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1、高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 1页 第 7单元 实验 探究弹力和弹簧伸长的关系 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 2页 考点及模型 的构建 探秘规律 升华技巧 突破压轴技压群雄 课时作业 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 3页 考点及模型的构建 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 4页 一 、 实验目的 1 探究弹力和弹簧伸长的定量关系 2 学会用列表法和图象法处理实验数据 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 5页 二 、 实验原理 弹簧在下端悬挂钩码时会伸长 ，
2、平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 6页 2 用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量 x， 如下图建立坐标系 ， 以纵坐标表示弹力大小 F， 以横坐标表示弹簧的伸长量 x， 在坐标系中描出实验所测得的各组 (x、 F)对应的点 ， 用平滑的曲线连接起来 ， 根据实验所得的图线 ， 就可探知弹力大小与伸长量间的关系 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 7页 三 、 实验器材 铁架台 、 弹簧 、 钩码 、 刻度尺 、 坐标纸 四 、 实验步骤 1 安装实验仪器如图 1所示 2 测量弹簧的伸长量 (或总
3、长 )及所受的拉力 (或所挂钩码的质量 )， 列表作出记录 ， 要尽可能多测几组数据 3 根据所测数据在坐标纸上描点 ， 以力为纵坐标 ， 以弹簧的伸长量为横坐标 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 8页 4 按照在图中所绘点的分布与走向 ， 尝试作出一条平滑的曲线 (包括直线 )， 所画的点不一定正好在这条曲线上 ， 但要注意使曲线两侧的点数大致相同 5 以弹簧的伸长量为自变量 ， 写出曲线所代表的函数 ，首先尝试一次函数 ， 如果不行再考虑二次函数 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 9页 【 例 】 在 “ 探究弹力和弹簧伸长的关系 ” 的
4、实验中 ，以下说法正确的是 ( ) A 弹簧被拉伸时 ， 不能超出它的弹性限度 B 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力 ， 应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D 用几个劲度系数不同的弹簧分别测出几组拉力与伸长量 ， 得出拉力与伸长量之比相等 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 10页 【 解析 】 弹簧被拉伸时 ， 不能超出它的弹性限度 ， 否则弹簧会损坏 ， 故 悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力 ， 要保证弹簧位于竖直位置 ， 使钩码的重力等于弹簧的弹力 ， 要待钩码平衡时再读读数 故 簧的长度不等于弹簧的伸长量 ， 故 力与伸长
5、量之比是劲度系数 ， 由弹簧决定 ， 同一弹簧的劲度系数是不变的 ， 不同的弹簧的劲度系数不同 ， 故 【 答案 】 考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 11页 探秘规律升 华技巧 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 12页 一 、 实验操作技巧 1 实验数据处理 (1)图象法 以弹簧伸长量 弹力 描出 F、 作出的拟合曲线 ， 是一条过坐标原点的直线 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 13页 【 例 1】 (2012浙江 )在 “ 探究求合力的方法 ” 实验中 ， 现有木板 、 白纸 、 图钉 、 橡皮筋 、 细绳套和一
6、把弹簧秤 (1)为完成实验 ， 某同学另找来一根弹簧 ， 先测量其劲度系数 ， 得到实验数据如下表： 弹力 F(N) 长量 x(10 2m) 考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 14页 在下面坐标图中作出 k _N/m. 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 15页 【解析】 根据描点法作出图象如下图所示：作图时注意横坐标轴的标度，连线一定是一条过原点的直线，计算 k 时可取直线上较远的两点计算，例如 ( 10 2,0. 50) ， ( 102,， k 10 2 N/m 53 N/m.( 说明： 2 内都可 ) 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理
7、 (新课标版 ) 第 16页 【 答案 】 (1)见解析图 ， 53(说明： 2内都可 ) (2)函数法 弹力 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 17页 【 例 2】 一个实验小组在 “ 探究弹力和弹簧伸长的关系 ” 的实验中 ， 使用两条不同的轻质弹簧 a和 b， 得到弹力与弹簧长度的图象如图所示 下列表述正确的是 ( ) A B C D 测得的弹力与弹簧的长度成正比 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 18页 【 解析 】 根据胡克定律 ， 有 F k(l 在图象中斜率表示弹簧的劲度系数 k， 横截距表示弹簧的原长 ， 故 故 A、 力与弹
