《人教版课标高中物理必修1实验：探究弹力和弹簧伸长的关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版课标高中物理必修1实验：探究弹力和弹簧伸长的关系（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1第四单单元 实验实验 ：探究弹弹力和弹弹簧伸长长的关系物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1一、实验目的1探究弹力与弹簧伸长的定量关系2学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据的科学方法物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1二、实验原理1弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的2用悬挂法测量弹簧的弹力，运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等3弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算这样就可以研究弹簧的
2、弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1三、实验器材轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，毫米刻度尺图1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1四、实验步骤1如图1所示，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将毫米刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直2记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L0.3在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L1.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1钩码个 数刻度伸长量x弹力F0 1 2 3 6L0 L1 L
3、2 L3 L6X1L1 L0 X2L2 L0 X3L3 L0 X6L6 L0F1 F2 F3 F6物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14.用上面方法，记记下弹弹簧下端挂2个、3个、4个钩码时钩码时 ，弹弹簧下端所对应对应 的刻度L2、L3、L4、，并将所得数据记录记录 在表格中5用xnLnL0计计算出弹弹簧挂1个、2个、3个钩钩码时弹码时弹 簧的伸长长量，并根据当地重力加速度值值g，计计算出所挂钩码钩码 的总总重力，这这个总总重力就等于弹弹簧弹弹力的大小，将所得数据填入表格物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修16根据所测测数据在坐标纸标纸 上描点，最好以弹弹簧弹弹力为纵为纵 坐标标，
4、以弹弹簧的伸长长量为为横坐标标7按照图图中各点的分布与走向，尝试尝试 作出一条平滑的曲线线(包括直线线)所画的点不一定正好都在这这条曲线线上，但要注意使曲线线两侧侧的点数大致相同8以弹弹簧的伸长长量为为自变变量，写出曲线线所代表的函数，首先尝试尝试 一次函数，如果不行则则考虑虑二次函数9解释释函数表达式中常数的物理意义义物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1五、注意事项1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要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据3本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定
5、用直线来连接这些点物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14如果实验实验 中不用弹弹簧的伸长长而用弹弹簧的总长为总长为横坐标标，得到的不是正比例函数，关系较为较为 复杂杂，因此最好用弹弹簧的伸长为长为 横坐标标5记录记录 数据时时要注意弹弹力及弹弹簧伸长长量的对应对应 关系及单单位物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1六、误差分析1钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差2画图时描点及连线不准确也会带来误差物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1【例1】 下表是某同学在“探究弹弹力和弹弹簧伸长长量的关系”实验实验 中所测测的几组组数据.弹 力 F/ N0. 51. 01. 52. 0
6、2. 5伸 长 量 x/ c m2. 3 05. 0 86. 8 99. 8 01 2 . 4 0物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(1)请请你在图图2中的坐标纸标纸 上作出Fx图线图线 (2)写出曲线线所代表的函数式(3)解释释函数表达式中的常量的物理意义义(4)若弹弹簧的原长为长为 40 cm，并且以弹弹簧的总长为总长为 自变变量，请请你写出它的函数式图2物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：(1)根据表中数据描点，按照图中各点的分布与走向，应作出一条直线，使直线两侧的点数大致相同，这样可以减少偶然误差，如图3所示：图3物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(2)设直
7、线斜率为k，由数学知识知，FkxC.在直线上取较远的两点(可以减少误差)，如点(9.80,2.0)与(2.30,0.5)，并代入上式得k0.2 N/cm，C0.04 N，所以函数表达式为：F(0.2x0.04) N.(3)由FkxC知，当x0时，FC，因此，式中常数C表示弹簧的重力为0.04 N.若忽略弹簧的重力，则Fkx.因此，式中常数kF/x表示使弹簧形变单位长度时弹簧的弹力，即劲度系数(4)设弹簧的总长为Lx，则FkxCk(Lx40)C(0.2Lx7.96) N.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：(1)见图3 (2)(0.2x0.04) N (3)弹簧的重力为0.04 N
