1、 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)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.用刻度尺測(cè)出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長(zhǎng)量x，建立坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小F，以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長(zhǎng)量x，在坐標(biāo)系中描出各點(diǎn)(x，F(xiàn))，然后用平滑的曲線連結(jié)起來(lái)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系。 三、實(shí)驗(yàn)器材 輕質(zhì)彈簧一根、鉤碼一盒、刻度尺、重錘、坐標(biāo)紙、三角板。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系。 2.掌握利用圖象研究?jī)蓚€(gè)物理量之間關(guān)系的方法。探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 1.如圖所示，將鐵架臺(tái)放于桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上，在

2、挨近彈簧處將刻度尺(最小分度為mm)固定于鐵架臺(tái)上，并用重錘線檢查刻度尺是否豎直。 2.記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對(duì)應(yīng)的刻度L0。 3.在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度L1。 鉤碼個(gè)數(shù)刻度伸長(zhǎng)量xn=Ln-L0彈力F0L0=1L1=x1=F1=2L2=x2=F2=3L3=6L6=x6=F6= 4.用上面方法，記下彈簧下端掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度L2、L3、L4，并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中。 5.用xnLnL0計(jì)算出彈簧掛1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)鉤碼時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸，計(jì)算出所掛鉤碼的總重量，這個(gè)總重量就是彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填

3、入表格。 6.在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，以彈力為縱坐標(biāo)，彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，描出每一組數(shù)據(jù)(x,F)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。 7.根據(jù)所描各點(diǎn)的分布與走向，作出一條平滑的曲線(不能畫(huà)成折線)。 8.以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，彈力大小為因變量，寫(xiě)出曲線所代表的函數(shù)。首先嘗試寫(xiě)成一次函數(shù)的形式，如果不行，寫(xiě)成二次函數(shù)的形式或其他形式。 9.研究并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 五、注意事項(xiàng) 1.安裝時(shí)，要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。 2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，要盡量選擇長(zhǎng)度較大、匝數(shù)較多，但軟硬程度(勁度系數(shù))適中的彈簧，以每掛一個(gè)鉤碼(20 g)彈簧伸長(zhǎng)量增大12 cm為宜。 3.讀取彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度時(shí)，要用三

4、角板，并且視線垂直于刻度，力求讀數(shù)準(zhǔn)確，并且要等鉤碼靜止時(shí)，再讀數(shù)。 4.實(shí)驗(yàn)中懸掛鉤碼時(shí)注意不要太多，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超過(guò)彈簧的彈性限度。 5.要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。 6.建立坐標(biāo)系時(shí)，要選擇合適標(biāo)度，以使所畫(huà)曲線占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙。 7.畫(huà)圖線時(shí)，不一定要讓所有各點(diǎn)都正好在曲線上，但應(yīng)注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)大致相同，偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)要舍棄。 六、誤差分析 本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)自以下兩個(gè)方面： 1.彈簧的長(zhǎng)度測(cè)量不精確。 2.描點(diǎn)、畫(huà)圖不精確。 在物理學(xué)中經(jīng)常用圖象處理物理問(wèn)題，要特別注意：圖線斜率的意義(或曲線切線斜率的意義)；圖線與縱軸、橫軸交點(diǎn)的物理意義?？键c(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作

5、的考查【例1】在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是( ) A.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)保證彈簧位于豎直位置且處于 平衡狀態(tài) C.用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量 D.用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出拉力與伸長(zhǎng)量 之比相等AB 【解析】在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)定彈力及其對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度，并且要測(cè)量多次，減少偶然誤差。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)以需要研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在彈性限度內(nèi)通過(guò)增減鉤碼的數(shù)目，以改變對(duì)彈簧的拉力，來(lái)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，所以選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤。 做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

