第2章 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第二章 相互作用 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等 (1)安装：按照原理装置图安装实验仪器 (2)操作：弹簧竖直悬挂，待钩码静止时测出弹簧长度 (3)作图：坐标轴标度要适中，单位要标注，连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧，明显偏离图线的点要舍去 数据处理 图像法 根据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点。以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的伸长量Δx为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的倾斜直线 列表法 将实验数据填入表中，研究测量的数据，可发现在实验误差允许的范围内，弹簧弹力与伸长量的比值不变 函数法 根据实验数据，找出弹簧弹力与伸长量的函数关系 考点 eq \a\vs4\al(1) 教材原型实验 [例1]　(2023·南通调研)(1)小明同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。 (1)实验装置如图甲，下列操作规范的是________。 A．实验前，应该先把弹簧水平放置测量其原长 B．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 C．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 D．实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材 (2)小明同学在实验后，根据记录的数据进行处理，描绘出弹簧的伸长量Δx与弹力F相关的点如图乙所示，请你根据所学知识用一定的线来拟合这些点。 (3)根据拟合的线，回答以下问题： ①本实验中弹簧的劲度系数k＝________N/m。 ②图线中后半部分明显偏离直线，你认为造成这种现象的主要原因是________________。 解析　(1)为了消除弹簧自重的影响，实验前，应该先把弹簧竖直放置测量其原长，故A错误；为了更好的找出弹簧弹力与形变量之间的规律，应逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重，故B正确，C错误；实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材，故D正确。 (2)如图所示 (3)图像直线部分的斜率的倒数表示弹簧的劲度系数，则k＝ eq \f(4,4×10－2) N/m＝100 N/m图线中后半部分明显偏离直线，即弹簧弹力与形变量不成正比，则造成这种现象的主要原因是超过弹簧的弹性限度。 答案　(1)BD　(2)见解析图　(3)①100　②超过弹簧的弹性限度 1．(2022·天津模拟)某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置。实验中弹簧始终处于弹性限度内，通过分析数据得出实验结论。 (1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出的F-L图像，如图乙所示。由图像可知：弹簧自由下垂时的长度L0＝________cm，弹簧的劲度系数k＝________N/m。 (3)实验中未考虑弹簧自身受到的重力，这对弹簧劲度系数的测量结果________(选填“有”或“无”)影响，请说明理由：_______________________ ___________________________________________________________________。 解析　(1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是根据平衡条件，钩码静止时，其所受重力大小等于弹力大小。 (2)由图可知，当弹簧未挂重物时，弹簧自由下垂的长度L0＝10.0 cm＝0.10 m，弹簧的劲度系数为k＝ eq \f(ΔF,ΔL) ＝ eq \f(2.0－0,0.15－0.10) N/m＝40 N/m。 (3)因为k＝ eq