8、(4)(0.2Lx7.96) N物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1【例2】 某同学和你一起探究弹弹力和弹弹簧伸长长的关系，并测弹测弹 簧的劲劲度系数k，做法是：先将待测弹测弹 簧的一端固定在铁铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖竖直放在弹弹簧一侧侧，并使弹弹簧另一端的指针针恰好落在刻度尺上当弹弹簧自然下垂时时，指针针指示的刻度数值记值记 作L0；弹弹簧下端挂一个50 g的砝码时码时 ，指针针指示的刻度数值记值记 作L1；弹弹簧下端挂两个50 g的砝码时码时 ，指针针指示的刻度数值值记记作L2；挂七个50 g的砝码时码时 ，指针针指示的刻度数值记值记 作L7.物理高考总复习人教版新课
9、标第一模块 必修1(1)下表记录记录 的是该该同学已测测出的6个值值，其中有两个数值值在记录时记录时 有误误，它们们的代表符号分别别是_和_.代表 符号L0L1L2L3L4L5L6L7 刻度 数值 /cm1. 7 03. 4 05. 1 08. 6 01 0 . 31 2 . 1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1图4物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(2)实验实验 中，L3和L7两个值还值还 没有测测定，请请你根据图图4所示将这这两个测测量值值填入记录记录 表中(3)为为充分利用测测量数据，该该同学将所测测得的数值值按如下方法逐一求差，分别计别计 算出了三个差值值：d1L4L0
10、6.90 cm；d2L5L16.90 cm；d3L6L27.00 cm；请请你给给出第四个差值值：d4_cm.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(4)根据以上差值值，可以求出每增加50 g砝码码的弹弹簧平均伸长长量L，L用d1、d2、d3、d4表示的式子为为：L_，代入数据解得L_cm.(5)计计算弹弹簧的劲劲度系数k_N/m(g取9.8 m/s2)解析：(1)L5、L6两组数据在读数时均没有估读值(2)用最小刻度是毫米的刻度尺测量时，正确读数并记录到毫米的下一位，即L36.85 cm，L714.05 cm.(3)利用逐差法并结合已求差值可知第四个差值d4L7L3(14.056.85)
11、 cm7.20 cm.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修11在“探究弹弹力和弹弹簧伸长长量的关系”实验实验 中，以下说说法正确的是( )A弹弹簧被拉伸时时，不能超过过它的弹弹性限度B用悬悬挂砝码码的方法给弹给弹 簧施加拉力，应应保持弹弹簧位于竖竖直位置且处处于平衡状态态C用直尺测测得弹弹簧的长长度即为弹为弹 簧的伸长长量D用几个不同的弹弹簧，分别测别测 出几组组拉力与伸长长量，得出拉力与伸长长量之比相等物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有用图象法来描述弹
12、簧的弹力与其伸长量间的关系本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减砝码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长的关系，所以选A、B.答案：AB物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修12某同学做“探究弹弹力和弹弹簧伸长长量的关系”实验实验 ，他先把弹弹簧平放在桌面上使其自然伸长长，用直尺测测出弹弹簧的原长长L0，再把弹弹簧竖竖直悬悬挂起来，挂上砝码码后测测出弹弹簧伸长长后的长长度L，把LL0作为弹为弹 簧的伸长长量x，这这样样操作，由于弹弹簧自身重力的影响，最后画出的图线图线 可能是下图图中的哪一个( )物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：原长的测量值
13、小于真实值，设误差为l，弹簧的实际伸长量xxl，弹力与伸长量成正比，即Fk(xl)，所以最后的图线是C.答案：C物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修13某同学在做“研究弹弹簧的形变变量与外力的关系”实实验时验时 ，将一轻弹轻弹 簧竖竖直悬悬挂让让其自然下垂，测测出其自然长长度；然后在其下部施加外力F，测测出弹弹簧的总长总长 度L，改变变外力F的大小，测测出几组组数据，作了外力F与弹弹簧总总长长度L的关系图线图线 如图图5所示(实验过实验过 程是在弹弹簧的弹弹性限度内进进行的)图5物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1由图图可知该弹该弹 簧的自然长长度为为_cm；该弹该弹 簧的劲劲度系数
14、为为_N/m.答案：10 50物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14(2010年舟山中学)在研究弹弹簧的形变变与外力的关系的实验实验 中，将弹弹簧水平放置测测出其自然长长度，然后竖竖直悬悬挂让让其自然下垂，在其下端竖竖直向下施加外力F，实实验过验过 程是在弹弹簧的弹弹性限度内进进行的用记录记录 的外力F与弹弹簧的形变变量x作出Fx图线图线 如图图6所示，由图图可知弹弹簧的劲劲度系数为为_，图线图线 不过过坐标标原点的原因是由于_物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1图6物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：200 N/m 弹簧自身有重力物理高考总复习人教版新课标第一模块 必
15、修15用如图图7所示的装置测测定弹弹簧的劲劲度系数，被测测弹弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过细绳绕过 定滑轮轮挂钩码钩码，旁边竖边竖 直固定一最小刻度为为mm的刻度尺，当挂两个钩钩码时码时 ，绳绳上一定点P对应对应 刻度如图图乙ab虚线线所示，再增加一个钩码钩码 后，P点对应对应 刻度如图图乙cd虚线线所示，已知每个钩码质钩码质 量为为50 g，重力加速度g9.8 m/s2，则则被测弹测弹 簧的劲劲度系数为为_N/m.挂三个钩码时弹钩码时弹 簧的形变变量为为_cm.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1图7物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：70 2.10物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修16某同学用如图图8所示装置做探究弹弹力和弹弹簧伸长长关系的实验实验
