导与练2016届高考物理(浙江专用)一轮课件：1.1描述运动的基本概念 (8)

第4课时实验一:探究弹力和弹簧伸长的关系实验详解要点例析一、实验目的1.探究弹力和弹簧伸长的定量关系.2.学会用列表法和图象法处理实验数据.3.培养学生对物理规律的探究能力.实验详解逐项说明·掌握技能二、实验原理1.如图所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.2.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了.三、实验器材轻质弹簧(一根),钩码(一盒),铁架台,重垂线,坐标纸,毫米刻度尺.四、实验步骤1.如图所示,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.在弹簧自由端挂上钩码,待弹簧稳定后,记录下弹簧的长度及钩码的个数,填写在记录表格里.3.改变钩码的个数,重复前面的实验过程,再读出几组数据,并将数据记录在表格里.钩码个数长度伸长量x弹力F0l0=1l1=x1=l1-l0F1=2l2=x2=l2-l0F2=3l3=x3=l3-l0F3=五、数据处理1.根据测量数据,以弹力F为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点作图法画出Fx图象.2.探索结论:根据所画Fx图象尝试写出曲线所代表的函数,首先尝试Fx是否为一次函数,如果不行则考虑二次函数或其他函数.3.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.六、误差分析产生原因减小方法弹簧拉力大小的不稳定弹簧一端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,待稳定后再读数弹簧长度测量不准固定刻度尺,多测几次偶然误差描点、作图不准坐标轴的标度尽量大一些,描线时让尽可能多的点落在线上或均匀分布于线的两侧七、注意事项1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度.要注意观察,适可而止.2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确.3.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.4.描点画线时,所描的点不一定都落在一条线上,但应注意一定要使各点均匀分布在线的两侧.5.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.6.坐标轴的标度要适中.类型一实验原理及操作技巧【例1】在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法中正确的是()A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等要点例析典例精析·把握规律解析:逐项分析如下选项诊断结论A本实验对某根弹簧研究时,要求确保在弹性限度内增减钩码的数目√B弹簧在竖直位置且处于平衡状态时,弹力大小才等于所挂钩码的重力大小√C弹簧的伸长量是指挂钩码时弹簧的长度减去弹簧的原长×D不同的弹簧,拉力与伸长量之比不同.在同一次实验中只能用同一根弹簧测出几组数据.然后换另一根弹簧重新探究×答案:AB方法总结(1)实验原理中弹簧弹力大小是通过读取所挂钩码的重力来确定的,因此要求装置在竖直位置且是静止的.(2)改变弹簧的弹力,弹簧长度就改变,因此应测弹簧长度的伸长量.类型二实验数据的分析处理【例2】(2012年广东理综)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在方向(填“水平”或“竖直”).(2)弹簧自然悬挂,待弹簧时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6.数据如表:代表符号L0LxL1L2数值(cm)25.3527.3529.3531.30代表符号L3L4L5L6数值(cm)33.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范,代表符号为.由表可知所用刻度尺的最小分度为.(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与的差值(填“L0”或“Lx”).(4)由图可知弹簧的劲度系数为N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2).解析:(1)本实验是利用重力与弹力平衡获取若干数据,再利用图象处理数据得到劲度系数的.测量时,弹簧及刻度尺都要保持在竖直状态;(2)读数时,要等弹簧静止时才能读取;由记录的值可知,刻度尺的最小分度为1mm,但最小分度后还要估读一位,故L3是不符合规范的;(3)弹簧的长度与弹簧挂上砝码盘时弹簧长度Lx的差值才是由于添加砝码而伸长的长度;(4)砝码盘的质量为m0,砝码的质量为m,当挂上砝码盘时有:m0g=k(Lx-L0),当砝码盘中的砝码质量为m时,弹簧的长度为Ln,此时有m0g+mg=k(Ln-L0),两式联立得:mg=k(Ln-Lx),即k=xnLLmg,由图象知图线的斜率为k'=010120106023kg/m=0.50kg/m,故劲度系数k=k'g=4.9N/m,而m0=gLLkx0=8.91035.2535.279.42kg=10g.答案:(1)竖直(2)静止L31mm(3)Lx(4)4.910点击进入课后训练