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1、必考部分第二章相互作用实验二探究弹力和弹簧伸长的关系实验二探究弹力和弹簧伸长的关系实验基础网控基础点读读有底气网控基础点读读有底气实验目的和器材实验目的和器材实验原理实验原理实验目的实验目的1.探究弹簧弹力和弹簧伸长的定量关系探究弹簧弹力和弹簧伸长的定量关系2学会用图象处理实验数据的方法学会用图象处理实验数据的方法实验器材实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸、铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、坐标纸、铅笔等铅笔等.1.弹簧弹力弹簧弹力F的确定：弹簧下端悬挂钩码，的确定：弹簧下端悬挂钩码，静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与所挂钩码的静止的钩码处于平衡状态，弹力大小与所挂钩码的重力
2、大小相等，即重力大小相等，即Fmg.2弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以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弹力和弹簧伸长量之间的定量样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了关系了.实验操作重视实验操作提高实验技巧重视实验操作提高实验技巧 4改改变变所所挂挂钩钩码码的的数数量量，重重复复上上述述实实验验，要要尽尽量量多多测测几几组组数数据，将所测数据填写在下列表格中据，将所测数据填写在下列表格中记录表：弹簧原长记录表：弹簧原长l0_cm.二、数据处理二、数据处理1以以弹弹力
3、力F(大大小小等等于于所所挂挂钩钩码码的的重重力力)为为纵纵坐坐标标，以以弹弹簧簧的的伸伸长长量量x为为横横坐坐标标，用用描描点点法法作作图图连连接接各各点点，得得出出弹弹力力F随随弹弹簧簧伸伸长长量量x变化的图线变化的图线2以以弹弹簧簧的的伸伸长长量量为为自自变变量量，写写出出曲曲线线所所代代表表的的函函数数首首先先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数3得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义式中常数的物理意义三、注意事项三、注意事项1所所挂挂钩钩码码不不要要过过重重，以以免免弹弹簧
4、簧被被过过分分拉拉伸伸，超超出出它它的的弹弹性性限度限度2每每次次所所挂挂钩钩码码的的质质量量差差尽尽量量大大一一些些，从从而而使使坐坐标标上上描描的的点点尽可能稀疏，这样作出的图线更精确尽可能稀疏，这样作出的图线更精确3测测量量弹弹簧簧的的原原长长时时要要让让它它自自然然下下垂垂测测弹弹簧簧长长度度时时，一一定定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以减小误差要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以减小误差4测测量量有有关关长长度度时时，应应区区别别弹弹簧簧原原长长l0、实实际际总总长长l及及伸伸长长量量x三者之间的不同，明确三者之间的关系三者之间的不同，明确三者之间的关系5建建立立平平面面
5、直直角角坐坐标标系系时时，两两轴轴上上单单位位长长度度所所代代表表的的量量值值要要适当，不可过大，也不可过小适当，不可过大，也不可过小6描描点点画画线线时时，所所描描的的点点不不一一定定要要落落在在一一条条曲曲线线上上，但但应应注注意意一一定定要要使使各各点点均均匀匀分分布布在在曲曲线线的的两两侧侧描描出出的的线线不不应应是是折折线线，而而应是平滑的曲线应是平滑的曲线四、误差分析四、误差分析1系系统统误误差差：钩钩码码标标值值不不准准确确和和弹弹簧簧自自身身重重力力的的影影响响造造成成系系统误差统误差2偶然误差偶然误差(1)弹弹簧簧长长度度的的测测量量造造成成偶偶然然误误差差，为为了了减减小小
6、这这种种误误差差，要要尽尽量量多测几组数据多测几组数据(2)作作图图时时的的不不规规范范造造成成偶偶然然误误差差，为为了了减减小小这这种种误误差差，画画图图时时要用细铅笔作图，所描各点尽量均匀分布在直线的两侧要用细铅笔作图，所描各点尽量均匀分布在直线的两侧突破核心研细核心点研细核心点 练透实验题练透实验题调调研研1(2014浙浙江江理理综综)在在“探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧伸伸长长的的关关系系”时时，某同学把两根弹簧如图甲所示连接起来进行探究某同学把两根弹簧如图甲所示连接起来进行探究 考点一考点一 数据处理与误差分析数据处理与误差分析试题调研试题调研(1)某次测量如图乙所示，指针示数为某次测