6、A.以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力大小為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù)(x,F)對(duì) 應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連結(jié)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(也可在橫梁的另一側(cè)掛上一定的配重)，并將彈 簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一刻度尺；D.依次在彈簧下端掛上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x為自變量，寫(xiě)出彈力大小F與伸長(zhǎng)量x的關(guān)系式。首先嘗 試寫(xiě)成一次函數(shù)，如果不行，再嘗試著寫(xiě)成二次函數(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起來(lái)：_

7、。C B D A E F G考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【例2】2010年高考浙江理綜卷在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系” 的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧。為測(cè)量橡皮繩 的勁度系數(shù)，他們?cè)谙鹌だK下端依次逐個(gè)掛上鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均 為m=0.1 kg，取g=10 m/s2)，并記錄繩下端的坐標(biāo)X加i，然后逐個(gè)拿下鉤 碼，同樣記錄繩下端的坐標(biāo)X減i，繩下端坐標(biāo)的平均值Xi=(X加i-X減i)/2的 數(shù)據(jù)如下表：(下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù))掛在橡皮繩下端的鉤碼個(gè)數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)(Xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264

8、.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的X加i_X減i(大于或小于)；(2)_同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求(甲或乙)；(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m)；(4)為了更好地測(cè)量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些？ 【解析】(1)由甲、乙兩同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)看，橡皮繩所受拉力接近或超過(guò)了其彈性限度，其恢復(fù)能力要差一些，而且拉伸越長(zhǎng)恢復(fù)能力越差。故X加i小于X減i。 (2)乙同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求，每增加一個(gè)鉤碼橡皮繩形變量大致相同，而甲同學(xué)所用橡皮繩的形變量差別非常大，表明已超過(guò)了彈性限度。 (3)以乙同學(xué)數(shù)據(jù)作圖象如圖所示。 (4)盡可能使橡皮繩

9、伸長(zhǎng)量在彈性限度內(nèi)，同時(shí)有足夠大的伸長(zhǎng)量，以減小長(zhǎng)度測(cè)量誤差?！敬鸢浮?1)小于 (2)乙 (3)63 N/m (4)見(jiàn)解析 【解析】(1)作出L-F圖線如圖所示。 (2)圖線斜率的倒數(shù)就是彈簧的勁度系數(shù)k，k=F/L=(4.00-1.10)/(0.241-0.22)N/m138 N/m。 用一測(cè)力計(jì)水平拉一端固定的彈簧，以此來(lái)測(cè)定此彈簧的勁度系數(shù)k，測(cè)得的拉力F與彈簧長(zhǎng)度L之間的數(shù)據(jù)如下表所示：拉力F/N1.101.502.003.003.504.00長(zhǎng)度L/cm22.0022.3022.7023.3023.7024.10(1)請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的坐標(biāo)系中作出 L-F的圖線。(2)此彈簧的勁度系數(shù)

10、k=_N/m。 【答案】(1)如圖所示(2)138(在誤差允許范圍內(nèi)即可)考點(diǎn)3拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)【例3】用金屬制成的線材(如鋼絲、鋼筋)受到拉力會(huì)伸長(zhǎng)，十七世紀(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)它的伸長(zhǎng)量與拉力成正比，這就是著 名的胡克定律。這一發(fā)現(xiàn)為后人對(duì)材料的研究奠定了重要基礎(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)量不超過(guò)原長(zhǎng)的1/1000，問(wèn)最大拉力多大？由于這一拉力很大，桿又較長(zhǎng)， 直接測(cè)試有困難，選用同種材料制成樣品進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試取得數(shù)據(jù)如下： (1)測(cè)得結(jié)果表明線材受拉力作用后，其伸長(zhǎng)與材料的長(zhǎng)度成_，與

11、材料的截面積成_。 (2)上述金屬細(xì)桿承受的最大拉力為 _N。長(zhǎng)度 拉力 伸長(zhǎng)截面積250 N500 N750 N1 000 N1 m0.05 cm20.04 cm0.08 cm0.12 cm0.16 cm2 m0.05 cm20.08 cm0.16 cm0.24 cm0.32 cm1 m0.10 cm20.02 cm0.04 cm0.06 cm0.08 cm正比反比1.0104 【解析】(1)由題中列表可看出，材料樣品的伸長(zhǎng)量與材料的長(zhǎng)度成正比，與材料的截面積成反比。 (2)由表可看出，材料定長(zhǎng)，定截面積時(shí)，拉力與伸長(zhǎng)量的比例為定值。 設(shè)1 m長(zhǎng)，截面積為0.05 cm2的比例系數(shù)為k1 2

