第二章 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系（课件）-2023高考物理【正禾一本通】高三一轮总复习高效讲义（教科版，老教材老高考）

正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 精品课件 2023版·物理 第二章力与物体的 、、 平衡 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 实验二探究弹簧弹力与形变量的关系 【实验目的】1.探究弹力与形变量的定量关系。2.学会利用列表法、图像法研 究物理量之间的关系。 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 备考第1步一理清实验过程，注意实验事项 一、实验原理 1.弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的方向拉弹 簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。 2.用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧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。即寻 求F=x的关系。 二、实验器材 弹簧、刻度尺、 铁架台、钩码若干、坐标纸。 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 三、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o,即原长。 刻度尺 2.如图所示，将己知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量 弹簧的总长度并测出钩码的重力，填写在记录表格里。 2 3 4 5 6 FN L/cm x/cm 3.改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次。 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 四、数据处理 1.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，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。 2.以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数。首先尝试一次函数，如 果不行则考虑二次函数。 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。 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 【注意事项】 实验过程 ①安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。 ②不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多。 数据处理 ①尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。 ②观察所描点的走向：不要画折线。 ③统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及其单位。 误差分析列 ①钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差。 ②画图时描点及连线不准确也会带来误差。 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 备考第2步一研典题破重难，透析高考考法 类型1基础实验过关 【典例引领】 某中学的物理兴趣实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，分成 了两组来进行探究分析。 (1)小组甲对两个劲度系数不同的弹簧A和弹簧B进行了探究， 个x/cm 6- A 根据测量的实验数据以弹簧的伸长量(x)为纵坐标，弹簧的弹力() 为横坐标，在同一坐标系中作出了两弹簧的图像，从图像上看两弹 2 簧的图线的后半段均向上发生了弯曲，其原因是 6 8 F/N 如果选用其中的一个弹簧制作成精确度比较高的弹簧测力计，则应选 (选 填“A”或“B”)。 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 (2)小组乙的同学完成了如下的操作： a.将带铁夹的铁架台放在水平桌面上，将弹簧的一端固定在铁夹上使其呈自然 状态，并在竖直的弹簧附近平行弹簧固定一刻度尺 b.以弹簧的伸长量x)为纵坐标，弹簧的弹力（为横坐标，根据以上测量的数据 在坐标系中描点，并用一条平滑的线连接起来 c·写出弹簧的弹力与弹簧形变量的关系式，并对该关系式中的常量进行解释 d.从刻度尺上读出弹簧下端不悬挂钩码时，弹簧下端所对应的刻度尺上的刻度 值，记为L0 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义 e.然后在弹簧的下端依次悬挂1、2、3、4…个钩码，当弹簧稳定时，依次读出 弹簧下端所对应的刻度值，分别记为L1、L2、L3、L4…并将对应的数据记录在表格中， 随后将钩码取下 请将以上的实验步骤按照正确的顺序排列，将步骤前的字母填在横线上： 解析：(1)图像后半段向上弯曲表明弹簧已经超过了其弹性限度；若要制作一个精 确度较高的弹簧测力计，应选弹簧A,因为弹簧A的劲度系数较小，较小的力能使弹 簧A发生较明显的形变，便于测量。 (2)实验步骤的排列顺序为adebco 答案：(1)弹簧已经超过了其弹性限度A(2)adebc