān)系 我們選定一根符合實(shí)驗(yàn)條件的彈簧 先將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上 如右圖所示 分別用質(zhì)量一致個(gè)數(shù)不同的鉤碼懸掛 在彈簧的下方 待鉤碼靜止后 用刻度尺測(cè)量彈簧的伸長量 探究彈簧所受的拉力 用鉤碼的重力替代 和彈簧伸長量 或長度 的關(guān)系 3 如何選擇實(shí)驗(yàn)器材需要的器材見下列表格 打 表示選用的 4 如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 處理數(shù)據(jù)與確立結(jié)論 1 將彈簧掛在鐵架臺(tái)上 用刻度尺量出彈簧的自然長度L0 2 在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼 量出此時(shí)彈簧的長度L1 記錄m1和L1 并求出彈簧的伸長量x1 即L1 L0 一并填入設(shè)計(jì)好的表格中 3 改變鉤碼的質(zhì)量 測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈簧長度 記錄所掛鉤碼的質(zhì)量m2 m3 m4 m5和對(duì)應(yīng)的彈簧長度L2 L3 L4 L5 并求出每次彈簧的伸長量x2 即L2 L0 x3 即L3 L0 x4 即L4 L0 x5 即L5 L0 4 以彈力為縱坐標(biāo) 以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系 根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)描點(diǎn) 并連成平滑的曲線 5 由圖象可得結(jié)論 彈簧的彈力和伸長量成正比 5 還要注意什么事項(xiàng) 1 給彈簧施加拉力不要太大 以免彈簧被過分拉伸 超出它的彈性限度 2 測(cè)量彈簧長度時(shí) 不要用手拉彈簧 要在彈簧自然豎直狀態(tài)且保持平衡時(shí)進(jìn)行測(cè)量 3 為了減小誤差 要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 某同學(xué)根據(jù)如圖所示裝置來做探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn) 其操作過程如下 1 將實(shí)驗(yàn)彈簧掛在鐵架臺(tái)上 用刻度尺量出彈簧的原長L0 2 在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼 量出此時(shí)彈簧的長度L1 記錄m1和L1 并求出彈簧的伸長量x1 即L1 L0 一并填入設(shè)計(jì)好的表格中 題型一實(shí)驗(yàn)步驟的掌握 答案 3 改變鉤碼的質(zhì)量測(cè)出對(duì)應(yīng)的彈簧長度L2 L0L3 L0L4 L0L5 L0 4 連成直線 5 彈簧的彈力和伸長量成正比 3 記錄所掛鉤碼的質(zhì)量m2 m3 m4 m5和對(duì)應(yīng)的彈簧長度L2 L3 L4 L5 并求出每次彈簧的伸長量x2 即 x3 即 x4 即 x5 即 4 以彈力為縱坐標(biāo) 以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系 根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)描點(diǎn) 對(duì)所描的點(diǎn) 5 由圖象可得結(jié)論 點(diǎn)評(píng) 近幾年來 為了降低實(shí)驗(yàn)題考查操作步驟的難度 常采用提取關(guān)鍵步驟讓學(xué)生來填空的做法 所以要求同學(xué)們?cè)趶?fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的操作步驟時(shí)要進(jìn)行研究 分析可能取出的關(guān)鍵段或關(guān)鍵句 題型訓(xùn)練 1 在 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)讓實(shí)驗(yàn)彈簧的一端固定于平放在水平桌面上的L型木板上 讓彈簧在水平狀態(tài)下進(jìn)行探究 如右圖所示 1 現(xiàn)用已知質(zhì)量的鉤碼代替彈簧秤作拉力 共有5個(gè)鉤碼 L型木板的右端固定并調(diào)節(jié)好的定滑輪 其它方面的儀器還需要 2 試在圖中完成實(shí)驗(yàn)原理圖 3 實(shí)驗(yàn)的步驟如下 把細(xì)繩和彈簧的小環(huán)結(jié)好 讓細(xì)繩跨過定滑輪 并結(jié)好細(xì)繩套 用刻度尺測(cè)出彈簧左側(cè)結(jié)點(diǎn)到小環(huán)結(jié)點(diǎn)的距離 即原長 在細(xì)繩套上掛上1個(gè)已知質(zhì)量的鉤碼 用刻度尺測(cè)出彈簧的長度 再計(jì)算此時(shí)的伸長量 和鉤碼的質(zhì)量一并填入列表 重復(fù) 的步驟 得到五組數(shù)據(jù) 以彈力 鉤碼質(zhì)量換算過來 為縱坐標(biāo) 以 為橫坐標(biāo) 根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 作出一條平滑的直線 歸納出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論 答案 1 刻度尺細(xì)繩套不可伸長的輕質(zhì)繩子 2 實(shí)驗(yàn)原理圖如下圖所示 3 待彈簧伸長到穩(wěn)定時(shí) 換上2個(gè) 3個(gè) 4個(gè) 5個(gè)鉤碼掛上細(xì)繩套 彈簧的伸長 下表是某同學(xué)為探索彈力和彈簧形變量的關(guān)系所測(cè)得的幾組數(shù)據(jù) 題型二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 1 請(qǐng)你在圖中的坐標(biāo)線上作出F x圖象 2 寫出曲線所代表的函數(shù) x用m做單位 3 解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義 解析 1 作出F x圖象如下圖所示 2 由圖象得 F 20 x 3 函數(shù)表達(dá)式中的常數(shù)為彈簧的勁度系數(shù) 表示使彈簧每伸長或壓縮1m所需的拉力為20N 答案 見解析 思路點(diǎn)撥 根據(jù)給出的數(shù)據(jù)在圖中描點(diǎn) 描點(diǎn)時(shí)要保證絕大多數(shù)點(diǎn)落在直線上 偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)要舍去 然后依據(jù)圖象得出函數(shù)表達(dá)式 并解得其常數(shù)含義 題型訓(xùn)練 2 某同學(xué)根據(jù)圖 a 裝置來做探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實(shí)驗(yàn) 得到了七組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 并作得如圖 b 所示的圖象 該圖象表明 1 該同學(xué)直接將鉤砝碼的質(zhì)量當(dāng)作彈簧的 看待 并作為橫坐標(biāo) 而縱坐標(biāo)則表示了彈簧的 2 在鉤砝碼的質(zhì)量為 g以內(nèi) 彈簧還沒有超出彈性限度 3 在彈性限度以內(nèi)可下的結(jié)論是 4 該彈簧的勁度k為 N m 答案 1 彈力長度 2 49 48 50任一個(gè)值均可 3 彈力跟彈簧的長度成線性函數(shù)關(guān)系 4 2 5 2 4 2 6任一個(gè)值均可 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全