12、 m長(zhǎng)，截面積為0.05 cm2的比例系數(shù)為k2 1 m長(zhǎng)，截面積為0.10 cm2的比例系數(shù)為k3 則k1=F1/x1=250/(0.0410-2) N/m=6.25105 N/m k2=F1/x1=250/(0.0810-2)N/m=(1/2)6.25105 N/m k3=F1/x1=250/(0.0210-2) N/m=26.25105 N/m 由k1、k2、k3的值可得，比例系數(shù)k與長(zhǎng)度L成反比，與截面積S成正比，故kS/L，k=kS/L求出k 設(shè)4 m長(zhǎng)，截面積為0.8 cm2的比例系數(shù)為k0 則k0/k1(x0/L0)/(0.05/1)，即k0/(6.25105)=(0.8/4)/

13、(0.05/1) 所以k0=2.5106 N/m 又金屬細(xì)桿最大伸長(zhǎng)量為x m=4(1/1 000) m=410-3 m 所以金屬細(xì)桿承受的最大拉力為 Fm=k0 xm=2.5106410-3 N=1.0104 N。十七世紀(jì)英國(guó)物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)：在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量與彈力成正比，這就是著名的胡克定律。受此啟發(fā)，一組同學(xué)研究“金屬線材伸長(zhǎng)量與拉力的關(guān)系”的探究過(guò)程如下：A.有同學(xué)認(rèn)為：橫截面為圓形的金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)，其伸長(zhǎng)量與拉力成正比，與截面半徑成 反比B.他們準(zhǔn)備選用一些“由同種材料制成的不同長(zhǎng)度、不同半徑的線材”作為研究對(duì)象，用螺旋測(cè)微器、激 光測(cè)距儀、傳感器等儀器測(cè)量線材

14、的伸長(zhǎng)量隨拉力變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)C.通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得如下數(shù)據(jù)：D.同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，對(duì)他們的假設(shè)進(jìn)行了補(bǔ)充完善(1)上述科學(xué)探究活動(dòng)的環(huán)節(jié)中，屬于“制定計(jì)劃”和“收集證據(jù)”的環(huán)節(jié)分別是(填字母代號(hào))_、_。(2)請(qǐng)根據(jù)上述過(guò)程分析他們的假設(shè)是否全部正確。若有錯(cuò)誤或不足，請(qǐng)給予修正。 _ _。(3)求出這種線材的伸長(zhǎng)量x與拉力F以及線材的長(zhǎng)度L、截面積S之間的定量關(guān)系式。長(zhǎng)度 拉力 伸長(zhǎng)直徑250 N500 N750 N1 000 N1 m2.52 mm0.4 mm0.8 mm1.2 mm1.6 mm2 m2.52 mm0.8 mm1.6 mm2.4 mm3.2 mm1 m3.5

15、7 mm0.2 mm0.4 mm0.6 mm0.8 mmBC他們的假設(shè)不是“全部正確”。在彈性限度內(nèi)，金屬絲的伸長(zhǎng)量與拉力成正比，與截面半徑的平方成反比，還與金屬絲的長(zhǎng)度成正比。x=kFL/S，式中：k=xS/(FL)=0.45/(2501 000) mm2/N=810-6 mm2/N（或k=xS/(FL)=0.4510-9/(2501) m2/N=810-12 m2/N）。9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹(shù)，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/20

16、22 1:51:32 AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022

17、/10/162022/10/1610/16/202216、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:51:32 AM11、成功就

18、是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無(wú)限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門(mén)九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:51:32 AM11、越是沒(méi)有本領(lǐng)