第二章 实验二 探究弹力与弹簧伸长的关系-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（旧教材，人教版）

实验二　探究弹力与弹簧伸长的关系 解读 实验基础 ●注意事项 1.对钩码的要求 (1)所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度。 (2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确。 2.测量与记录数据 (1)测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量。 (2)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 3.画图象 描点画线时,注意一定要使尽可能多的点落在线上,其余各点均匀分布在线的两侧。 ●误差分析 1.系统误差:钩码标称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 弹簧拉力大小的不稳定 弹簧一端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,待稳定后再 读数 弹簧长度测量不准 固定刻度尺,多测几次 描点、作图不准 坐标轴的标度尽量大一些,描线时让尽可能多的点落在图线上或均匀分布在图线的两侧 创新 科学探究 题型一　常规实验 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 (1)A同学通过观察实验数据,发现前四次实验中拉力每增加ΔF=0.49 N,橡皮绳伸长量的变化量Δx几乎不变,为减小实验误差,该同学利用“测量匀变速直线运动的加速度”时用过的“逐差法”来计算Δx的平均值,并得出劲度系数的表达式为k=　　　　　　。(用前四次实验橡皮绳的伸长量x1、x2、x3、x4以及ΔF表示)  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)B同学利用图象法处理数据,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F-x图象。 (3)测得实验所用橡皮绳未受力时的长度为L=20.00 cm,直径为D=4.000 mm。橡皮绳在伸长量较小时,横截面积变化很小,近似满足胡克定律。根据图乙所绘图象计算橡皮绳在近似满足胡克定律时的杨氏模量为　　　Pa。(结果保留1位有效数字)  解析:(2)F-x图象如图所示。 答案:(2)图见解析 (3)8×105 [例2] (2022·湖北武汉模拟预测)某同学用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k。将弹簧竖直悬挂在铁架台上,指针固定在弹簧上P1处,将刻度尺竖直固定在弹簧一侧,在弹簧下端依次悬挂2个到7个钩码,当钩码处于静止状态时,测出弹簧受到的拉力Fn与指针所指的刻度尺示数Ln,实验记录如表所示。 钩码个数n 2 3 4 5 6 7 Fn/N 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 3.43 Ln/cm 17.65 19.82 21.98 24.15 26.32 28.45 弹簧伸长 量xn=Ln+3-Ln/cm 6.50 ① 6.47 回答下列问题: (1)由表可知所用刻度尺的分度值为　　　　。  (2)将表中数据补充完整:①=　　　　。  解析:(1)表格中数据到了毫米的下一位,所以所用刻度尺的分度值为1 mm。 (2)根据公式xn=Ln+3-Ln代入数据得①=L6-L3=26.32 cm-19.82 cm=6.50 cm。 答案:(1)1 mm　(2)6.50 [例2] (2022·湖北武汉模拟预测)某同学用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k。将弹簧竖直悬挂在铁架台上,指针固定在弹簧上P1处,将刻度尺竖直固定在弹簧一侧,在弹簧下端依次悬挂2个到7个钩码,当钩码处于静止状态时,测出弹簧受到的拉力Fn与指针所指的刻度尺示数Ln,实验记录如表所示。 钩码个数n 2 3 4 5 6 7 Fn/N 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 3.43 Ln/cm 17.65 19.82 21.98 24.15 26.32 28.45 弹簧伸长 量xn=Ln+3-Ln/cm 6.50 ① 6.47 (3)根据逐差法计算出弹簧的劲度系数k=　　N/cm(结果保留3位有效数字)。  (4)如图所示,若将固定在弹簧上P1处的指针改为固定在弹簧上P2处,重做上述实验,则测得的劲度系数k′　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)k。  (4)若将固定在弹簧上P1处的指针改为固定在弹簧上P2处,相当于测量时,少测量了弹簧的伸长量,则测得的劲度系数变大。 答案:(3)0.227　(4)大于 [模拟演练1] (2022·四川成都七中模拟预测)一个实验小组在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中: (1)甲同学在做该实验时,通过处理数据得到了图甲所示的F-x图象,其中F为弹簧弹力,x为弹