第2章 实验2 探究弹力和弹簧伸长的关系-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版 老教材 老高考）

实验二　探究弹力和弹簧伸长的关系 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 一、实验目的 1．探究弹力和弹簧伸长量的关系。 2．学会利用图像法处理实验数据，探究物理规律。 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 二、实验原理与要求 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 [基本实验要求] 1．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。 2．实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 3．实验步骤 (1)安装实验仪器(如实验原理图所示)。 (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)，列表并记录下来，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。 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 (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。 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 [规律方法总结] 1．实验数据处理方法 (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。 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 2．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，以免弹簧被过分拉伸，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的。 (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。 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 3．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。 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 角度1　实验原理与操作 典例1　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。 命题点一　教材原型实验 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 (1)为完成实验，还需要的实验器材有：________。 [解析]　根据实验原理可知，还需要刻度尺来测量弹簧原 长和形变量。 刻度尺 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 (2)实验中需要测量的物理量有：__________________________________ _________________________________。 [解析]　根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)。 弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时 所对应的伸长量(或对应的弹簧长度) 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 (3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图像，由此可求出弹簧的劲度系数为______N/m。图线不过原点的原因是________________________。 [解析]　取图像中(0.5 cm，0)和(3.5 cm，6 N)两个点，代入F＝kx，可得k＝200 N/m，由于弹簧自身存在重力，使得弹簧不加外力时就有形变量。 200 弹簧自身存在重力 一轮 · 物理 实验知识•自主梳理 实验要点•互动探究 课时作业•巩固提升 (4)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(x，F)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在刻度尺上的刻度l0 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