7、量如图乙所示，指针示数为_cm.(2)在在弹弹性性限限度度内内，将将50 g的的钩钩码码逐逐个个挂挂在在弹弹簧簧下下端端，得得到到指指针针A、B的的示示数数LA和和LB如如表表所所示示用用表表中中数数据据计计算算弹弹簧簧 的的劲劲度度系系数数为为_N/m(重重力力加加速速度度取取g10 m/s2)由由表表中中数数据据_(填填“能能”或或“不能不能”)计算出弹簧计算出弹簧 的劲度系数的劲度系数.钩码数钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36名师归纳点题破疑11.(2015庆庆阳阳模模拟拟)在在“探探究究弹弹力力和和弹弹簧簧
8、伸伸长长量量的的关关系系并并测测定定弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数”的的实实验验中中，实实验验装装置置如如图图所所示示所所用用的的每每个个钩钩码码的的重重力力相相当当于于对对弹弹簧簧提提供供了了向向右右恒恒定定的的拉拉力力实实验验时时先先测测出出不不挂挂钩钩码码时时弹弹簧簧的的自自然然长长度度，再再将将5个个钩钩码码逐逐个个挂挂在在绳绳子子的的下端，每次测出相应的弹簧总长度下端，每次测出相应的弹簧总长度(1)有有一一位位同同学学通通过过以以上上实实验验测测量量后后把把6组组数数据据在坐标图中描点，请作出在坐标图中描点，请作出FL图线图线类题练熟类题练熟(2)由由此此图图线线可可得得出出该该弹弹簧
9、簧的的原原长长L0_ cm，劲劲度度系系数数k_N/m.(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较优点在于：优点在于：_；缺点在于：缺点在于：_.答答案案：(1)见见解解析析图图(2)520(3)见见解解析析(4)避避免免弹弹簧簧自自身身所所受受重重力力对对实实验验的的影影响响弹弹簧簧与与桌桌面面及及绳绳子子与与滑滑轮轮间间存存在在的的摩摩擦擦造造成实验的误差增大成实验的误差增大解解析析：(1)用用直直线线描描点点，让让图图中中各各点点均均匀匀分分布布在在所所画画直直线线两两侧侧，最最上上一点偏差过大，舍去如图所示一点偏差过大，舍去如
10、图所示(2)弹弹簧簧的的原原长长L0即即为为弹弹力力为为零零时时弹弹簧簧的的长长度度，由由图图象象可可知知，L05102 m5 cm.劲度系数为图象直线部分的斜率，劲度系数为图象直线部分的斜率，k20 N/m.(3)优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响缺缺点点是是：弹弹簧簧与与桌桌面面及及绳绳子子与与滑滑轮轮间间存存在在的的摩摩擦擦造造成成实实验验的的误误差差增增大大调调研研2(2014新新课课标标全全国国卷卷)某某实实验验小小组组探探究究弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k与与其其长长度度(圈圈数数)的的关关系系实实验验装装置置如如图图甲甲所所示示：一一
11、均均匀匀长长弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂，7个个指指针针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分分别别固固定定在在弹弹簧簧上上距距悬悬点点0、10、20、30、40、50、60圈圈处处；通通过过旁旁边边竖竖直直放放置置的的刻刻度度尺尺，可可以以读读出出指指针针的的位位置置，P0指指向向0刻刻度度设设弹弹簧簧下下端端未未挂挂重重物物时时，各各指指针针的的位位置置记记为为x0，挂挂有有质质量量为为0.100 kg的的砝砝码码时时，各各指指针针的的位位置置记记为为x.测测量量结结果果及及部部分分计计算算结结果果如如下下表表所所示示(n为为弹弹簧簧的的圈圈数数，取取重重力力加加速速度度为为9.80 m/
12、s2)已已知知实实验验所所用用弹弹簧簧总总圈数为圈数为60，整个弹簧的自由长度为，整个弹簧的自由长度为11.88 cm. 考点二考点二 实验改进与创新实验改进与创新试题调研试题调研(3)图图乙乙中中画画出出的的直直线线可可近近似似认认为为通通过过原原点点，若若从从实实验验中中所所用用的的弹弹簧簧截截取取圈圈数数为为n的的一一段段弹弹簧簧，该该弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k与与 其其 圈圈 数数 n的的 关关 系系 的的 表表 达达 式式 为为 k_N/m；该该弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k与与其其自自由由长长度度l0(单单位位为为m)的的关关系系的的表表达达式式为为k_N/m.名师归纳点题破疑
13、21.(1)橡橡皮皮筋筋也也像像弹弹簧簧一一样样，在在弹弹性性限限度度内内伸伸长长量量x与与弹弹力力F成成正正比比，即即Fkx，用用如如图图甲甲所所示示的的装装置置就就可可以以测测出出这这种种橡橡皮皮筋筋的的k值值，下下面面的的表表格格是是橡橡皮皮筋筋受受到到的的拉拉力力F与与伸伸长长量量x的的实实验验记记录录其其中中实实验验数数据据记记录录有有错错误误的的是是第第_组组处处理理数数据据时时，可可在在图图乙乙中中作作出出Fx的的图图象象，由由图图象象可可求求得得该该橡橡皮皮筋筋的的劲劲度度系系数数k_ N/m.(保留保留2位有效数字位有效数字)类题练熟类题练熟组数组数12345拉力拉力F(N)510152025伸长量伸长量x(cm)1.63.24.86.48答案：答案：(1)53.1102(2)Pa5106 Pa
