第二章 实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系-（讲义）【红对勾讲与练】2024版新高考物理大一轮复习全新方案

第二章 相互作用 【针对训练】 ❹如图所示,固 定在竖直平面内的光滑圆 环的最高点有一个光滑的 小孔。质量为m 的小球套 在圆环上,一根细线的下端 系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动 细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程 中,手对细线的拉力F 和圆环对小球的弹力 FN 的大小变化情况是 ( ) A.F 不变,FN 增大 B.F 不变,FN 减小 C.F 减小,FN 不变 D.F 增大,FN 减小 34 应用相似三角形法解决动态平衡的解题思路 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三 角形和空间几何三角形,确定对应边,利用三角形相 似知识列出比例式。 (2)确定未知量大小的变化情况。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 热点四 转圆法 物体受到三个力的作用,其中的一个力大 小、方向都不变,另外两个力的方向都发生变 化,但之间的夹角保持不变,可利用圆中弦确 定,对应的圆周角也确定的方法解题。 【例7】 如图为一个水平传感 器的简易模型,截面为内 壁光滑竖直放置的正三角 形,内部有一个略小于三 角形内切圆的小球,三角形各边有压力传感 器,通过测出小球对三边压力的大小,信息 处理单元可显示摆放处的倾角。图中BC 边 恰好处于水平状态,现将其以C 为轴在竖直 平面内顺时针缓慢转动,直到AB 边处于水 平状态,则在转动过程中 ( ) A.球对AC 边的压力一直增大 B.球对AC 边的压力一直减小 C.球对AC 边的压力先增大后减小 D.球对AC 边的压力先减小后增大 学习至此,请完成课时作业10 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系   1.实验原理 弹簧受到拉力作用会伸长,平衡时弹簧的弹 力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力 也就越大。 2.实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。 3.实验步骤 (1)安装实验器材(如图所示)。 (2)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。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 043 hh 4.数据处理 (1)列表法 将测得的F、x 填入设计好的表格中,可以发 现弹力F 与弹簧伸长量x 的比值在误差允许 范围内是相等的。 (2)图像法 以弹簧伸长量x 为横坐标,弹力F 为纵坐标, 描出F、x 各组数据相应的点,作出的拟合曲 线是一条过坐标原点的直线。 (3)函数法 弹力F 与弹簧伸长量x 满足F=kx 的关系。 5.注意事项 (1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的 钩码不要太多,以免弹簧被过度拉伸,超过弹 簧的弹性限度。 (2)尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且 要尽量多测几组数据。 (3)观察所描点的走向:本实验是探究性实 验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所 作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分 布和走向以后才决定用直线来连接这些点。 (4)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。 6.误差分析 (1)钩码标值不准确、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也会带来误差。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   考点一 教材原型实验 1.列表分析法 分析列表中弹簧弹力F 与对应弹簧的形变量 Δx 的关系,可以先考虑F 和Δx 的乘积,再 考虑 F 和 Δx 的 比 值,也 可 以 考 虑 F 和 (Δx)2 的关系或F 和 Δx 的关系等,结论: F Δx 为常数。 2.图像分析法 作出F Δx 图像,如图所示。 此图像是过坐标原点的一条 直 线,即 F 和 Δx 成 正 比 关系。 作图的规则: