1、高考總復(fù)習(xí)物理第二章第二章 研究物體間的相互作用研究物體間的相互作用第二單元第二單元 實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)與探究第第5 5課實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸課實(shí)驗(yàn)：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系長的關(guān)系高高 考考 展展 望望欄欄目目鏈鏈接接高考展望1.要求掌握實(shí)驗(yàn)原理、器材與步驟要求掌握實(shí)驗(yàn)原理、器材與步驟，能夠正確分析能夠正確分析誤差來源誤差來源2.能夠設(shè)計(jì)新情景或改換器材條件下的實(shí)驗(yàn)方案能夠設(shè)計(jì)新情景或改換器材條件下的實(shí)驗(yàn)方案3.本實(shí)驗(yàn)在本實(shí)驗(yàn)在近幾年全國中有考到近幾年全國中有考到，要予以重視要予以重視欄欄目目鏈鏈接接實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 探探 究究欄欄目目鏈鏈接接一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)探究1探究彈力和彈簧伸長量之

2、間的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長量之間的關(guān)系2學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)欄欄目目鏈鏈接接二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)探究1如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長，平衡時(shí)彈如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等2彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究彈簧的彈力長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了欄欄目目鏈鏈接接三、

3、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)探究鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆欄欄目目鏈鏈接接四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)探究1將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度l0，即原長，即原長2如圖所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為如圖所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，量出此的鉤碼，量出此時(shí)彈簧的長度時(shí)彈簧的長度l1，記錄，記錄m1和和l1，填入自己設(shè)計(jì)的表格中，填入自己設(shè)計(jì)的表格中欄欄目目鏈鏈接接實(shí)驗(yàn)探究 3改變所掛

4、鉤碼的質(zhì)量，量出對(duì)應(yīng)的彈簧長度，記改變所掛鉤碼的質(zhì)量，量出對(duì)應(yīng)的彈簧長度，記錄錄m2、m3、m4、m5和相應(yīng)的彈簧長度和相應(yīng)的彈簧長度l2、l3、l4、l5，并得，并得出每次彈簧的伸長量出每次彈簧的伸長量x1、x2、x3、x4、x5.鉤碼個(gè)數(shù)鉤碼個(gè)數(shù)長度長度伸長量伸長量x鉤碼質(zhì)量鉤碼質(zhì)量m彈力彈力F0l01l1x1l1l0m1F12l2x2l2l0m2F23l3x3l3l0m3F3欄欄目目鏈鏈接接五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)探究1以彈力以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖連接各點(diǎn)，得出彈力為橫坐標(biāo)，用描

5、點(diǎn)法作圖連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長量隨彈簧伸長量x變化的圖線變化的圖線2以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)數(shù)首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)3得出彈力和彈簧伸長之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表得出彈力和彈簧伸長之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義達(dá)式中常數(shù)的物理意義欄欄目目鏈鏈接接六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究1所掛鉤碼不要過重，以免彈簧被過分拉伸，超出它所掛鉤碼不要過重，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

6、當(dāng)大一些，從而使坐標(biāo)點(diǎn)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，這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些的間距盡可能大，這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高一些3測彈簧長度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定測彈簧長度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測量，以免增大誤差狀態(tài)時(shí)測量，以免增大誤差4描點(diǎn)畫線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上，描點(diǎn)畫線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條直線上，但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)但應(yīng)注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)欄欄目目鏈鏈接接實(shí)驗(yàn)探究5記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力、彈簧的原長l0、總長、總長l及彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系

7、及單位及彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位6坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中欄欄目目鏈鏈接接七、誤差分析七、誤差分析實(shí)驗(yàn)探究1本實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一是由彈簧拉力大小不穩(wěn)定造本實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一是由彈簧拉力大小不穩(wěn)定造成的因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來成的因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當(dāng)對(duì)彈簧的拉力，可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度充當(dāng)對(duì)彈簧的拉力，可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度2彈簧長度的測量是本實(shí)驗(yàn)主要誤差來源，所以測量彈簧長度的測量是本實(shí)驗(yàn)主要誤差來源，所以測量時(shí)盡量精確地測量彈簧的長度時(shí)盡量精確地測量彈簧的長度3描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確等描點(diǎn)、作圖不準(zhǔn)確等欄欄目目鏈鏈接接八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)八、實(shí)

