第2章　实验2　探究弹簧弹力与形变量的关系-【南方凤凰台】2024高考物理（提高版）一轮复习导学案 江苏（新教材新高考）课件

第二章 相互作用 实验2：　探究弹簧弹力与形变量的关系 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 5A导学案 高考一轮复习 物理 1 体系建构 体系建构 素养发展 4 1 实验原理与操作 1. 关于实验原理 本实验比较简单．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力F作用下的伸长量x，作F－x图线，就可探究弹力大小与弹簧伸长量间的定量关系． 2. 操作注意事项 (1) 弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的弹性限度． (2) 应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同，为了减小弹簧自身重力带来的影响，测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持自然下垂状态． (3) 尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响．\ 素养发展 (2022·安徽定远县育才学校)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系． (1) 为完成实验，还需要的实验器材有__________. 1 【解析】此实验需要测量弹簧的伸长量，故还需要刻度尺． 刻度尺 素养发展 (3) 图线不过原点的原因是由于______________________. 【解析】弹簧自身重力不可忽略，导致竖直放置的弹簧因自身重力而伸长，故图线不过原点． (2) 图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为__________N/m. 200 弹簧自身重力的影响 素养发展 (4) 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两根不同的弹簧a和b，得到弹力与弹簧伸长量的图像如图所示．下列表述正确的是( 　　) A. b的原长比a的长 B. a的劲度系数比b的大 C. a的重力比b的小 D. 测得的弹力与弹簧的长度成正比 【解析】横坐标为弹簧的伸长量，不能得到弹簧的原长，A错误；弹簧弹力F与弹簧伸长量l的F－l图线的斜率为弹簧的劲度系数，则ka<kb，B错误；如图所示，未挂钩码时有Δla<Δlb，又有ka<kb，则可得Fa＝kaΔla<Fb＝kbΔlb，由题意可知Ga＝Fa，Gb＝Fb，即Ga<Gb，C正确；测得的弹力与弹簧的伸长量(形变量)为一次函数关系，D错误． C 素养发展 2 数据处理与误差分析 1. 实验数据处理的常用方法 (1) 列表法：将实验数据填入表中，研究测量的数据，在实验误差允许的范围内， 应能发现弹力与弹簧伸长量的比值是一常数． (2) 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x为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的直线． (3) 函数法：根据实验数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数关系． 本实验采用作图法和函数法进行数据处理． 2. 误差分析 (1) 钩码标值不准确及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带来误差． 素养发展 (2022·广东深圳宝安第一外国语学校)用如图甲所示的实验装置“研究弹簧的弹力与形变量之间的关系”．弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，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10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6.数据如下表所示： 2 代表符号 L0 Lx L1 L2 数值/cm 25.35 27.35 29.35 31.30 代表符号 L3 L4 L5 L6 数值/cm 33.40 35.35 37.40 39.30 素养发展 (1) 请根据表中数据在图乙中作图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与Lx的差值． 【解析】根据描点作图法可得图像如图所示 素养发展 (2) 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，取g＝9.8 m/s2) 4.9 10 素养发展 3 实验创新与拓展 (2022·辽宁葫芦岛监测)某同学用如图甲所示实验装置“探究弹簧的弹力和伸长量的关系”．直尺和光滑的细杆水平固定在铁架台上，一根弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接．细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出对应的弹簧总长度L，并将所挂钩码的重力大小作为弹簧的弹力大小F.弹簧伸长均在弹性限度内． 3 素养发展 (1) 把以上测得的数据描点连线，如图乙所示，则该弹簧的原长L0＝____________cm，劲度系数k＝______________________N/m.(结果均保留三位有效数字) 5.00 13.0～13.6 素养发展 (2) 若该同学先把弹簧竖直悬挂，下端不挂钩码测出弹簧原长为L1，再按照图甲所示方法悬挂钩码，测出弹簧伸长后长度L