第二章 实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用课件

高中物理高考复习课件聚焦“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，覆盖胡克定律应用、劲度系数计算、实验误差分析等核心考点，对接高考评价体系，通过常规测量法、传感器测量法等典例梳理常考题型，分析考点权重，提升复习针对性。 课件以“动脑+动手”双模块设计，融入2024年泸州模拟题等真题训练，通过F-x图像分析、弹性限度误差探讨等实例，培养科学思维与科学探究素养，提供错误操作分析（如弹簧自重影响）和数据处理技巧，助力学生掌握得分要点，教师可据此高效开展实验专题复习。

实验二　探究弹簧弹力 与形变量的关系 类型一　动脑求真—— 明原理 角度1　常规测量法 【典例1】在“探究弹簧弹力大小与伸长量关系”的实验中,第一组同学设计了如图甲所示的实验装置。将弹簧竖直悬挂在铁架台上,先测出不挂钩码时弹簧的长度L0,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L,根据x=L-L0算出弹簧伸长的长度x,根据测量数据画出如图乙所示的F-x图像。 返回 (1)根据所得的F-x图线可知该弹簧的劲度系数为________N/m。  (2)(多选)第二小组同学在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹簧弹力与弹簧长度之间关系的图像如图丙所示,下列说法正确的是________。  A.a的原长比b的短 B.a的原长比b的长 C.a的劲度系数比b的小 D.a的劲度系数比b的大 (3)第三小组同学将第一组同学用的同一弹簧水平放置测出其自然长度L0,然后竖直悬挂测出挂上钩码后的弹簧的总长度L,根据x=L-L0算出弹簧伸长的长度x。他们得到的F-x图线如图丁所示,则图像不过原点的原因可能是_________________,  第三组同学利用该方案测出弹簧的劲度系数和第一组同学测出的结果相比___________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。  返回 【解析】(1)由图示F-x图像可知,弹簧的劲度系数为k== N/m=25 N/m (2)根据胡克定律可得F=kx=k(L-L0), 可知F-L图像的横轴截距表示弹簧的原长,由图可知,a的原长比b的长,故A错误,B正确; 根据F-L图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图可知,a图像的斜率比b的小,则a的劲度系数比b的小,故C正确,D错误。 故选B、C。 返回 (3)弹簧竖直悬挂时,弹簧在自身重力作用下要伸长,弹簧自身的重力导致还没挂钩码时就伸长了,由F+mg=kx,可得F=kx-mg, 两种情况下斜率相同,测量结果相同。 答案:(1)25　(2)B、C (3)弹簧自身的重力导致还没挂钩码时就伸长了　相同 返回 角度2　传感器测量法 【典例2】(2024·泸州模拟)某同学用三根完全相同的弹簧设计了如下实验,以探究弹簧的劲度系数。 (1)两装置均将弹簧上端固定在铁架台上相同高度的横杆上,甲装置用一根弹簧悬挂物块m1,乙装置用另外两根弹簧悬挂与m1大小相同但质量不同的物块m2,在物块正下方的距离传感器可以测出物块到传感器的距离,此时刚好均为x1,如图所示,则m1是m2的___________倍。  返回 (2)只交换两物块的位置,此时甲装置的距离传感器显示为x2,弹簧相对原长的形变量为Δx1;乙装置中的每根弹簧相对原长的形变量为Δx2,则Δx1是Δx2的___________倍。  (3)已知物块质量m1=0.50 kg,当地重力加速度为9.8 m/s2,该同学测得x1=10 cm、x2=8 cm,则每根弹簧的劲度系数k=___________N/m。  返回 关键点拨 返回 【解析】(1)根据题意,两物块均受力平衡,则由受力分析及胡克定律可知,甲、乙两装置弹簧伸长量相等,即k·Δx=m1g,2k·Δx=m2g则=,即m1是m2的。 (2)交换位置后再分别对两物块受力分析,有k·Δx1=m2g,2k·Δx2=m1g 两式联立解得=即Δx1是Δx2的4倍。 (3)设弹簧处于原长状态时,下端与距离传感器之间的距离为h, 则h=x1+Δx=x2+Δx1 代入m1与g值,与以上各小问方程联立,解得k=245 N/m 答案:(1)(或0.5)　(2)4　(3)245 返回 类型二　动手求证—— 探真知 项目 错误操作及原因 正确操作 测原长 把弹簧平放在桌面上使 其自然伸长,用刻度尺测 出弹簧的原长,再把弹簧竖直悬挂,描绘弹簧弹力与形变量关系图,F-x图像不过坐标原点 应把弹簧竖直悬挂起来,测量其原长 测读数 弹簧下端指针没有沿水平方向,而是斜向上偏 弹簧下端的指针 应沿水平方向 返回 【典例3】某同学做“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,下列操作规范的有____________。  A.实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长 B.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针 所指的标尺刻度和对应的钩码总重 C.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的 标尺刻度和对应的钩码总重 D.实验结束后,不需要整理并复原实验器材 返回 (2)该同学在实验过程中,每次都待弹簧处于静止状态 时读出弹簧的长度,某次测量指针指在刻度尺的位置 如图乙所示; (3)该同学根据记录的数据进行处理,描绘出弹簧的伸 长量Δx与弹力F相关的点如图丙所示; (4)请你根据所学知识用线来拟合这些点,并根据拟合的线,回答以下问题: ①根据所测得的数据和关系曲线可以判断,弹簧形变长度在0~6 cm范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,弹簧的劲度系数k=________N/m;(结果保留3位有效数字)  ②图线中后半部分明显偏离直线,你认为造成这种现象的主要原因是_______。  返回 【解析】(1)实验前,为了防止因弹簧本身的重力造成的误差,则必须先把弹簧竖直放置测量其原长,故A错误;逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重,但不能随意增减砝码,故B正确,C错误;实验结束后,应拆除实验装置,整理并复原实验器材,故D错误。故选B。 (4)根据图中各点,用平滑的曲线连接即可。 ①根据所测得的数据和关系曲线可以判断,弹簧形变长度在0~6 cm范围内,图像为直线,即弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,这种规格弹簧的劲度系数为k== N/m=100 N/m ②图线中后半部分明显偏离直线,造成这种现象的主要原因是超过了弹簧的弹性限度。 返回 答案:(1)B (4) ①100　②超过了弹簧的弹性限度 返回 $