2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系學(xué)案.doc
《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系學(xué)案.doc》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系學(xué)案.doc(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系板塊一主干梳理夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)原理與操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系。2學(xué)會(huì)用列表法和圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、毫米刻度尺、彈簧、鉤碼若干、三角板、鉛筆、重垂線(xiàn)、坐標(biāo)紙。實(shí)驗(yàn)原理1在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng),平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。2彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出,伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了。實(shí)驗(yàn)步驟1儀器安裝如圖所示,將鐵架臺(tái)放在桌面上(固定好),將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上,在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為1 mm)固定于鐵架臺(tái)上,并用重垂線(xiàn)檢查刻度尺是否豎直。2測(cè)量與記錄(1)記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度l0,即彈簧的原長(zhǎng)。(2)在彈簧下端掛上鉤碼,待鉤碼靜止時(shí)測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度l,求出彈簧的伸長(zhǎng)量x和所受的外力F(等于所掛鉤碼的重力)。(3)改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù),將所測(cè)數(shù)據(jù)填寫(xiě)在下列表格中。記錄表:彈簧原長(zhǎng)l0_cm。次數(shù)內(nèi)容123456拉力F/N彈簧總長(zhǎng)/cm彈簧伸長(zhǎng)量/cm數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)處理1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo),以彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo),用描點(diǎn)法作圖,連接各點(diǎn)得出彈力F隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線(xiàn)。2以彈簧的伸長(zhǎng)量為自變量,寫(xiě)出圖線(xiàn)所代表的函數(shù)表達(dá)式,并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。誤差分析1系統(tǒng)誤差鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確和彈簧自身重力的影響造成系統(tǒng)誤差。2偶然誤差產(chǎn)生原因減小方法彈簧拉力大小的不穩(wěn)定彈簧一端固定,另一端通過(guò)懸掛鉤碼來(lái)充當(dāng)對(duì)彈簧的拉力,待穩(wěn)定后再讀數(shù)彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)固定刻度尺,多測(cè)幾次描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)坐標(biāo)軸的標(biāo)度盡量大一些,描線(xiàn)時(shí)讓盡可能多的點(diǎn)落在線(xiàn)上或均勻分布于線(xiàn)的兩側(cè)注意事項(xiàng)1所掛鉤碼不要過(guò)重,以免彈簧被過(guò)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)量差適當(dāng)大一些,從而使坐標(biāo)點(diǎn)的間距盡可能大,這樣作出的圖線(xiàn)準(zhǔn)確度更高一些。3測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí),一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測(cè)量,以免增大誤差。4描點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)時(shí),所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線(xiàn)上,但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線(xiàn)的兩側(cè)。5記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長(zhǎng)l0、總長(zhǎng)l及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。6坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中。板塊二考點(diǎn)細(xì)研悟法培優(yōu)考點(diǎn)1對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本操作及注意事項(xiàng)的考查例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。(1)為完成實(shí)驗(yàn),還需要的實(shí)驗(yàn)器材有:_。(2)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圖象,由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m。圖線(xiàn)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(xiàn)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;C將鐵架臺(tái)固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,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(xiě)出彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系式。