高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)增分 專題2 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系課件

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1、相互作用第第 二二 章章實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系考綱要求考情分析命題趨勢(shì)探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系2017全國(guó)卷，22高考對(duì)本實(shí)驗(yàn)的考查主要側(cè)重于探究思想的理解，要求考生掌握通過(guò)圖象來(lái)確定物理量間的定量關(guān)系的基本方法以及本實(shí)驗(yàn)思想方法的遷移應(yīng)用、創(chuàng)新應(yīng)用知識(shí)梳理知識(shí)梳理夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ)核心考點(diǎn)核心考點(diǎn)分層突破分層突破對(duì)應(yīng)演練對(duì)應(yīng)演練遷移運(yùn)用遷移運(yùn)用欄目導(dǎo)航一、實(shí)驗(yàn)流程知識(shí)梳理知識(shí)梳理 夯實(shí)基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ)二、注意事項(xiàng)1安裝實(shí)驗(yàn)裝置：要保持刻度尺豎直并靠近彈簧2不要超過(guò)彈性限度：實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超過(guò)彈簧的彈性限度3盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)：要使用輕質(zhì)彈簧

2、，且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)4觀察所描點(diǎn)的走向：不要畫折線5統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位三、誤差分析1鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確帶來(lái)誤差2畫圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來(lái)誤差四、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，也可以不測(cè)量彈簧的自然長(zhǎng)度，而以彈簧的總長(zhǎng)作為自變量，彈力為函數(shù)，作出彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖線，這樣可以避免因測(cè)彈簧的自然伸長(zhǎng)而帶來(lái)的誤差考點(diǎn)1基本操作及注意事項(xiàng)例1如圖甲所示，用鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系核心考點(diǎn)核心考點(diǎn) 分層突破分層突破(1)為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：_.(2

3、)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：_ _.(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量X的FX圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_N/M.圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是由于_ _.(4)為完成該實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(X，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)；B記下彈簧不掛鉤碼時(shí)其下端在刻度尺上的刻度L0；刻度尺刻度尺 彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量彈簧原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量(或或 與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度) 200 彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力 時(shí)就有形變量時(shí)就有形變量 C將鐵架臺(tái)固定于桌子上，并將彈簧的一端

4、系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式首先嘗試寫成一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；F解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G整理儀器請(qǐng)將以上步驟按操作的先后順序排列出來(lái)：_.CBDAEFG 解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要刻度尺來(lái)測(cè)量彈簧原長(zhǎng)和形變量；(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有彈簧的原長(zhǎng)、彈簧所受外力與對(duì)應(yīng)的伸長(zhǎng)量(或與彈簧對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度)；(3)取圖象中(0.5,0)和(3.5,6)兩個(gè)點(diǎn)，代入FKX可得K20

5、0 N/M，由于彈簧自重的原因，使得彈簧不加外力時(shí)就有形變量；(4)根據(jù)完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知先后順序?yàn)镃BDAEFG.考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理及誤差分析例2某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)(1)圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73 CM；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量L為_ CM；6.99 (2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是_；(選填選項(xiàng)前的字母)A逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重B隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重

6、(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量L與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_.解析(1)由題圖乙知，讀數(shù)為14.72 CM，所以彈簧伸長(zhǎng)量L(14.727.73) CM6.99 CM.(2)若隨意增減鉤碼，作圖不方便，有可能會(huì)超出彈簧的彈性限度，所以應(yīng)逐一增掛鉤碼，選項(xiàng)A正確(3)由題圖丙知AB段彈簧伸長(zhǎng)量與彈力不成線性關(guān)系，是因?yàn)殂^碼重力超過(guò)彈簧的的彈性限度A鉤碼重力超過(guò)彈簧的彈性限度鉤碼重力超過(guò)彈簧的彈性限度 (1)解答本題應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)刻度尺讀數(shù)時(shí)，對(duì)有效數(shù)字的要求逐一增掛鉤碼和隨意增減鉤碼對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的影響從實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的角度分析圖象彎曲的原因(2)

7、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的三種方法圖象法：根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，在建好直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，以彈簧的彈力F為縱軸，彈簧的伸長(zhǎng)量X為橫軸，根據(jù)描點(diǎn)的情況，作出一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線列表法：將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中，研究測(cè)量的數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的比值是一常數(shù)函數(shù)法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的函數(shù)關(guān)系考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)1實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新(如甲、乙、丙所示)2數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新(1)彈力的獲得：彈簧豎直懸掛，重物的重力作為彈簧的拉力，存在彈簧自重的影響彈簧水平使用，重物的重力作為彈簧的拉力，消除了彈簧自重的影響(2)圖象的獲得：由坐標(biāo)紙作圖得FX圖象由傳感器和計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)直接得FX圖象例

8、3(2018浙江杭州調(diào)研)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究彈簧的彈力與形變量之間的關(guān)系輕彈簧上端固定一個(gè)力傳感器，然后固定在鐵架臺(tái)上，當(dāng)用手向下拉伸彈簧時(shí)，彈簧的彈力可從傳感器讀出用刻度尺可以測(cè)量彈簧原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度，從而確定伸長(zhǎng)量測(cè)量數(shù)據(jù)如表格所示：伸長(zhǎng)量伸長(zhǎng)量x/(102m)2.004.006.008.0010.00彈力彈力F/N1.502.934.555.987.50(1)以X為橫坐標(biāo)，F(xiàn)為縱坐標(biāo)，在圖乙的坐標(biāo)紙上描繪出能夠正確反應(yīng)彈力與伸長(zhǎng)量關(guān)系的圖線(2)由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)為_.(保留兩位有效數(shù)字)75 N/m 解析橫軸表示伸長(zhǎng)量X，縱軸表示彈力F，按照表格數(shù)據(jù)，描點(diǎn)畫圖，得到一條直線，圖象斜率代表彈簧勁度系數(shù)答案(1)如圖