第二章 实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系-【南方凤凰台】2024高考物理一轮复习导学案 广东（新教材新高考）课件

第二章　 相互作用 实验二　 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） 高考一轮复习·南方凤凰台·物理 1 夯实双基 基 础 梳 理 1. 实验目的 探究弹力与弹簧伸长量的关系.学会利用图像研究两个物理量之间的关系的方法. （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 　大小相等　⁠.  （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，在坐标系中描出所测得的各组（x、F）对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量的关系. 大小相等　 2. 实验原理 夯实双基 3. 实验器材 轻质弹簧（1根）、钩码（1盒）、 　刻度尺　⁠、铁架台、重垂线、坐标纸、三角板.  刻度尺　 4. 实验步骤 （1） 如图所示，将铁架台放于桌面上（固定），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺（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 　竖直　⁠.  （2） 记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0. 竖直　 夯实双基 （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  夯实双基 钩码个数 刻度 伸长量x 弹力F 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  夯实双基 （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. 夯实双基 5. 数据处理 （1） 图像法 根据测量数据，在建立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. （2） 列表法 将数据填入表中，研究测量的数据，可发现在误差范围内，弹力与弹簧伸长量的比值是一常数. （3） 函数法 根据数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数关系. 夯实双基 6. 注意事项 （1） 注意拉力不要超过弹簧的 　弹性限度　⁠.测量弹簧长度时，不要用手拉弹簧，在弹簧的 　自然竖直　⁠状态去测量.  （2） 作出直线之后，要用正比例函数（一次函数）的知识写出直线所对应函数关系式，写出F＝kx，然后选一组F和x，确定k的值. （3） 要认识系数k的物理意义，在伸长量相同时，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），弹簧长度变化量.如果不用弹簧的伸长而用弹簧的总长，得到的不是正比例函数. 弹性限度　 自然竖直　 夯实双基 7. 误差分析 （1） 误差的来源有读数和 　作图　⁠时的偶然误差.  （2） 弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧 　自身重力　⁠的影响，也会产生误差.  （3） 为了减小误差，要尽量多测几组数据. 作图　 自身重力　 夯实双基 素养发展 ⁠  教材原型实验  ⁠　（2022·广东省模拟测试二） 在探究弹簧形变与弹力的关系时，兴趣小组把两根轻弹簧Ⅰ、Ⅱ按如图所示的方式连接起来，在弹性限度内，将质量为50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA、LB见下表，取g＝9.80m/s2. 钩码数 1 2 3 4 LA/cm 15.76 19.77 23.67 27.76 LB/cm 29.96 35.76 41.51 47.36 素养发展 （1） 通过对比表中的数据可知，弹簧Ⅰ的劲度系数 　小于　⁠（填“大于”“小于”或“等于”）弹簧Ⅱ的劲度系数.  解析：挂上第二个钩码后，弹簧Ⅰ伸长量ΔxA＝19.77 cm－15.76 cm＝4.01 cm，弹簧Ⅱ伸长量ΔxB＝35.76 cm－29.96 cm－ΔxA＝1.79 cm，根据胡克定律，弹簧Ⅰ的劲度系数小于弹簧Ⅱ的劲度系数. 小于　 （2） 利用表中的数据计算出弹簧Ⅰ的原长为 　11.76　⁠cm.（结果保留两位小数）  解析：设弹簧Ⅰ的原长为L0，则L0