三水中学2013届高三物理第一轮复习《探究弹力和弹簧伸长量的关系》

实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标实验二数据处理实验步骤实验原理误差分析注意事项实验目的实验器材基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标【实验目的】1．探究弹力和弹簧伸长量的关系．2．学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标【实验原理】1．弹簧在时，．2．作出F--x图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量间的关系．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标静止Kx=mgF与x成正比斜率=劲度系数【实验器材】铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标测X=L-L0测KX=mg作F=mg—x图调整刻度尺竖直【实验步骤】1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.钩码个数长度伸长量x钩码质量m弹力F0l0＝1l1＝x1＝l1－l0m1＝F1＝2l2＝x2＝l2－l0m2＝F2＝3l3＝x3＝l3－l0m3＝F3＝⋮⋮⋮⋮⋮基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标4．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．5．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标【误差分析】1．本实验的误差来源之一是因弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度．2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度．3．在F－x图象上描点、作图不准确．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标【注意事项】1．每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等．2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度．3．测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标4．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小．5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线．6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．基础再现·深度思考实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标例1(1)作出m－l的关系图线；(2)劲度系数______N/m.课堂探究·突破考点实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标平滑曲线不在线上的点均匀分布两侧直线延长mg＝k（l-l0）m＝k/g（l-l0）图线为直线k=K.g=glm8.910)75.825.18(10)050.2(23mN/258.0斜率K=k/g（3）弹簧原长l0=。8.75cm例2：(1)X加IX减i(填“大于”或“小于”)．(2)________同学的数据更符合实验要求(填“甲”或“乙”)．(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)．(4)为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？橡皮绳下端的坐标(Xi/mm)挂在橡皮绳下端的钩码个数甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0课堂探究·突破考点实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标小于乙30.237.351.059.568.515.514.517.717.119.7甲橡皮绳已超过了弹性限度，或不均匀。每增加一个钩码，橡皮绳伸长的量应相同解析(1)因为橡皮绳在伸长后不能完全恢复到原来的长度，所以同一橡皮绳的X加i小于X减i.(2)由于橡皮绳的伸长与拉力(钩码个数)成正比，橡皮绳下端坐标(橡皮绳长度)应随钩码个数的增加线性增加，即每增加一个钩码，橡皮绳下端坐标值的增加相同，从表中数据可以看出，乙同学的测量数据较符合这一要求．课堂探究·突破考点实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标(3)由所给数据得改变量如下表所示.改变量(Xi－X1)/mm挂在橡皮绳下端的钩码个数甲乙100230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5课堂探究·突破考点实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标k乙＝57～70N/m(4)尽可能使弹簧的伸长量在弹性限度内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差．课堂探究·突破考点实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标跟踪训练课堂探究·突破考点实验二本课栏目开关基础再现·深度思考课堂探究·突破考点随堂训练·能力达标线性关系--------弹性限度内超过弹性限度m0g＝k（l0-l原）m1g+m0g＝k（l1-l原）=k（x+l0-l原）→m1g＝kx→F＝kx图线为过原点直线m0g＝k（l0-l原）m1g+m0g＝k（l1-l原）→m1g＝k（l1-l0）→F--l图线为不过原点直线→截距l0（不挂钩码时弹簧长度）L0弹簧有自重L0原长消除了弹簧自重的影响，但弹簧与水平面之间的摩擦较大。补例1．某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验．他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列所示图线的哪一个L0L1Cm1g+m自g＝k（l1-l0）=kx→m1g＝k（l1-l0）=kx-m自g→图线为C直线