第2章 5.实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

该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”实验专题，依据高考评价体系梳理了胡克定律应用、实验仪器读数、数据处理（图像法）三大核心考点，通过2025年全国、重庆、四川卷真题分析，明确劲度系数计算（占比60%）、图像斜率/截距意义（占比30%）的高频考查方向，归纳出仪器规范读数、实验数据建模等常考题型。 课件亮点在于“真题精析+素养导向”的备考设计，如以2025全国卷第(2)问为例，通过分析“质量的增加量与伸长量成正比”培养科学思维中的数据推理能力，结合四川卷图像斜率求劲度系数强化科学探究中的实验建模技巧。特设“误差分析指南”和“答题模板”，助力学生掌握实验题得分关键，教师可据此精准定位学生薄弱点，提升复习效率。

实验2 探究弹簧弹力与形变量的关系 返回目录 1.(2025全国,22)某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。 (1)将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上,另一端悬挂 钩码。钩码质量分别为200 g、250 g、…、500 g,平衡时橡皮筋底端在坐标纸上对应 的位置如图(a)中圆点所示(钩码的质量在图中用数字标出)。悬挂的钩码质量分别为20 0 g和300 g时,橡皮筋底端位置间的距离为______________cm。 (2)根据图(a)中各点的位置可知,在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的_____ ______________(选填“质量”或“质量的增加量”)成正比,由此可求出橡皮筋的 劲度系数为____________N/m(保留2位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2)。 　    52　     质量的增加量　     　    1.87　     返回目录   图(a) (3)悬挂的钩码质量为m时,在橡皮筋底端施以水平向右的力F,平衡时橡皮筋方向如图 (b)中虚线所示,图(b)中测力计的示数给出了力F的大小,则F=______________N,m=_______ ______g(选填“200”“300”或“400”)。 　    30 0 　    0.98　     返回目录 解析    (1)由题图(a)读数可知,悬挂的钩码质量分别为200 g和300 g时,橡皮筋底端位置 间的距离为1.87 cm。 (2)由题图(a)可知钩码每增加相同的质量,橡皮筋增加相同的长度,故在所测范围内橡皮 筋长度的增加量与所挂钩码的质量的增加量成正比。设橡皮筋劲度系数为k,橡皮筋弹 力F=kx=mg,x为橡皮筋的伸长量。设悬挂质量为m1、m2的钩码时,橡皮筋的伸长量分别 为x1、x2,则m1g=kx1,m2g=kx2,两式相减得(m2-m1)g=k(x2-x1),取m1=200 g=0.2 kg,m2=300 g=0. 3 kg,Δx=x2-x1=1.87 cm=1.87×10-2 m,根据(m2-m1)g=k(x2-x1),可得k= =   N/m≈52 N/m。 返回目录 (3)根据图(b)可知F=0.98 N;设橡皮筋与竖直方向夹角为θ,对结点进行受力分析有tan θ=  ;从图(b)中可知tan θ≈ ,结合F=0.98 N, 可得m≈0.32 kg, 所以取m=300 g。 返回目录 2.(2025重庆,11,6分)弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性 能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放 置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。  　      (1)某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为_______________mm。 　    7.413　     返回目录 (2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹 簧的劲度系数为_____________N/m,弹簧原长为______________mm。(均保留3位有效数 字)   　    17.6　     　    184　     返回目录 解析    (1)根据螺旋测微器的读数规则,有7 mm+41.3×0.01 mm=7.413 mm。 (2)由题图3可得,当弹力为0时,弹簧处于原长,其长度为17.6 mm;将图线反向延长,纵截 距为2.50 N,则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数k=  N/m≈184 N/m。 返回目录 3.(2025四川,11,6分)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的 关系”实验。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,当地重力加速度为9.8 m/s2。实验过程如 下:        (1)将两根细绳分别系在弹簧两端,将其平放在较光滑的水平桌面上,让其中一个系绳点 与刻度尺零刻度线对齐,另一个系绳点对应的刻度如图1所示,可得弹簧原长为_________ ___________cm。 13.15±0.02　     返回目录 (2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩,另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后,系 一个空的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行,如图2所示。 (3)用带有刻度的杯子量取50 mL水,缓慢加到小桶里,待弹簧稳定后,测量两系绳点之间 的弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。 (4)以小桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,根据实验数据拟合成如图3所 示直线,其斜率为200 m-2。由此可得该弹簧的劲度系数为____________N/m(结果保留2位 有效数字)。 (5)图3中直线的截距为0.005 6 m,可得所用小桶质量为_______________kg(结果保留2位 有效数字)。 　    0.028　     　    49　     返回目录 图3 解析    (1)由题图1读出刻度尺读数为13.15 cm。 (4)设小桶质量为m,当小桶中水的体积为V时,由平衡条件可知kx=mg+ρVg,可得x= V+  ,以桶中水的体积V为横坐标,弹簧伸长量x为纵坐标,则图线的斜率k'= ,代入数据 解得k=49 N/m。 (5)由x= V+ 可知题图3中直线的截距b= ,代入数据解得m=0.028 kg。 返回目录 $