首先嘗試寫(xiě)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):_。嘗試解答(1)毫米刻度尺_(dá)(2)彈簧原長(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)200_彈簧自重_(4)CBDAEFG。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需要毫米刻度尺來(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k200 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。2018四川成都一診將兩根自然長(zhǎng)度相同、勁度系數(shù)不同、粗細(xì)也不同的彈簧套在一起,看作一根新彈簧,設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1,原細(xì)彈簧(記為B)勁度系數(shù)為k2、套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為k3。關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系,同學(xué)們做出了如下猜想:甲同學(xué):和電阻并聯(lián)相似,可能是乙同學(xué):和電阻串聯(lián)相似,可能是k3k1k2丙同學(xué):可能是k3(1)為了驗(yàn)證猜想,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(裝置見(jiàn)圖甲)。(2)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下,請(qǐng)完成相應(yīng)填空。a將彈簧A懸掛在鐵架臺(tái)上,用刻度尺測(cè)量彈簧A的自然長(zhǎng)度L0;b在彈簧A的下端掛上鉤碼,記下鉤碼的個(gè)數(shù)n、每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮,并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1;c由F_計(jì)算彈簧的彈力,由xL1L0計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量,由k計(jì)算彈簧的勁度系數(shù);d改變_,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c,并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1;e僅將彈簧分別換為B、C,重復(fù)上述操作步驟,求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值k2、k3。比較k1、k2、k3并得出結(jié)論。(3)圖乙是實(shí)驗(yàn)得到的圖線(xiàn),由此可以判斷_同學(xué)的猜想正確。答案(2)nmg鉤碼的個(gè)數(shù)(3)乙解析(2)彈簧的彈力等于n個(gè)鉤碼的重力nmg;多次測(cè)量求平均值,可以減小誤差,所以實(shí)驗(yàn)中需要改變鉤碼的個(gè)數(shù)以改變彈簧彈力。(3)由題圖乙可知,相同伸長(zhǎng)量時(shí),F(xiàn)CFAFB,由胡克定律可得k3xk1xk2x所以k3k1k2,乙同學(xué)的猜想是正確的。考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理例22018武漢調(diào)研在探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí),某同學(xué)先按圖1對(duì)彈簧甲進(jìn)行探究,然后把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來(lái)按圖2進(jìn)行探究。在彈性限度內(nèi),將質(zhì)量為m50 g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端,分別測(cè)得圖1、圖2中彈簧的長(zhǎng)度L1、L2如下表所示。鉤碼個(gè)數(shù)1234L1/cm30.0031.0432.0233.02L2/cm29.3329.6529.9730.30已知重力加速度g9.8 m/s2,要求盡可能多地利用測(cè)量數(shù)據(jù),計(jì)算彈簧甲的勁度系數(shù)k_N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。由表中數(shù)據(jù)_(填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧乙的勁度系數(shù)。嘗試解答49_能。由題中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,每增加1個(gè)鉤碼,彈簧甲的平均伸長(zhǎng)量約為1.00 cm,則彈簧甲的勁度系數(shù)k49 N/m;把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來(lái)按題圖2進(jìn)行探究。由表中數(shù)據(jù)可知,每增加1個(gè)鉤碼,彈簧的平均伸長(zhǎng)量為0.32 cm,由mgF甲F乙k甲x甲k乙x乙,可知彈簧乙的勁度系數(shù)能夠計(jì)算。2018河南安陽(yáng)模擬某學(xué)校老師在研究性學(xué)習(xí)課上給同學(xué)們講了兩彈簧串聯(lián)后的等效勁度系數(shù)k與兩原彈簧勁度系數(shù)k1、k2的關(guān)系式為。該研究性學(xué)習(xí)小組為了證明這個(gè)結(jié)論的正確性,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn),即把兩根勁度系數(shù)分別為k1、k2的彈簧連接起來(lái)探究,已知重力加速度為g。(1)某次測(cè)量指針B如圖乙所示,指針示數(shù)為_(kāi)cm;(2)設(shè)每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m,若測(cè)量多次并計(jì)算得出每增加一個(gè)鉤碼指針A示數(shù)的平均伸長(zhǎng)量為xA,指針B示數(shù)的平均伸長(zhǎng)量為xB,則可求得k_,k1_,k2_,從而驗(yàn)證的正確性。