1、實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系,本節(jié)目錄,基礎理論儲備,知能優(yōu)化演練,創(chuàng)新實驗評析,經(jīng)典例題展示,實驗目的 1探究彈力和彈簧伸長的定量關系 2學會利用列表法、圖象法研究物理量之間的關系,實驗原理 1彈簧受力會發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關沿著彈簧的方向拉彈簧,當形變穩(wěn)定時,彈簧產生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的(注：彈簧質量不計) 2用懸掛法測量彈簧的彈力，運用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等 3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行計算.這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關系即尋求Fkx的關系,實驗器材 彈簧、

2、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、坐標紙 實驗步驟 1.如圖所示，將鐵架臺放在桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺(最小分度為1 mm)固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直,2記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度l0，即彈簧的原長. 3在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止時測出彈簧的長度l，求出彈簧的伸長x和所受的外力F(等于所掛鉤碼的重力) 4改變所掛鉤碼的數(shù)量，重復上述實驗，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)，將所測數(shù)據(jù)填寫在下列表格中 記錄表：彈簧原長l0_cm.,數(shù)據(jù)處理 1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖連接各點，得出

3、彈力F隨彈簧伸長量x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系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義,誤差分析 1鉤碼標值不準確造成系統(tǒng)誤差 2彈簧長度的測量和作圖時造成偶然誤差,注意事項 1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 2每次所掛鉤碼的質量差盡量大一些，從而使坐標上描的點盡可能稀，這樣作出的圖線更精確 3測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時測量，以免增大誤差 4描點畫線時，所描的點不一定都落在一條曲線上，但應注意一定要使各點均勻分布在曲線的兩側 5

4、記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位.,拓展創(chuàng)新 本實驗的系統(tǒng)誤差來自彈簧的重力，所以改進實驗的思路應該是盡可能減小彈簧自重的影響： 1一個方案是將彈簧穿過一根水平光滑的橫桿，在水平方向做實驗 2另一個方案是選擇勁度系數(shù)較小的輕彈簧，通過減小讀數(shù)的相對誤差來提高實驗的精確度,3利用計算機及傳感器技術，將彈簧水平放置，且一端固定在傳感器上，傳感器與計算機相連，對彈簧施加變化的作用力(拉力或推力)時，計算機上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關系圖象(如圖甲、乙所示)，分析圖象得出結論,考點1對注意事項和圖象的考查 (1)在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中，以下說法正確的是() A彈簧被拉

5、伸時，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，應保證彈簧位于豎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 D用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等,(2)某同學做“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來,掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L,把LL0作為彈簧的伸長量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響,最后畫出的圖線可能是圖中的(),【解析】(1)實驗中應以所研究的一根彈簧為實驗對象，在彈性限度內通過增減鉤碼的數(shù)目來改變對彈簧的拉力，以探索彈力和彈簧伸長的關

6、系，并且拉力和重力平衡，所以選A、B. (2)由于考慮彈簧自身重力的影響，當不掛鉤碼時，彈簧的伸長量x0，所以選C. 【答案】(1)AB(2)C,考點2對實驗原理和數(shù)據(jù)處理的考查 (2012高考廣東卷)某同學探究彈力和彈簧伸長的關系. (1)將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側.彈簧軸線和刻度尺都應在_方向(填“水平”或“豎直”) (2)彈簧自然懸掛，待彈簧_時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：,表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為_由表可知所用刻度尺的最小分度為_ (3)如圖是該同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)

7、作的圖,縱軸是砝碼的質量，橫軸是彈簧長度與_的差值(填“L0”或“Lx”) (4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為_N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質量為_g(結果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2),【答案】(1)豎直(2)靜止L31 mm (3)Lx(4)4.910,【范例】(2013天水一中高三模擬)用如圖甲所示的裝置測定彈簧的勁度系數(shù)，被測彈簧一端固定于A點，另一端B用細繩繞過定滑輪掛鉤碼，旁邊豎直固定一最小刻度為mm的刻度尺，當掛兩個鉤碼時，繩上一定點P對應刻度如圖乙中ab虛線所示，再增加一個鉤碼后，P點對應刻度如圖乙中cd虛線所示，已知每個鉤碼質量為50 g，重力加速度g9.8

8、m/s2，則被測彈簧的勁度系數(shù)為_N/m，掛三個鉤碼時彈簧的形變量為_cm.,【答案】702.10 【名師點評】本實驗的創(chuàng)新之處在于改彈簧豎直懸掛為水平放置，從而避免了彈簧自身重力對實驗結果的影響，但細繩與滑輪處的摩擦會造成實驗誤差增大,本部分內容講解結束,按ESC鍵退出全屏播放,實驗三驗證力的平行四邊形定則,本節(jié)目錄,基礎理論儲備,知能優(yōu)化演練,創(chuàng)新實驗評析,經(jīng)典例題展示,實驗目的 1驗證互成角度的兩個共點力合成時的平行四邊形定則 2培養(yǎng)應用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)和得出結論的能力 實驗原理 等效思想：使一個力F的作用效果和兩個力F1和F2的作用效果相同，就是使同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點O

