物體間的相互作用第二章

實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系欄目導(dǎo)航01知識梳理查漏03配套訓(xùn)練02題點

各個擊破知識梳理查漏1一、實驗?zāi)繕?biāo)1．學(xué)會探究彈簧彈力與形變量之間的關(guān)系．2．會利用列表法、圖像法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)．3．能根據(jù)F－x圖像求出彈簧的勁度系數(shù)．二、實驗原理彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等；彈簧的伸長量越大，彈力也就越大．三、實驗器材不同的輕彈簧多根、刻度尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、鐵架臺、三角板、坐標(biāo)紙、重垂線等．四、實驗步驟1．將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0，即原長．2．如實驗原理圖所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測出此時彈簧的長度l1，記錄m1和l1，填入自己設(shè)計的表格中．3．改變所掛鉤碼的質(zhì)量，測出對應(yīng)的彈簧長度，記錄m2、m3、m4、m5和相應(yīng)的彈簧長度l2、l3、l4、l5，并得出每次彈簧的伸長量x1、x2、x3、x4、x5.4．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點法作圖．得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線．5．以彈簧的伸長量為自變量，寫出圖線所代表的函數(shù)，并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義．五、注意事項及誤差分析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(zhì)量差適當(dāng)大一些，從而使坐標(biāo)點的間距盡可能大，這樣作出的圖線準(zhǔn)確度更高．3．測量彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于穩(wěn)定狀態(tài)時測量，以免增大誤差，多測幾次，求平均值，可減小誤差．4．記錄實驗數(shù)據(jù)時要注意彈力、彈簧的原長l0、總長l及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位．5．作圖像：描點畫線時，所描的點不一定都落在一條線上，但應(yīng)注意一定要使盡可能多的點落在線上，其余各點均勻分布在線的兩側(cè)，坐標(biāo)軸的標(biāo)度要適中．題點各個擊破2考查點1實驗原理與過程例1某同學(xué)利用如圖甲所示裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”實驗．(1)在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持______狀態(tài)．命題點一教材標(biāo)準(zhǔn)實驗的變形(2)他通過實驗得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖像．由此圖像可得到該彈簧的原長x0＝______cm，勁度系數(shù)k＝______N/m.(3)他又利用本實驗的原理把該彈簧做成彈簧測力計，當(dāng)彈簧測力計上的示數(shù)如圖丙所示時，該彈簧的長度x＝________cm.【答案】(1)豎直(2)4

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(3)10考查點2實驗誤差及數(shù)據(jù)處理例2為了探究彈簧彈力F與彈簧形變量x的關(guān)系，李強同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖像．(1)從圖像上看，該同學(xué)沒能完全按實驗要求操作，致使圖像上端成為曲線，圖像上端成為曲線是因為________________.(2)由圖像可得甲彈簧的勁度系數(shù)為________N/m，乙彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.若要制作一個精確度相對較高的彈簧測力計，則應(yīng)選彈簧________(填“甲”或“乙”)．【答案】(1)形變量超過彈簧的彈性限度(2)66.7

200甲1．(2021年廣安名校期中)在探究“彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，下列說法正確的是

(

)A．實驗中勁度系數(shù)k的具體數(shù)值必須計算出來B．如果沒有測出彈簧原長，用彈簧長度L代替x，F(xiàn)－L圖線也是過原點的一條直線C．利用F－x直線可求出k值D．實驗時要把所有點連到線上，才能探索得到真實規(guī)律【答案】C2．某實驗小組做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗，先把彈簧放在桌面上，用刻度尺測出彈簧的原長L0＝4.6cm，再把彈簧豎直懸掛起來，在下端掛鉤碼，每增加一只鉤碼均記下對應(yīng)的彈簧長度x，畫出彈力和彈簧長度關(guān)系的圖像．(1)根據(jù)圖像求該彈簧勁度系數(shù)k＝______N/m.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(2)圖像與x軸的交點坐標(biāo)大于L0的原因是___________．【答案】(1)50

(2)彈簧自身重力的影響創(chuàng)新角度一實驗器材和數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新例3

(2021年唐山高三二模)某實驗小組通過如圖甲所示裝置探究輕質(zhì)橡皮筋彈力與長度的關(guān)系，實驗步驟如下：命題點二實驗創(chuàng)新遷移①將橡皮筋一端固定在長木板的左端，橡皮筋的另一端系一段細(xì)線，細(xì)線跨過長木板右端的定滑輪與小桶相連；②向小桶內(nèi)注入一定質(zhì)量的細(xì)沙，穩(wěn)定后測量橡皮筋的長度l；③取出細(xì)沙，并測量細(xì)沙的質(zhì)量m；④重復(fù)②、③步驟，獲得多組對應(yīng)的m、l數(shù)值；⑤描點連線，得到l－m的關(guān)系圖像如圖乙所示．完成下列填空：(1)已知重力加速度為g，橡皮筋的勁度系數(shù)為______．(2)乙圖中縱截距的數(shù)值______橡皮筋的原長(填“大于”“等于”或“小于”)．(3)下列情況對勁度系數(shù)測量有影響的是______．A．橡皮筋與長木板不平行

B．定滑輪不光滑C．細(xì)線質(zhì)量不可忽略

D．未考慮小桶質(zhì)量創(chuàng)新角度二實驗方案的創(chuàng)新例4

(2021年廣東八省大聯(lián)考)實驗室中有5根一模一樣的彈簧，小明想測量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在水平鐵架臺上，如圖甲所示，1號彈簧不掛鉤碼，2號掛1個鉤碼，3號掛2個鉤碼，依此類推，鉤碼均相同．計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字．(1)為了更直觀地呈現(xiàn)出彈力大小F與伸長量Δx的關(guān)系，小明以1號彈簧末端指針中點為原點，作出豎直的y軸及水平的x軸，其中y軸代表________，x軸代表________(選填“F”或“Δx”)．(2)為測量彈簧的伸長量，小明取來一把米尺，豎直放置在地上，米尺的100cm刻度剛好與1號彈簧末端指針中點在同一水平線上，測量2號彈簧末端指針中點位置時，如圖乙所示，則此時彈簧伸長量為________cm.(3)小明更換質(zhì)量已知的鉤碼重新進(jìn)行實驗，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)作出F－Δx圖像，如圖丙，則這些彈簧的