8、驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力，所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思路本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力，所以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思路應(yīng)該是盡可能減小彈簧自重的影響：應(yīng)該是盡可能減小彈簧自重的影響：1一個(gè)方案是將彈簧穿過一根水平光滑的杠桿，在水平方一個(gè)方案是將彈簧穿過一根水平光滑的杠桿，在水平方向做實(shí)驗(yàn)向做實(shí)驗(yàn)2另一個(gè)方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧，通過減小讀另一個(gè)方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧，通過減小讀數(shù)的相對(duì)誤差來提高實(shí)驗(yàn)的精確度數(shù)的相對(duì)誤差來提高實(shí)驗(yàn)的精確度3利用計(jì)算機(jī)及傳感器技術(shù)，將彈簧水平放置，且一端固利用計(jì)算機(jī)及傳感器技術(shù)，將彈簧水平放置，且一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連，對(duì)彈簧施加變化的作用

9、力定在傳感器上，傳感器與電腦相連，對(duì)彈簧施加變化的作用力(拉力或推力拉力或推力)時(shí)，電腦上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖象時(shí)，電腦上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系圖象(如圖乙所示如圖乙所示)，分析圖象得出結(jié)論，分析圖象得出結(jié)論欄欄目目鏈鏈接接實(shí)驗(yàn)探究欄欄目目鏈鏈接接題題 型型 探探 究究欄欄目目鏈鏈接接題型題型1 實(shí)驗(yàn)步驟的掌握實(shí)驗(yàn)步驟的掌握題型探究【例例】某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系(1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在軸線和刻度尺都應(yīng)在_(選填選填“水平水平”或或“豎

10、直豎直”)方向方向(2)彈簧自然懸掛，待彈簧彈簧自然懸掛，待彈簧_時(shí)，長度記為時(shí)，長度記為L0；彈簧下；彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加；在砝碼盤中每次增加10 g 砝碼，砝碼，彈簧長度依次記為彈簧長度依次記為L1至至L6，數(shù)據(jù)如表：，數(shù)據(jù)如表：代表代表符號(hào)符號(hào)L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值數(shù)值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30欄欄目目鏈鏈接接題型探究表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為_由由表可知所用刻度尺的最小分度為表可知所用刻度尺的最小分度為_(3)如

11、圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與量，橫軸是彈簧長度與_(選填選填“L0”或或“Lx”)的差值的差值欄欄目目鏈鏈接接題型探究欄欄目目鏈鏈接接題型探究方法點(diǎn)竅方法點(diǎn)竅近幾年來近幾年來，為了降低實(shí)驗(yàn)題考查操作步驟的難度為了降低實(shí)驗(yàn)題考查操作步驟的難度，常常采用提取關(guān)鍵步驟讓學(xué)生來填空的做法采用提取關(guān)鍵步驟讓學(xué)生來填空的做法，所以要求同學(xué)們?cè)谒砸笸瑢W(xué)們?cè)趶?fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的操作步驟時(shí)要善于提取關(guān)鍵段或關(guān)鍵詞復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的操作步驟時(shí)要善于提取關(guān)鍵段或關(guān)鍵詞欄欄目目鏈鏈接接題型題型2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理題型探究【例【例】某同學(xué)利

12、用如圖甲裝置做某同學(xué)利用如圖甲裝置做“探究彈簧彈力探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系大小與其長度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)欄欄目目鏈鏈接接題型探究(1)在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持_狀態(tài)狀態(tài)(2)他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的彈力大小他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度與彈簧長度x的關(guān)系圖線由此圖線可得該彈簧的原長的關(guān)系圖線由此圖線可得該彈簧的原長x0_cm，勁度系數(shù)勁度系數(shù)k_N/m.(3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧測力計(jì)，他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧測力計(jì)，當(dāng)彈簧測力計(jì)上的示數(shù)如圖丙所示時(shí)，該彈簧的長度當(dāng)彈簧測力計(jì)上的示數(shù)如圖丙所示時(shí)，