9、，即伸長量相同，所以F為F1和F2的合力，作出力F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示，比較F、F在實驗誤差允許的范圍內是否大小相等、方向相同,實驗器材 方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘、鉛筆 實驗步驟 1用圖釘把白紙釘在水平桌面的方木板上 2用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套,3.用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套， 互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長 到某一位置O.用鉛筆描下O點的位置 和兩條細繩套的方向，并記錄彈簧測 力計的讀數(shù)注意在使用彈簧測力計的時候，要使它的彈簧與木板平面平行 4用鉛筆和刻度尺從

10、力的作用點(位置O)沿著兩繩套的方向畫直線，按選定的標度作這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，以F1和F2為鄰邊利用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，即為合力F的圖示,5只用一個彈簧測力計，通過細繩把橡皮條的結點拉到同一位置O.讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F的圖示 6比較力F與用平行四邊形定則求得的合力F的大小和方向，在實驗誤差允許的范圍內看它們是否相等 7改變兩個分力的大小和夾角，再做兩次實驗,誤差分析 1彈簧測力計本身的誤差 2讀數(shù)誤差和作圖誤差 3兩分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形定則作圖得出的合力F的誤差F也越大,注意事項

11、 1.在同一次實驗中,使橡皮條拉長時,結點O位置一定要相同. 2用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在6090之間為宜 3讀數(shù)時應注意使彈簧測力計與木板平行，并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同一條直線上，避免彈簧測力計的外殼和彈簧測力計的限位孔之間有摩擦讀數(shù)時眼睛要正視彈簧測力計的刻度，在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些,4細繩套應適當長一些，便于確定力的方向不要直接沿細繩套的方向畫直線，應在細繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細繩套后,再將所標點與O點連接,即可確定力的方向 5在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標度要相同，并且要恰當選取標度

12、，使所作力的圖示稍大一些,拓展創(chuàng)新 1拉力在水平面內改為在豎直平面內做實驗，更容易使彈簧拉力在同一平面內 2彈簧測力計用力傳感器取代，可避免摩擦的影響，使讀數(shù)更方便、精確,考點1對實驗原理和實驗步驟的考查 (2013長沙模擬)某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結點，OB和OC為細繩圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖,(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是_ (2)本實驗采用的科學方法是_ A理想實驗法B等效替代法 C控制變量法 D建立物理模型法,(3)實驗時，主要的步驟是： A在桌上放一塊方木塊，在

13、方木塊上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上； B用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套； C用兩個彈簧測力計分別套住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置O.記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)； D按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；,E只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F的圖示 F比較F和F的大小和方向,看它們是否相同，得出結論 上述步驟中：有重要遺漏的步驟的序號是_和_； 遺漏的

14、內容分別是_和_,【解析】(1)由一個彈簧測力計拉橡皮條至O點的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F. (2)一個力的作用效果與兩個力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，故B正確 (3)根據(jù)“驗證力的平行四邊形定則”實驗的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E. 在C中未記下兩條細繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結點拉到同一位置O.,【答案】(1)F(2)B(3)CEC中應加上“記下兩條細繩的方向”E中應說明“把橡皮條的結點拉到同一位置O”,考點2對實驗數(shù)據(jù)處理的考查 (2013包頭一中高三月考)將橡皮筋的

15、一端固定在A點,另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計，沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計，當橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直,如圖甲所示這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出,甲乙 (1)由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_ N和_ N. (2)在如圖乙所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力,【解析】(1)彈簧測力計的最小刻度為0.1 N，讀數(shù)時應估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50 N和4.00 N. (2)取一個小方格的邊長表示0.50 N，作出兩個力及它們的合力如圖所示 【答案】(1)2.504.00(2)見解析,【范例】

16、如圖所示,某實驗小組同學利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解A、B為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負.A連接質量不計的細繩,可沿固定的板做圓弧形移動B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿將細繩連接在桿右端O點構成支架保持桿在水平方向，按如下步驟操作：,測量繩子與水平桿的夾角AOB 對兩個傳感器進行調零 用另一根繩在O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器的讀數(shù) 取下鉤碼，移動傳感器A改變角 重復上述實驗步驟，得到表格.,(1)根據(jù)表格，A傳感器對應的是表中力_(選填“F1”或“F2”)鉤碼質量為_kg(保留1位有效數(shù)字) (2)本實驗中多次對傳感器進行調零，對此操作說