考点08 实验二 探究弹簧弹力和形变量的关系（核心考点精讲精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点08 实验二：探究弹簧弹力和形变量的关系 1. 3年真题考点分布 题型 实验题 高考考点 1. 探究弹簧弹力和形变量的关系的基本实验要求； 2. 探究弹簧弹力和形变量的关系的数据处理及规律方法； 3. 探究弹簧弹力和形变量的关系的实验创新与改进； 新高考 2023 2022 湖南卷11题 2021 广东卷11题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计2次，主要考查： 1. 探究弹簧弹和与形变量的关系的基本实验要求； 2. 探究弹簧弹和与形变量的关系的数据处理及规律方法； 3. 探究弹簧弹和与形变量的关系的实验创新与改进； 【备考策略】利用弹簧弹力和形变量的关系进一步加深对胡克定律的理解，培养科学探究的科学素养；掌握弹簧弹力与形变量关系实验的基本实验要求、数据处理、注意事项和误差分析的方法；培养探索创新能力，优化改进实验。 【命题预测】探究弹簧弹力和形变量的关系实验，在新高考中出现的频率比较低，说明此实验在新高考中属于冷门实验，不是很重要，在2024年全国各省考题的概率不太大。但此实验是我们新高考必须掌握十六个实验之一，希望2024年考生不要心存侥幸，尽可能多的去掌握此实验的基本要求、数据的处理及规律方法以及该实验的创新设计。 考法1 实验基本要求 1、 实验目的 1. 探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系 2. 培养学生实验探究的科学方法 二、实验原理 弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大. 三、实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸. 四、实验步骤 1. 安装实验仪器(如图下所示). 3. 测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据. 3. 根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标. 4. 按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同. 5. 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，如果不行再考虑二次函数. 【典例1】（2023·天津·校联考模拟预测）利用如图所示装置做“研究弹力与弹簧伸长量关系”的实验，所用的钩码都相同。 （1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持___________状态； （2）下列操作正确的是____________ A．实验前，应该先把弹簧水平放置在桌面上测量其长度 B．用直尺测得弹簧的长度作为弹簧的伸长量 C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要在钩码处于静止状态时读刻度尺的读数 D．逐一增挂钩码，记下每增加一个钩码后指针所指的刻度尺刻度和对应的钩码总重量 （3）某同学采用正确的方法操作后，用图像法处理数据时，把弹簧的伸长量作为横坐标，弹力作为纵坐标，然后描点作图，则作出的图像应为________。 A． B． C． D． 注意事项 （1） 实验中不能挂过多的钩码，以免超过弹簧的弹性限度； （2） 作图时，不能连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上火均匀分布在直线的两侧； 1．（2022·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）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）小杨同学利用图像法处理数据，请根据表格中的实验数据在图乙的坐标系中标出后3组数据对应的坐标点并画出图像_________。 钩码个数 1 2 3 4 5 6 拉力F（N） 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 伸长量x（cm） 1.00 1.98 3.02 4.00 5.60 7.95 （2）根据所测数据和关系曲线可以判断该弹簧在弹性限度内的劲度系数________N/m。（保留两位有效数字） （3）为完成该实验，设计的实验步骤如下： A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组对应的点，并用平滑的曲线连接起来； B．记下弹簧不挂钩码时其下端的刻度尺上的刻度； C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺； D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码； E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数； F．解释函数表达式中常数的物理意义； G．整理仪器。 将以上步骤按操作的先后顺序排列出来是：____________。 2．（2022·辽宁鞍山·校联考二模）一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验 （1）采用如图甲