第2章 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系（课件）-2023高考物理【南方凤凰台】一轮复习导学案（广东）

第二章　相互作用 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 第1页 高考总复习 一轮复习导学案 · 物理 第二章　相互作用 夯实双基 定量 大小相等 刻度尺 竖直 弹簧 弹性限度 自然竖直 作图 自身重力 素养发展 刻度尺 9.8 弹簧自重的影响 竖直 静止 L3 1mm Lx 4.9 10 静止 120.0 31.3 160 3.0 小 6.04 6.05 3 48.6 5 20 避免弹簧自身所受重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差 Thank you for watching 第1页 高考总复习 一轮复习导学案 · 物理 第二章　相互作用 基 础 梳 理 1. 实验目的 探究弹力与弹簧伸长的________关系．学会利用图像研究两个物理量之间的关系的方法． 2. 实验原理 (1) 如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力____________. (2) 用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标对应弹力大小F，以横坐标对应弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量的关系． 3. 实验器材 轻质弹簧(1根)、钩码(1盒)、__________、铁架台、重垂线、坐标纸、三角板． 4. 实验步骤 (1) 如图所示，将铁架台放于桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺(最小分度为mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否________. (2) 记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0. (3) 在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L1. 钩码个数 刻度 伸长量x 弹力F 0 L0＝mm 1 L1＝mm x1＝L1－L0＝mm F1＝N 2 L2＝mm x2＝L2－L0＝mm F2＝N 3 L3＝mm x3＝L3－L0＝mm F3＝N 4 L4＝mm x4＝L4－L0＝mm F4＝N 5 L5＝mm x5＝L5－L0＝mm F5＝N 6 L6＝mm x6＝L6－L0＝mm F6＝N (4) 用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个……钩码时，弹簧下端所对应的刻度L2、L3、L4…并将所得数据记录在表格中． (5) 用xn＝Ln－L0计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格． 5. 数据处理 根据所测数据在坐标纸上描点，以弹力为纵坐标，以弹簧伸长为横坐标．按照图中各点的分布与走向，尝试作一条平滑的曲线(包括直线)，如果所画的点不在同一条曲线上，那么应该使曲线两边的点数大致相同．根据图像形状，利用数学知识，写出弹簧伸长量与弹力的函数关系式．理解函数表达式中常数的物理意义．本实验最终得到弹力与弹簧伸长量之间的关系，在误差范围内有F＝kx，其中F为弹力，x是弹簧伸长量，k是一个由________决定的物理量． 6. 注意事项 (1) 实验过程中，注意拉力不要超过弹簧的____________.测量弹簧长度时，不要用手拉弹簧，在弹簧的____________状态去测量． (2) 强调实验的探索性，即实验前并不知道弹力和弹簧的伸长有什么关系，如果是验证性实验，在坐标纸上描点以后所作直线的根据就是所验证的规律，但这是个探索性实验，实验前并不知道这个规律，所以描点以后作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来拟合这些点． (3) 作出直线之后，要用正比例函数(一次函数)的知识写出直线所代表函数解析式，即写出F＝kx，然后选定一组F和x，从而确定k的值． (4) 要认识系数k的物理意义，即在伸长量一定时，k越大，弹力也越大，它反映了弹簧的“劲度”． (5) 使用弹簧的伸长数据时应采用(l－l0)，即弹簧长度变化量．如果实验中不用弹簧的伸长而用弹簧的总长，得到的不是正比例函数． 7. 误差分析 (1) 本实验误差的主要来源为读数和________时的偶然误差． (2) 弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧____________的影响． (3) 为了减小误差，要尽量多测几组数据． 实验原理与实验操作 实验时要注意 (1) 实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度． (2) 要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据． 　(2021·湛江综合能力测试一)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量已知的相同钩码，探究“弹簧弹力