高考物理總復(fù)習(xí) （人教版） 知識研習(xí)課件 第2章第4講 實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系．(2)會利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．,2．實(shí)驗(yàn)原理(1)如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的大小相等．(2)用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量x，建立坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x，在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測得的各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn)，用連接起來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長量間的關(guān)系．,重力,平滑的曲線,3．實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺、、鉤碼若干、三角板、、重垂線．,彈簧、刻度尺,坐標(biāo)紙,(即時鞏固解析為教師用書獨(dú)有)考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)過程1．實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖安裝實(shí)驗(yàn)裝置．特別注意：靠近彈簧的毫米刻度尺要用重垂線檢查是否豎直．,(2)記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度l0.(3)在彈簧下懸掛不同的鉤碼個數(shù)，換算成重力，重力的大小就等于彈簧的彈力大小，將數(shù)據(jù)依次填入表格，用F表示彈力，l表示彈簧的總長，x表示伸長量.,(4)根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出Fx圖象(以F為縱軸，以x為橫軸)，按照Fx圖象中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)．嘗試寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試Fx是否為一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)或其他函數(shù)．(5)得出結(jié)論．在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，應(yīng)得出彈力的大小與彈簧的伸長量成正比，即F＝kx，其中k的單位由F和x的單位決定．(6)換用一根彈簧與上面的彈簧對比，在伸長量相同的情況下，彈力大的k越大，說明“k”反映了彈簧的“勁度”，從而充分認(rèn)識k的物理意義．,2．注意事項(xiàng)(1)所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度．要注意觀察，適可而止．(2)每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的點(diǎn)盡可能稀，這樣作出的圖線更精確．(3)測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，以減小誤差．(4)描點(diǎn)畫線時，所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上．但應(yīng)注意：一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè)．(5)記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位．,3．誤差分析(1)鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長度測量不準(zhǔn)確帶來誤差．(2)畫圖時描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會帶來誤差．,【案例1】(2010福建理綜)某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時，將原長約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為20g)，每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量．根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量Δl與拉力F關(guān)系的圖象如圖所示．從圖象中可以得出________．(填選項(xiàng)前的字母),A．增掛鉤時Δl與F成正比，而減掛鉤碼時Δl與F不成正比B．當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時的大C．當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等D．增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度,【解析】本題意在考查學(xué)生的識圖、用圖能力．圖中兩條線都不是直線，故Δl與F不成正比，A項(xiàng)錯；比較兩條曲線可知，在拉力相等時，減掛鉤碼時橡皮筋的伸長量大于增掛鉤碼時的伸長量，B、C項(xiàng)錯，故D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿,【案例2】某同學(xué)用如圖示裝置做探究彈力和彈簧伸長關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．他先測出不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛鉤碼，并逐個增加鉤碼，測出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：(重力加速度取g＝9.8m/s2),(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在下圖所示的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線．,(2)根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷，在________N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律，這種規(guī)格的彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.,【解析】本題主要考查用圖象法處理數(shù)據(jù)的方法，以及根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖象)判斷分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力．(1)根據(jù)題目中所測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，然后用平滑的曲線(或直線)連接各點(diǎn)，在連接時應(yīng)讓盡量多的點(diǎn)落在線上(偏差比較大的點(diǎn)舍去)．不在線上的點(diǎn)盡量平均分布在線的兩側(cè)，如圖所示．,(2)根據(jù)所畫圖象可以看出，當(dāng)m≤5.00102g＝0.5kg時，標(biāo)尺刻度x與鉤碼質(zhì)量m成一次函數(shù)關(guān)系，所以在F≤4.9N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長關(guān)系滿足胡克定律．由胡克定律F＝kΔx可知，圖線斜率的大小在數(shù)值上等于彈簧的勁度系數(shù)k，即【答案】(1)如圖所示(2)0～4.9N25.0,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,