第二章 实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课件PPT

实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 突破 实验热点 02 夯实 基础实验 01 课后 素养提能 03 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 夯实 基础实验 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 突破 实验热点 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 课时作业 点击进入WORD链接 下一页 上一页 返回导航 高考总复习 物理 第二章 相互作用 注意事项 1．安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧． 2．不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度． 3．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． 4．观察所描点的走向：不要画成折线． 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． 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． 热点一　实验原理与实验操作 [典例1]　如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系． (1)为完成实验，还需要的实验器材有：_____________________. (2)实验中需要测量的物理量有：___________________________ _________________________________________________________. (3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为　________　 N/m.图线不过原点是由于___________． (4)为完成该实验，设计实验步骤如下： 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时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码； E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数； F．解释函数表达式中常数的物理意义； G．整理仪器． 请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：____________________________. [解析]　(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和伸长量． (2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)． (3)取图像中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入F＝kx可得k＝200 N/m，由于弹簧自重的原因，使得弹簧不加外力时就有形变量． (4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG. [答案]　(1)刻度尺　(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)　(3)200　弹簧自重　(4)CBDAEFG [易错警示]　(1)测量有关长度时，应区别弹簧原长L0、实际总长L及伸长量x，明确三者之间的关系． (2)建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的物理量的值要适当，不可过大，也不可过小．描线的原则：尽量使各点落在一条直线上，少数点分布于直线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的直线． [典例2]　(2022·湖南卷，11)小圆同学用橡皮筋、 同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量．主要实验步骤如下： 图(a) (1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g； (2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表： 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 长度l/cm 10.51 12.02 13.54 15.05 16.56 (3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线： (4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为　________　cm； (5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为　______　g(计算结果保留3位有效数字)． 　建立橡皮筋的长度l与所放硬币的枚数n的关系图像，利用图像求出橡皮筋的劲度系数k和原长l，再利用胡克定律求冰墩墩的质量． [解析]　(3)根据表格标点连线如图 (4)由题图可知刻度尺的分度值为1 mm， 故读数l＝15.35 cm； (5)设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0， 则n1mg＝k(l1－x0)，n2mg＝k(l5－x0)， 设冰墩墩的质量为m1，则有m1g＝k(l－x0)， 联立各式代入数据可得m1≈127 g. [答案]　(3)见解析　(4)15.35　(5)127 热点二　实验的拓展与创新 创新角度 实验装置/原理图 创新解读 实验 原理 创新 1.弹簧水平放置，消除弹簧自身重力对实验的影响 2．改变弹簧的固定方式，研究弹簧弹力大小与压缩量之间的大小关系 实验 器材 创新 1.用橡皮筋代替弹簧做实验 2．拉力传感器显示的拉力F与橡皮筋的弹力并不相等，仅为橡皮筋弹力在水平方向的分力 实验 过程 创新 1.利用固定在弹簧上的7个指针，探究弹簧的劲度系数k与弹簧长度的关系 2．利用“化曲为直”的思想，将探究劲度系数k与弹簧圈数的关系，转化为探究eq \f(1,k)与n的关系 [典例3]　某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数．缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端．实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln，数据如表所示．实验过程中弹簧始终处于弹性限度内．采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数． n 1 2 3 4 5 6 Ln/cm 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 (1)利用ΔLi＝Li＋3－Li(i＝1,2,3) 计算弹簧的压缩量：ΔL1＝6.03cm，ΔL2＝6.08 cm，ΔL3＝　________　cm，压缩量的平均值Δeq \x\to(L)＝eq \f(ΔL1＋ΔL2＋ΔL3,3)＝　______　cm； (2)上述Δeq \x\to(L)是管中增加　________　个钢球时产生的弹簧平均压缩量； (3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80 m/s2，该弹簧的劲度系数为　________　N/m(结果保留3位有效数字) 　 (1)本题采用逐差法求压缩量ΔL3. (2)根据平衡条件求弹簧的劲度系数． [解析]　(1)根据压缩量的变化量为ΔL3＝L6－L3＝(18.09－12.05)cm＝6.04 cm，压缩量的平均值为Δeq \x\to(L)＝eq \f(ΔL1＋ΔL2＋ΔL3,3)＝eq \f(6.03＋6.08＋6.04,3) cm≈6.05 cm； (2)因三个ΔL是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量； (3)根据钢球的平衡条件有 3mg sin θ＝k·Δeq \x\to(L)解得k＝eq \f(3mg sin θ,Δ\x\to(L))＝eq \f(3×0.2×9.8×sin 30°,6.05×10－2) N/m≈48.6 N/m [答案]　(1)6.04　6.05　(2)3　(3)48.6 [典例4]　 (2024·长春模拟)在探究弹簧弹力与形变量的关系时，某同学先按图1对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究．在弹簧弹性限度内，将质量为m＝50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图1、图2中弹簧的长度L1、L2，如表所示. 钩码个数 1 2 3 4 L1/cm 30.00 31.04 32.05 33.02 L2/cm 29.33 29.65 29.97 30.30 (1)已知重力加速度g取9.8 m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k＝　________　 N/m.(结果保留两位有效数字) (2)由表中数据　________　(选填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数． [解析]　(1)由题表中实验数据可知，每增加1个钩码，弹簧甲的平均伸长量约为1.00 cm，则弹簧甲的劲度系数k＝eq \f(ΔF,Δx)＝eq \f(mg,Δx)＝eq \f(50×10－3×9.8,1.00×10－2) N/m＝49 N/m. (2)把弹簧甲和弹簧乙并联起来按题图2进行探究．由题表中数据可知，每增加1个钩码，并联后弹簧的平均伸长量为0.32 cm，由mg＝F甲＋F乙＝k甲Δx甲＋k乙Δx乙，且Δx甲＝Δx乙，可知弹簧乙的劲度系数能够计算出来． [答案]　(1)49　(2)能 $$