13、該彈簧的長度x_cm.欄欄目目鏈鏈接接題型探究欄欄目目鏈鏈接接題型探究方法點(diǎn)竅方法點(diǎn)竅圖象法處理數(shù)據(jù)的注意事項(xiàng)圖象法處理數(shù)據(jù)的注意事項(xiàng)(1)建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系，標(biāo)明橫軸和縱軸所表示的物理量及單位；標(biāo)明橫軸和縱軸所表示的物理量及單位；(2)標(biāo)度：標(biāo)度要適當(dāng)標(biāo)度：標(biāo)度要適當(dāng)，讓所得到的圖線布滿整個(gè)坐標(biāo)系；讓所得到的圖線布滿整個(gè)坐標(biāo)系；(3)描點(diǎn)：描點(diǎn)時(shí)要留下痕跡；描點(diǎn)：描點(diǎn)時(shí)要留下痕跡；(4)連線：讓盡可能多的點(diǎn)落在同連線：讓盡可能多的點(diǎn)落在同一直線上一直線上，讓其余的點(diǎn)落在直線的兩側(cè)讓其余的點(diǎn)落在直線的兩側(cè)，誤差較大的點(diǎn)舍棄；誤差較大的點(diǎn)舍棄；(5)依據(jù)圖象得出結(jié)論依據(jù)圖象得出結(jié)論，要理解圖象

14、的斜率、截距所代表的物要理解圖象的斜率、截距所代表的物理意義理意義欄欄目目鏈鏈接接題型題型3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型探究【例例】在在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測定彈簧探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)的勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示所用的每個(gè)鉤碼的的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示所用的每個(gè)鉤碼的重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提供了向右恒定的拉力實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤重力相當(dāng)于對(duì)彈簧提供了向右恒定的拉力實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度測出相應(yīng)的彈簧總長度(1)有一個(gè)同學(xué)通過以上

15、實(shí)驗(yàn)測量后把有一個(gè)同學(xué)通過以上實(shí)驗(yàn)測量后把6組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖組數(shù)據(jù)描點(diǎn)在坐標(biāo)圖中，請(qǐng)作出中，請(qǐng)作出FL圖線圖線欄欄目目鏈鏈接接題型探究(2)由此圖線可得出的結(jié)論是由此圖線可得出的結(jié)論是_，該彈簧的原長，該彈簧的原長L0_cm，勁度系數(shù)，勁度系數(shù)k_N/m.(3)試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄試根據(jù)以上該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況，請(qǐng)你幫助他設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實(shí)驗(yàn)測得的具體數(shù)據(jù)不必填寫其實(shí)驗(yàn)測得的具體數(shù)據(jù))(4)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較優(yōu)點(diǎn)在于：優(yōu)點(diǎn)在于：_；缺點(diǎn)在于：缺點(diǎn)在于：_

16、.欄欄目目鏈鏈接接題型探究欄欄目目鏈鏈接接題型探究欄欄目目鏈鏈接接隨隨 堂堂 訓(xùn)訓(xùn) 練練欄欄目目鏈鏈接接隨堂訓(xùn)練1.(雙選雙選)在在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是法正確的是()A彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度B用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)直位置且處于平衡狀態(tài)C用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D用幾個(gè)不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得用幾個(gè)不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等出拉力與伸長量之比相等AB欄欄目目鏈鏈接接隨堂訓(xùn)練解析：解析：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在彈在彈性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對(duì)彈簧的拉力性限度內(nèi)通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對(duì)彈簧的拉力，以探索彈以探索彈力與彈簧伸長的關(guān)系力與彈簧伸長的關(guān)系，并且拉力和重力平衡并且拉力和重力平衡，所以選，所以選A、B.欄欄目目鏈鏈接接隨堂訓(xùn)練2某