第2章 实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系-【衡中学案】2024年新高考物理一轮总复习(人教版)

衡中学案·2024 年度创新设计·新教材 Ａ. 轻绳的合拉力大小为 μｍｇｃｏｓ θ Ｂ. 轻绳的合拉力大小为 μｍｇｃｏｓ θ ＋ μｓｉｎ θ Ｃ. 减小夹角 θꎬ轻绳的合拉力一定减小 Ｄ. 轻绳的合拉力最小时ꎬ地面对石礅的摩擦力也 最小 温馨提示:复习至此ꎬ请完成练案 ６ ▼ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验二　 探究弹簧弹力与形变量的关系 实验知识􀅰自主回顾 ＳＨＩ ＹＡＮ ＺＨＩ ＳＨＩ ＺＩ ＺＨＵ ＨＵＩ ＧＵ 一、实验目的 (１)探究弹力与弹簧伸长　 的定量关系ꎮ (２)学会利用图像研究两个物理量之间的关系的 方法ꎮ 二、实验原理 (１)如图所示ꎬ弹簧在下端悬 挂钩码时会伸长ꎬ平衡时弹簧产生 的弹力与钩码总重力　 大小相等ꎮ (２)用刻度尺测出弹簧在不同 的钩码拉力下的伸长量ꎬ建立坐标系ꎬ以纵坐标表示弹 力大小 Ｆꎬ以横坐标表示弹簧的伸长量 ｘꎬ在坐标系中 找出实验所测得的各组(ｘꎬＦ)对应的点ꎬ用平滑的曲 线　 连接起来ꎬ根据实验所得的图线ꎬ就可探知弹力大 小与伸长量间的关系ꎮ 三、实验器材 除轻质弹簧(一根)ꎬ钩码(一盒)ꎬ刻度尺ꎬ铁架台 外ꎬ还需重垂线　 ꎬ坐标纸　 ꎬ三角板ꎮ 四、实验步骤 (１)如图所示ꎬ将铁架台放于 桌面上(固定好)ꎬ将弹簧的一端固 定于铁架台的横梁上ꎬ在靠近弹簧 处将刻度尺(分度值为１ ｍｍ)固定 于铁架台上ꎬ并用重垂线　 检查刻 度尺是否竖直ꎮ (２)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度 Ｌ０ꎮ (３)在弹簧下端挂上一个钩码ꎬ待钩码静止后ꎬ记 下弹簧下端所对应的刻度 Ｌ１ꎮ (４)用上面方法ꎬ记下弹簧下端挂 ２ 个、３ 个、４ 个􀆺􀆺钩码时ꎬ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ꎮ (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ꎬ并根据当地重力加速度值 ｇꎬ计算出所挂钩码的总重力ꎬ这个总重力就等于弹力　 的 大小ꎬ将所得数据填入表格ꎮ (６)根据所测数据在坐标纸上描点ꎬ最好以弹力 Ｆ　 为纵坐标ꎬ以弹簧的伸长量 ｘ　 为横坐标ꎮ 钩码个数 刻度 伸长量 ｘ 弹力 Ｆ ０ Ｌ０ ＝ １ Ｌ１ ＝ ｘ１ ＝ Ｌ１ － Ｌ０ Ｆ１ ＝ ２ Ｌ２ ＝ ｘ２ ＝ Ｌ２ － Ｌ０ Ｆ２ ＝ ３ Ｌ３ ＝ ｘ３ ＝ Ｌ３ － Ｌ０ Ｆ３ ＝ ⋮ ⋮ ⋮ ⋮ ６ Ｌ６ ＝ ｘ６ ＝ Ｌ６ － Ｌ０ Ｆ６ ＝ 　 　 (７)按照图中各点的分布与走向ꎬ尝试作出一条 平滑的曲线(包括直线)ꎮ 所画的点不一定正好都在 这条曲线上ꎬ但要注意使曲线两侧的点数大致相同ꎮ (８)以弹簧的伸长为自变量ꎬ写出曲线所代表的 函数ꎬ首先尝试一次函数ꎬ如果不行则考虑二次函数ꎮ (９)解释函数表达式中常数的物理意义ꎮ 五、误差分析 　 　 １. 钩码标值不准确ꎬ弹簧长度测量不准确带来 误差ꎮ ２. 画图时描点及连线不准确也会带来误差ꎮ 六、注意事项 　 　 １. 安装实验装置:要保持刻度尺竖直并靠近弹簧ꎮ ２. 不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码 不要太多ꎬ以免超过弹簧的弹性限度ꎮ ３. 尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧ꎬ且要尽量 多测几组数据ꎮ ４. 观察所描点的走向:不要画折线ꎮ ５. 统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长 量的对应关系及单位ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 ０３８ 高考一轮总复习·物理·人教版 核心考点􀅰重点突破 ＨＥ ＸＩＮ ＫＡＯ ＤＩＡＮ ＺＨＯＮＧ ＤＩＡＮ ＴＵ ＰＯ 考点一 教材原型实验 典例试做 １ (２０２３􀅰福建高三模拟)某同学用 图 ａ 所示装置做“探究弹簧弹力与形变量 的关系”的实验ꎮ (１)请按合理的操作顺序将步骤的序 号写在横线上 　 　 　 　 　 ꎻ Ａ. 以弹簧长度 ｌ 为横坐标ꎬ以钩码质 量 ｍ 为纵坐标ꎬ标出各组数据( ｌꎬｍ)对应 的点ꎬ并用平滑的曲线或直线连接起来ꎻ Ｂ. 记下弹簧下端不挂钩码时ꎬ其下端 Ａ 处指针所对刻度尺上的刻度 ｌ０ꎻ Ｃ. 将铁架台固定于桌上ꎬ将弹簧一端系于横梁上ꎬ 在弹簧附近竖直固定一把刻度尺ꎻ Ｄ. 依次在弹簧下端挂上 １ 个、２ 个、３ 个􀆺􀆺钩码ꎬ 待钩码静止后ꎬ读出弹簧下端