1、实验探究：探究弹力和弹簧伸长的关系 1.基础知识 2.典例剖析 4.创新实验 3.跟踪训练 5.真题演练第二章相互作用结束放映返回目录第2页 数字媒体资源库 1.基础知识结束放映返回目录第3页 数字媒体资源库 结束放映返回目录第4页 数字媒体资源库 结束放映返回目录第5页 数字媒体资源库 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【注意事项】1安装装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧2不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度3尽量多测几组：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据4观察所描点的走向：不要画折线5统一单位：记录数据时要
2、注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位【误差分析】结束放映返回目录第6页 数字媒体资源库 2.典例剖析结束放映返回目录第7页 数字媒体资源库 热点一 对实验的基本操作及注意事项的考查【典例1】如图所示,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.(1)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)下图是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx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_.刻度尺弹簧原长、弹簧所受外力与弹簧对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)200弹簧自身存在重力xFk=F/x结束放映返回目录第
3、8页 数字媒体资源库(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：_.CBDAEFG 转
4、解析结束放映返回目录第9页 数字媒体资源库 解析(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量；(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)；(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入Fkx可得k200 N/m，由于弹簧自重的原因，使得弹簧不加外力时就有形变量(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.答案(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与弹簧对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)(3)200 弹簧自身存在重力(4)CBDAEFG 转原题结束放映返回目录第10页 数字媒体资源库 规律方法注意事项
5、1安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧2不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度3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.4观察所描点的走向：不要画折线5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 结束放映返回目录第11页 数字媒体资源库 热点二 实验数据处理 【典例2】某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验.实验时,先把弹簧平放在桌面上,用刻度尺测出弹簧的原长L04.6 cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一个钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示.(1)根据表中数据在坐标系中作出F-x图线；
6、(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k_N/m；(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是_.50弹簧自身重力的影响注意作图方法与步骤.钩码个数12345弹力F/N 1.02.03.04.05.0弹簧的长度x/cm7.09.0 11.0 13.0 15.0 x Fk=F/x结束放映返回目录第12页 数字媒体资源库 解析(1)用作图法研究弹簧的弹力与其伸长量的关系,由于实验误差,依据实验数据描出的点有时不会完全在一条直线上.这时所作直线应尽量多地通过这些点,并使不在直线上的点尽量均匀分布在所作直线两侧.与其他的点明显相差很远的点应该舍去.该题中所给出的数据点恰好可以在一条直线上,所以直接描点后由刻
7、度尺作图即可.(2)在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比由 Fkx 得 kFx50 N/m,即图线的斜率为弹簧的劲度系数(3)因弹簧有一定重量,其自然悬挂时的长度与平放时的长度不一样,平放时稍短一些.量取 L0 时应将弹簧一端固定在铁架台的铁夹上,让其自然下垂,再用毫米刻度尺量得自然状态下的原长.答案(1)如图所示(2)50(3)弹簧自身重力的影响结束放映返回目录第13页 数字媒体资源库 常见误差分析 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带来误差规律方法结束放映返回目录第14页 数字媒体资源库 规律总结：处理实验数据的方法 反思总结1图像法：根据测量
8、数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点，以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的伸长量x为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的直线2列表法：将实验数据填入表中，研究测量的数据，可发现在实验误差允许的范围内，弹力与弹簧伸长量的比值是一常数3函数法：根据实验数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数关系结束放映返回目录第15页 数字媒体资源库 3.跟踪训练结束放映返回目录第16页 数字媒体资源库【跟踪训练】在探究弹簧的弹力与伸长量之间关系的实验中，所用装置如图甲所示，将轻弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，其伸长量通过刻度尺测得，某同学的实验数据列于表中.伸长量x/102 m2.004.006.008.0010.0
9、0弹力F/N1.502.934.555.987.50转解析(1)以x为横坐标,F为纵坐标,在图乙的坐标纸上描绘出能正确反映这一弹簧的弹力与伸长量间的关系图线；(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为_.(保留三位有效数字)75.0 N/m2.00 4.00 6.00 8.00 10.002.004.006.008.000 x Fk=F/xFx结束放映返回目录第18页 数字媒体资源库【跟踪训练】在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为 m0.1 kg，取 g10 m/s2)，并记录
