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2019-2020年高考物理《探究弹力和弹簧伸长的关系》专题复习名师导学案考纲解读
1.学会用列表法、图象法等方法处理实验数据.
2.探究弹力和弹簧伸长的关系. 基本实验要求1.实验原理弹簧受到拉力作用会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的伸长量越大,弹力也就越大.2.实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.3.实验步骤1安装实验仪器如实验原理图所示.2测量弹簧的伸长量或总长及所受的拉力或所挂钩码的质量,列表作出记录,要尽可能多测几组数据.3根据所测数据在坐标纸上描点,以力为纵坐标,以弹簧的伸长量为横坐标.4按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线包括直线,所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.5以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数.4.注意事项1不要超过弹性限度实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.2尽量多测几组数据要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.3观察所描点的走向本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点.4统一单位记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.5.误差分析1钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.2画图时描点及连线不准确也会带来误差.考点一 实验原理与实验操作例1 如图1甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.图11为完成实验,还需要的实验器材有____________.2实验中需要测量的物理量有________________.3图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于______________________.4为完成该实验,设计的实验步骤如下A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组x,F对应的点,并用平滑的曲线连接起来;B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0;C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;F.解释函数表达式中常数的物理意义;G.整理仪器.请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来________.递进题组1.[对实验原理的考查]一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力F与弹簧长度l的图象如图2所示.下列表述正确的是 图2A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比2.[对实验原理与实验操作的考查]1在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,以下说法正确的是 A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等2某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下列选项中的 考点二 数据处理及误差分析例2[对误差分析的考查]为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图4所示图象.图41从图象上看,该同学没能完全按照实验要求做,从而使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为______________________________.2甲、乙弹簧的劲度系数分别为______N/m和______N/m结果保留三位有效数字;若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧______填“甲”或“乙”.3从上述数据和图线中分析,请对这个研究课题提出一个有价值的建议.变式题组3.[对数据处理的考查]xx·浙江·21在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时,某同学把两根弹簧如图5连接起来进行探究. 图5 图61某次测量如图6所示,指针示数为______cm.2在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表所示.用表中数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为______N/m重力加速度g=10m/s2.由表中数据______填“能”或“不能”计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.钩码数1234LA/cm
15.
7119.
7123.
6627.76LB/cm
29.
9635.
7641.
5147.364.[对数据处理及误差分析的考查]在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图7甲所示.所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.图71有一个同学通过以上实验测量后把6组数据在如图乙所示的图象中描点,请作出F-L图线.2由此图线可得出该弹簧的原长L0=______cm,劲度系数k=______N/m.3试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格不必填写其实验测得的具体数据.4该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较.优点是____________________________缺点是_______________________________。