第二章 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（老教材 新高考）

享学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com□ 您身边的互联网+教辅专家 实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系 必备知识 自主落实 一、实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺等。 二、实验操作 1.安装：按照原理装置图安装实验仪器。 一弹簧 钩码 铁架台具刻度尺 2.测原长o:弹簧竖直悬挂，记下不挂钩码时弹簧的长度16。 3,测总长：在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，静止时记下钩码的重力，记下对应的弹 簧的总长度1。其中弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。 4.承复：逐个增加钩码的个数，重复上述实验过程。 三、数据处理 1,弹簧仲长量的计算：x=1一1a。 2.数据处理方法 (1)列表法：将多组弹簧弹力F和弹簧的伸长量x的值填入表中，一一算出弹力F与对 应伸长量x的比值Fx,可发现在实验误差允许的范围内，Fx的值不变。 (②)图像法：以弹簧弹力F为纵轴，弹簧的伸长量x为横轴，根据实验数据描点并作出 条经过原点的直线。 提升点()作图前观察所描点的走向。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米连 接这些点。 (②)作图连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧，明显偏离图线的点要舍去。 (3)函数法：根据实验数据，找出弹力F与弹簧的伸长量x之间的函数关系。 3.实验结论：弹簧弹力F与弹簧的伸长量x成正比。 关键能力强化提升 考点一教材原型实验（物理观念、科学探究） 1误差分析 (1)系统误差：钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差。 (2)偶然误差 产生原因 减小方法 独家授权侵权必究 享学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 弹簧一端固定，另一端通过悬挂钩码的重力来充当对弹簧的拉力， 弹簧拉力大小的不稳定 待稳定后再读数 弹簧长度测量不准确 固定刻度尺，多测几次取平均值 坐标轴的标度尽量大一些，描线时让尽可能多的点落在线上或均 描点、作图不准确 匀分布于线的两侧 2.注意事项 (1)竖直和靠近：安装实验装置时，要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。 (②)适量：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度。 (3)平滑连线：观察所描点的走向，不要画成折线。 角度实验操作与注意事项【典例1】(2022天津南开二模)某同学用图甲所示装置做 “探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。 甲 (1)请按合理的操作顺序将下列步骤的序号写在横线上 A.以弹簧长度1为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据(1，m)对应的点， 并用平滑的曲线或直线连接起来： B.记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度为： C.将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，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…钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端指 针指示的刻度并记录在表格内，然后取下钩码： E.由m一1图像，进一步找出弹簧弹力与弹簧形变量之间的关系。 (2)图乙为根据实验测得数据标出的对应点，作出的钩码质量m与弹簧长度1间的关系 图线。由图乙可知，弹簧下端不挂钩码时，指针A处所对刻度尺上的刻度。= cm: m/kg 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 010203040501M×102m (3)此弹簧的劲度系数k N/m。(g取10m/s2,结果保留3位有效数字) 独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 答案：(1)CBDAE(2)15(3)12.5 解析：(1)本实验的操作步骤是：将铁架台固定于桌上，将弹簧一端系于横梁上，在弹 簧附近竖直固定一把刻度尺，记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的 刻度为1。，依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个…钩码，待钩码静止后，读出弹簧下端 指针指示的刻度并记录在表格内，然后取下钩码，以弹簧长度1为横坐标，以钩码质量m为 纵坐标，标出各组数据C,m)对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起米，由m一1图像， 进一步找出弹簧弹力与弹簧形变量之间的关系。故步骤顺序为CBDAE。 (2)图像的横截距即为弹簧下端不挂钩码时，指针A处所对刻度尺上的刻度，即1。=15 cm。 (3)图像的斜率与重力加速度的乘积表示弹簧的劲度系数，即k=0.3039一15)×10一2× 10N/m=12.5N/m。 角度 数据处理及误差分析 【典例2】(2022山东聊城模拟)小明同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实 验。 (1)实验装置如图甲所示，下列操作规范的是 A.实验前，应该先把弹簧水平放置并测量其原长 B.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的