10、绳下端的坐标 X 加 i(下标 i 表示挂在绳下端的钩码个数)，然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标 X 减 i，绳下端坐标的平均值 XiX加iX减i2的数据如下表：(1)同一橡皮绳的 X 加 i_X 减 i(填“大于”或“小于”)(2)_同学的数据更符合实验要求(填“甲”或“乙”)(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数 k(N/m)(4)为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标(Xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0
11、转解析小于乙结束放映返回目录第20页 数字媒体资源库【训练】(2014浙江卷,21)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图甲连接起来进行探究.(1)某次测量如图乙所示，指针示数为_cm.(2)在弹性限度内，将50 g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.用表中数据计算弹簧的劲度系数为_ N/m(重力加速度g10 m/s2).由表中数据_(填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数.点击放大钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36甲乙15.9516.05 12.212.8能采用逐差法计算
12、增加一个钩码F时弹簧增加的长度L,再利用k=F/x求弹簧的劲度系数转解析结束放映返回目录第22页 数字媒体资源库 4.创新实验结束放映返回目录第23页 数字媒体资源库【典例】某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为 h0.25 m、且开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内),如图甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出距筒口右端弹簧的长度 l,现要测出弹簧的原长 l0 和弹簧的劲度系数,该同学通过改变挂钩码的个数来改变 l,作出 Fl 变化的图线如图乙示.(1)由此图线可得出的结论是_.(2)弹 簧 的 劲 度 系 数 为 _ N/m，弹
13、簧的原长 l0_ m；(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：_.缺点在于：_.转解析在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比1000.15避免弹簧自身重力对实验的影响弹簧与筒及绳子与滑轮间存在的摩擦造成的实验误差结束放映返回目录第25页 数字媒体资源库(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系图中，请作出F L图线.【典例】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,实验装置如图示.所用的每个钩码的重力相当于弹簧提供了向右恒定的拉力.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.(2)
14、由此图线可得出该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况，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，优点在于：_,缺点在于：_.转解析可避免弹簧重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差.5 20 次数123456弹力F/N弹簧的长度L/(102m)结束放映返回目录第27页 数字媒体资源库 5.真题演练结束放映返回目录第28页 数字媒体资源库【真题】(2012广东卷,34(2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线
15、和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6.数据如下表.表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可知所用刻度尺的最小分度为_竖直代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30静止L31mm转解析结束放映返回目录第29页 数字媒体资源库 图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(填“L0”或“Lx”)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m
16、；通过图和表可知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)Lx4.910转解析审题视角图线的斜率反应弹簧的劲度系数.结束放映返回目录第31页 数字媒体资源库 审题视点(1)要让尽可能多的点分布在画出的直线上；不在直线上的点，要尽可能均匀分布在直线两侧；偏离直线较远的点舍去.(2)由F=kx求k.【真题】(2011安徽卷，21(1)为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图中标出.(g9.8 m/s2)作出ml的关系图线；弹簧的劲度系数为_N/m.解析显隐解析 应使尽量多的点
17、在同一直线上由胡克定律 Fkx，得 kFx.答案 如图所示0.259(0.2480.262)0.259 注意画线方法结束放映返回目录第32页 数字媒体资源库【真题】(2014新课标全国卷,23)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系.实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100 kg的砝码时,各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n
18、为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80 m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81/k(m/N)0.006 1 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7结束放映返回目录第33页 数字媒体资源库(1)将表中数据补充完整：_，_.(2)以 n 为横坐标，1k为纵坐标，在图中给出的坐标纸上画出1kn 图象.(3)图中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为 n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数 k 与其圈数 n 的关系的表达式为k_N/m；该弹簧的劲度系数 k 与其自由长度 l0(单位为m)的关系的表达式为 k_N/m.转解析81.70.0141.75103/n3.47/l0