考點2創新試驗提升(實力考點·深度研析)試驗裝置和試驗器材的改進(1)將彈簧水平放置或穿過一根水平光滑的直桿，在水平方向做試驗，消退了彈簧自重的影響。(2)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，對彈簧施加變更的作用力(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像，分析圖像得出結論。?考向1試驗裝置的改進(2024·廣東卷，11)某愛好小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透亮有機玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機玻璃管底端。試驗過程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質量為200g的鋼球(直徑略小于玻璃管內徑)逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內鋼球的個數n和彈簧上端對應的刻度尺示數Ln，數據如表所示。試驗過程中彈簧始終處于彈性限度內。接受逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數。n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用ΔLi＝Li＋3－Li(i＝1,2,3)，計算彈簧的壓縮量：ΔL1＝6.03cm，ΔL2＝6.08cm，ΔL3＝6.04壓縮量的平均值eq\x\to(ΔL)＝eq\f(ΔL1＋ΔL2＋ΔL3,3)＝6.05cm；(2)上述eq\x\to(ΔL)是管中增加_3__個鋼球時產生的彈簧平均壓縮量；(3)忽視摩擦，重力加速度g取9.80m/s2，該彈簧的勁度系數為48.6N/m。(結果保留3位有效數字)[解析](1)依據壓縮量的變更量為ΔL3＝L6－L3＝(18.09－12.05)cm＝6.04cm壓縮量的平均值為eq\x\to(ΔL)＝eq\f(ΔL1＋ΔL2＋ΔL3,3)＝eq\f(6.03＋6.08＋6.04,3)cm≈6.05cm。(2)因三個ΔL是相差3個鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個鋼球時產生的彈簧平均壓縮量。(3)依據鋼球的平衡條件有3mgsinθ＝k·eq\x\to(ΔL)解得k＝eq\f(3mgsinθ,\x\to(ΔL))＝eq\f(3×0.2×9.8×sin30°,6.05×10－2)N/m≈48.6N/m。?考向2試驗儀器和試驗方法的創新[解析](1)由圖乙可知，彈簧的形變量等于齒條C下降的距離，由于齒輪D與齒條C嚙合，所以齒條C下降的距離等于齒輪D轉過的弧長，依據數學學問可得：s＝θ·eq\f(d,2)即彈簧變長Δx＝s＝θ·eq\f(d,2)。(2)對托盤A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C和重物整體探討，依據平衡條件得mg＝2F，彈簧彈力的胡克定律公式，F＝kΔx，聯立解得k＝eq\f(mg,θd)。(3)依據公式k＝eq\f(mg,θd)所以θ＝eq\f(g,kd)·m，所以θ－m圖像是一條過原點的傾斜直線，圖像如題圖丙，其斜率k′＝eq\f(g,kd)，由圖像可得k′＝eq\f(Δθ,Δm)＝eq\f(0.76,0.6)rad/kg≈1.27rad/kg，將d＝5.00cm，g＝9.8m/s2和k′代入，解得k≈154N/m。?考向3試驗方法的遷移應用(2024·湖南卷)小圓同學用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設計了如圖(a)所示的試驗裝置，測量冰墩墩玩具的質量。主要試驗步驟如下：(1)查找資料，得知每枚硬幣的質量為6.05g；(2)將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩定后橡皮筋的長度l，記錄數據如下表：序號12345硬幣數量n/枚510152025長度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56(3)依據表中數據在圖(b)上描點，繪制圖線；見解析(4)取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩定后橡皮筋長度的示數如圖(c)所示，此時橡皮筋的長度為15.35cm；(5)由上述數據計算得冰墩墩玩具的質量為127g(計算結果保留3位有效數字)。[解析](3)依據表格標點連線如圖(4)由圖可知刻度尺的最小分度值為1mm，故讀數l＝15.35cm；(5)設橡皮筋的勁度系數為k，原長為x0，則n1mg＝k(x1－x0)，n2mg＝k(x2－x0)，則橡皮筋的勁度系數為k＝eq\f(n2－n1mg,x2－x1)，從作的l－n圖線讀取數據可得k＝eq\f(n2－n1mg,x2－x1)＝eq\f(10,3)mg，x0＝e