8、簧的形变量成正比 ， 故 【 答案 】 B 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 19页 2 注意事项 (1)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多 ， 以免弹簧被过分拉伸 ， 超过弹簧的弹性限度 (2)每次所挂钩码的质量差适当大一些 ， 从而使坐标点的间距尽可能大 ， 这样作出的图线准确度更高一些 (3)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧 ， 且要尽量多测几组数据 (4)记录实验数据时要注意弹力 、 弹簧的原长 、 总长及弹簧伸长量的对应关系及单位 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 20页 二 、 实验误差的来源与分析 (1)本实验的误
9、差来源之一是由弹簧拉力大小不稳定造成的 ， 因此 ， 使弹簧的悬挂端固定 ， 另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力 ， 可以提高实验的准确度 (2)弹簧长度的测量是本实验主要误差来源 ， 所以测量时尽量精确地测量弹簧的长度 (3)描点 、 作图不准确等 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 21页 【 例 3】 (2010福建 )某实验小组在做研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系的实验时 ， 将原长约 200 在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码 (质量均为 20 g)， 每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上 10只钩码后 ， 再逐一把钩码取下 ， 每取下一只钩码 ，
10、也记下对应的橡皮筋伸长量 根据测量数据 ， 作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量 关系的图象如图所示 从图象中可以得出： 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 22页 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 23页 A 增挂钩码时 成正比 ， 而减挂钩码时 不成正比 B 当所挂钩码数相同时 ， 增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C 当所挂钩码数相同时 ， 增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D 增挂钩码时所挂钩码数过多 ， 导致橡皮筋超出弹性限度 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 24页 【 解析 】 题图中
11、两条线都不是直线 ， 故 不成正比 ， 较两条曲线可知 ， 在拉力相等时 ， 减挂钩码时橡皮筋的伸长量比增挂钩码时的大 ， B、 钩码过程图线不与原来重复 ， 且伸长量比原来的长 ， 说明超出橡皮筋的弹性限度 ， 故 【 答案 】 D 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 25页 【 学法指导 】 有些同学在一些教辅材料上做了一些以橡皮筋为背景的习题 ， 会错误认为橡皮筋上的力与其形变量成正比 ， 符合胡克定律 ， 本题反映的橡皮筋的受力的情况是符合实际的 ， 实际的橡皮筋不是弹簧模型所对应的 F 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 26页 突破压
12、轴技 压群雄 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 27页 一 、 理论与实际的处理 【 例 1】 某同学做 “ 探究弹力与弹簧伸长量的关系 ” 的实验 ， 他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长 ， 用直尺测出弹簧的原长 再把弹簧竖直悬挂起来 ， 挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度 L， 把 L x， 这样操作 ，由于弹簧自身重力的影响 ， 最后画出的图线可能是图中的( ) 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 28页 【 解析 】 由于考虑弹簧自身重力的影响 ， 当不挂钩码时 ， 弹簧的伸长量 x0， 故 【 答案 】 C 高考调研 第二章 物体的平衡
13、高三物理 (新课标版 ) 第 29页 二 、 创新能力的培养 【 例 2】 在 “ 探究弹力和弹簧伸长量的关系 ， 并测定弹簧的劲度系数 ” 的实验中 ， 实验装置如图所示 所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力 实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度 ， 再将 5个钩码逐个挂在绳子的下端 ， 每次测出相应的弹簧总长度 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 30页 (1)有一个同学通过以上实验测量后把 6组数据描点在坐标系图中 (如下图 )， 请作出 高考调研 第二章 物体的平衡 高三物理 (新课标版 ) 第 31页 (2)由此图线可得出该弹簧的原长 _劲度系数 k _N/m. (3)试根据该同学以上的