答案(1)16.00(2)解析(1)刻度尺的讀數(shù)要讀到最小刻度的下一位,故讀數(shù)為16.00 cm;(2)設(shè)整個(gè)彈簧伸長(zhǎng)量為xB,則根據(jù)胡克定律k;單獨(dú)對(duì)A彈簧分析,A彈簧的伸長(zhǎng)量為xA,則k1,而B(niǎo)彈簧的伸長(zhǎng)量為xBxA,根據(jù)胡克定律可以得到k2??键c(diǎn)3實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)例32018黃岡測(cè)試甲、乙兩個(gè)物理實(shí)驗(yàn)小組分別探究“彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”。(1)甲組同學(xué)利用圖(a)所示的裝置,將彈簧的上端與刻度尺的零刻度對(duì)齊,讀出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?,然后在彈簧下端掛上鉤碼,并逐個(gè)增加鉤碼,依次讀出指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?,所讀數(shù)據(jù)列表如下:(彈簧始終未超過(guò)彈性限度,重力加速度g取9.8 m/s2)123456鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150刻度尺讀數(shù)x/cm6.008.349.4810.6411.79實(shí)驗(yàn)中掛30 g鉤碼時(shí)刻度尺的讀數(shù)如圖,請(qǐng)你將這個(gè)測(cè)量值填入記錄表中。該小組根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù),在圖(b)中的坐標(biāo)紙建立xm坐標(biāo)系,并描出5組測(cè)量數(shù)據(jù),請(qǐng)你將第2組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上,并畫(huà)出xm的關(guān)系圖線(xiàn)。作出的圖線(xiàn)與坐標(biāo)系縱軸有一截距,其表示的物理意義是_;該彈簧的勁度系數(shù)k_N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(2)乙組同學(xué)利用圖(c)所示的裝置,用與甲組同樣規(guī)格的彈簧做實(shí)驗(yàn),他們將彈簧左端與刻度尺的零刻度對(duì)齊,讀出不掛鉤碼時(shí)彈簧右端指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?,然后通過(guò)定滑輪在彈簧右端的細(xì)繩上掛上鉤碼,并逐個(gè)增加鉤碼,依次讀出指針?biāo)缚潭瘸叩目潭戎?。之后他們?jīng)歷了與甲組同樣的實(shí)驗(yàn)步驟,最后甲、乙兩組將測(cè)出的勁度系數(shù)進(jìn)行比對(duì),發(fā)現(xiàn)乙組的測(cè)量結(jié)果總比甲組的測(cè)量結(jié)果稍大一些,其原因是_,這種誤差叫_(填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”)。嘗試解答(1)7.15_見(jiàn)下圖_彈簧的原長(zhǎng)_25.4_(2)滑輪與軸及滑輪與細(xì)繩之間有摩擦_系統(tǒng)誤差。(1)刻度尺上準(zhǔn)確讀出7.1 cm,估讀0.05 cm,所以應(yīng)為7.15 cm;在圖(b)上畫(huà)出;還沒(méi)有掛重物時(shí),彈簧的長(zhǎng)度也就是彈簧的原長(zhǎng)。由胡克定律可知mgk(xx0),變形得xmx0,所以K(其中K為圖(b)中的斜率)。代入數(shù)據(jù)后得k25.4 N/m。(2)滑輪與軸及滑輪與細(xì)繩之間的摩擦使測(cè)量產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。用金屬制成的線(xiàn)材(如鋼絲、鋼筋)受到拉力會(huì)伸長(zhǎng),17世紀(jì)英國(guó)物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn),金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)的伸長(zhǎng)與拉力成正比,這就是著名的胡克定律。這個(gè)發(fā)現(xiàn)為后人對(duì)材料的研究奠定了重要的基礎(chǔ)?,F(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿,長(zhǎng)為4 m,橫截面積為0.8 cm2,設(shè)計(jì)要求它受到拉力后的伸長(zhǎng)不超過(guò)原長(zhǎng)的,由于這一拉力很大,桿又較長(zhǎng),直接測(cè)試有困難,就選用同種材料制成樣品進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)測(cè)試取得如下數(shù)據(jù):(1)根據(jù)測(cè)試結(jié)果,推導(dǎo)出線(xiàn)材伸長(zhǎng)量x與金屬桿的長(zhǎng)度L、橫截面積S及拉力F的函數(shù)關(guān)系為_(kāi)。(2)在尋找上述關(guān)系時(shí),你運(yùn)用了哪種科學(xué)研究方法?_。(3)通過(guò)對(duì)樣品的測(cè)試,求出新材料制成的金屬桿能承受的最大拉力約為_(kāi)。答案(1)xk(其中k為比例系數(shù))(2)控制變量法(或控制條件法、單因子法、歸納法)(3)104 N解析(1)由第一、二、三組數(shù)據(jù)橫向看可知,在金屬桿的長(zhǎng)度L和橫截面積S一定的情況下,xF;縱向看可知,在金屬桿的橫截面積S及拉力F一定的情況下,xL;同理,從第四、五組數(shù)據(jù)可看出在長(zhǎng)度L和拉力F一定的情況下,x。綜合以上分析可知,金屬桿的伸長(zhǎng)量x與金屬桿的長(zhǎng)度L、橫截面積S及拉力F之間的函數(shù)關(guān)系為xk(其中k為比例系數(shù))。(2)本實(shí)驗(yàn)在研究F、L、S與x關(guān)系的過(guò)程中總有兩個(gè)物理量保持不變,從而得到另外兩個(gè)量之間的關(guān)系,即采用的研究方法為控制變量法。(3)根據(jù)第一組測(cè)試數(shù)據(jù),拉力F1000 N時(shí),可得k81012 (m2N1)。對(duì)于長(zhǎng)為L(zhǎng)4 m,橫截面積為S0.8 cm2的金屬桿,設(shè)計(jì)要求它受到拉力后的伸長(zhǎng)不超過(guò)原長(zhǎng)的,即x4 mm,則新材料金屬桿能承受的最大拉力約為Fmax104 N。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系學(xué)案 2019 年高 物理 一輪 復(fù)習(xí) 第二 實(shí)驗(yàn) 探究 彈力 彈簧 伸長(zhǎng) 關(guān)系學(xué)
鏈接地址:http://appdesigncorp.com/p-6318011.html